مقدمه:
برنج به عنوان غذاي اصلي حدود نيمي از جمعيت جهان به شمار مي‎آيد و به همين دليل اين محصول يكي از مهمترين منابع اصلي تأمين كننده نياز غذايي جهان است (۵۶،۷۱). طبق آمار فائو مصرف سرانه برنج در كشورهاي مختلف بين ۲/۴ تا ۱/۱۰۲ كيلوگرم متغير است و معمولاً كشورهاي عمده توليد كننده برنج مصرف كنندگان عمده نيز هستند و تا حدي بين توليد و مصرف آنها موازنه وجود دارد. ولي در كشور ما متأسفانه اين توازن برقرار نيست و ايران به عنوان يازدهمين كشور توليد كننده برنج، سومين وارد كننده در جهان است (۱۱). برنج در كشور ما بعد از گندم دومين كالاي مصرفي از نظر مقدار و تنها غله‎اي است كه منحصراً براي تغذيه انسان كشت مي‎شود و در حدود نصف جيره غذائي ۱/۶ ميليارد نفري از جمعيت دنيا را تشكيل مي‎دهد (۱۱) و در بخش عظيمي از قارة آسيا تأمين كننده بيش از ۸۰% كالري و ۷۵% پروتئين مصرفي مردم است. در كشور ما نيز به طور متوسط، روزانه ۱۴% نياز به انرژي از طريق برنج تأمين مي‎شود (۱۱). اين گياه در بين گياهان عمده زراعي داراي خصوصيات منحصر به فردي از نظر مصرف آب است (رشد در شرايط غرقابي، غيرغرقابي و ديم). آب اولين و اساسي‎ترين عامل محدود كننده توليد محصولات كشاورزي است. كمبود آب كه به بحران قرن حاضر موسوم شده است باعث گرديد دانشمندان و محققان تلاش‎هاي وسيعي را در جهت يافتن راه حل‎هاي مناسب براي افزايش توان توليد واحد آب مصرفي آغاز نمايند.
با توجه به محدوديت منابع آبي در كشورمان، افزايش جمعيت، نياز روزان كشور به امنيت غذايي و پايين بودن راندمان آبياري در مزارع، ضروري است كه برنامه‎ريزي دقيقي براي استفاده بهينه از منابع موجود صورت گيرد. در اين راستا هرگونه تلاش در بخش كشاورزي به عنوان بزرگترين مصرف كننده آب و بخصوص برنج به عنوان پرمصرف‎ترين گياه و رايج‎ترين كشت در شمال كشور كه ۸۰ تا ۸۵% سطح زير كشت برنج كشور را تشكيل مي‎دهد قابل توجه و تقدير است.
بنابراين در كشور ما بايد توليد به ازاي هر واحد آب مصرفي جايگزين توليد در واحد سطح ملاك ارزيابي‎ها قرار گيرد. در حال حاضر به ازاي هر متر مكعب آب مصرفي در بخش كشاورزي معادل ۷/۰ كيلوگرم محصول توليد مي‎شود كه اين رقم در كشورهاي پيشرفته حدود ۲ كيلوگرم است (۱۸). براي رسيدن به اين ركورد، كاراترين راه‎حل، افزايش بازده آبياري و بهينه‎سازي مصرف آب مي‎باشد.
مديريت آبياري به عمليات اجرايي در يك پروژه تحت بهره‎برداري گفته مي‎شود كه منتج به سود بيشتر كشاورزي گردد. اين بررسي با تنظيم برنامه آبياري جهت حصول عملكرد مناسب بر روي ارقام محلي (حسني، بيتام) صورت گرفته است. ارقام محلي علي‎رغم عملكرد كم، به دليل سازگاري با شرايط اقليمي منطقه، پخت و خوراك مطلوب و عطر و طعم مطبوع داراي بازارپسندي خوبي هستند و شناخت اين ارقام و پي بردن به خصوصيات بارز آنها مي‎تواند كمك مؤثري در توليد ارقام اصلاح شده بنمايد. اين تحقيق در راستاي اهداف زير به اجرا درآمد:
– كاهش تلفات آب در آبياري برنج
– افزايش راندمان كاربرد آب
– بررسي واكنش ارقام به كم آبياري
– بهبود مديريت آبياري صفات فيزيولوژيكي با توجه به اعمال تيمارها
اميد است نتايج حاصل بتواند در پيشبرد برنامه‎هاي زراعي و آبياري مورد استفاده قرار گيرد.

فصــل اول

كليـات

۱-۱- سطح زير كشت و ميزان توليد برنج در دنيا و ايران:
برنج بعد از گندم بيشترين سطح اراضي كشاورزي در جهان را به خود اختصاص داده است. براساس آمار منتشر شده در سال ۱۳۸۰ از سوي فائو ‎(FAO) سطح زير كشت برنج در دنيا حدود ۱۵۱ ميليون هكتار بوده كه كشورهاي هند و چين با داشتن ۷۴ ميليون هكتار قريب به ۵۰ درصد كشت برنج جهان را به خود اختصاص داده‎اند. سطح زير كشت برنج در ايران ۵۸۷ هزار هكتار برآورده شده كه حدود ۴ درصد سطح زير كشت برنج جهان است. بيش از ۷۵ درصد اراضي زير كشت برنج در استان‎هاي ساحلي خزر يعني گيلان و مازندران قرار دارد و بيش از ۸۰ درصد برنج كشور از اين اراضي تأمين مي‎شود (۱۱).
استان مازندران با توليد ۴۳ درصد، رتبة اول را در كشور داراست (۱۱). آمارهاي جهاني نشان مي‎دهد كه حدود ۹۲ درصد توليد برنج متعلق به كشورهاي در حال توسعه از قاره آسيا است. قارة آسيا با داشتن ۱/۱۲۱ ميليون هكتار برنج كاري يعني ۹۰ درصد سطح زير كشت جهان، رتبه اول توليد برنج را به خود اختصاص داده است. از نظر توليد، كشور چين با توليد ۱۸۳۱۴۸ هزار تن مقام اول را داشته و ايران با توليد حدود ۲۶۰۰ هزار تن در رده يازدهم قرار دارد (۱۱). در سال ۱۹۸۷ ميزان درصد سهم ايران از توليد جهاني برنج حدود ۵/۰ درصد بوده كه در افزايش توليد جهش ۱۸ درصدي را كسب كرده است. در سال ۱۹۷۷ در حالي كه عملكرد توليد شالي در واحد سطح در جهان به طور متوسط به ۳۷۹۲ كيلوگرم ارتقاء يافته بود، در ايران اين رقم به ۴۱۳۷ كيلوگرم رسيد. به عبارتي در حالي كه افزايش عملكرد جهاني ۵/۱۳ درصد بوده مقدار فزوني عملكرد در ايران به سطح ۵/۳۷ درصد ترقي كرده است (۱۱). براساس آمار فائو ‎(FAO) ميزان درصد سهم ايران از ميزان عملكرد متوسط جهاني در سال ۱۹۸۷ تا ۱۹۹۷ مرتباً روند صعودي داشته و از ۳۵/۹۱ درصد به ۰۹/۱۱۸ درصد ترقي كرده است (۱۱).
جدول (۱-۱) و شكل (۱-۱) سطح زير كشت، توليد و عملكرد برنج در ايران را نشان مي‎دهد.
جدول (۱-۱): وضعيت شلتوك طي سال‎هاي ۶۹ تا ۷۸ در ايران (۱۱).
شرح واحد سال ۷۸ ۷۷ ۷۶ ۷۵ ۷۴ ۷۳ ۷۲ ۷۱ ۷۰ ۶۹
توليد هزار تن ۲۵۹۶ ۲۷۷۰ ۲۳۵۰ ۲۶۸۴ ۲۳۰۱ ۲۲۵۹ ۲۲۸۱ ۲۳۶۴ ۲۳۵۷ ۱۹۸۱
سطح كشت هزار هكتار ۵۸۷ ۶۱۵ ۵۶۶ ۶۰۰ ۵۶۶ ۵۶۳ ۵۸۸ ۵۹۷ ۵۷۳ ۵۲۴
عملكرد كيلوگرم ۴۴۲۴ ۴۵۰۵ ۴۱۷۶ ۴۴۷۳ ۴۰۶۵ ۴۰۱۲ ۳۸۷۹ ۳۹۶۰ ۴۱۱۳ ۳۷۸۱

شكل (۱-۱): سطح زير كشت، توليد و عملكرد برنج، طي سالهاي ۱۳۷۰ تا ۱۳۸۰

۱-۱- سابقه كشت برنج در ايران:
تئوفر معتقد است كه زراعت برنج در بابل و شوش (خوزستان امروز) از ۴۰۰ سال قبل از ميلاد متداول بوده است. زراعت اين گياه در ايران از ساليان خيلي دور معمول بوده و تاريخ كشاورزي نمايانگر آن است كه در زمان هخامنشيان كشت مي‎شده و در دورة اشكانيان نيز در گيلان، مازندران و خراسان زراعت آن معمول بوده و در دورة ساسانيان نيز در قسمتي از ايران مانند كاشمر و تاشكند برنجزارهاي وسيعي وجود داشته است (۷).

۱-۱- گياه‎شناسي برنج:
برنج يي از گياهان مهم تيره غلات مي‎باشد كه به شاخة گياهان گلدار ، زير شاخه نهاندانگان ، ردة تك لپه‎ايها ، راستة‌ غلاف داران ، خانوادة غلات ، جنس اوريزا تعلق دارد كه داراي دو گ ونة زراعي به نام‎هاي ساتيوا و گلابريما مي‎باشد (۷‌،۲۶).
اوريزا ساتيوا از گونه‎هاي مهم بوده و برنج‎هاي زراعي ايران از اين نوع مي‎باشند. اين‎گونه داراي انواع مختلف به شرح زير است:

۱-۳-۱- نوع ژاپونيكا
اين برنج در نواحي معتدل ژاپن، ايتاليا و آمريكا كشت مي‎شود و براي آنكه گل توليد كند احتياج به روزهاي بلند دارد. و سازگار با اقليم‎هاي سردتر مي‎باشد. برگ‎هاي آن نازك و سبز تيره، دانه كوتاه و گرد، ريزش كم، ارتفاع گياه كوتاه تا متوسط، كركهاي پوشينه بلند و ضخيم، قدرت پنجه‎زني متوسط، بافت گياه سخت، خوشه كوتاه مي‎باشد. برنج‎هاي گرده از اين نوع هستند (۷، ۲۶، ۳۶).
۱-۳-۲- نوع اينديكا
اين نوع برنج سازگار به مناطق گرمسيري بوده كه در مقابل خشكي، بيماري و آفت مقاوم مي‎باشد و داراي ارقام مختلفي از نظر زمان رويش است. همچنين داراي برگهاي پهن و سبز روشن، دانه طويل نردتاً تخت، قدرت پنجه‎زني بالا، ارتفاع گياه كوتاه تا بلند كرك‎هاي پوشينه كوتاه، بافت گياه نرم و حساس به ريزش دانه مي‎باشد (۳۶).
۱-۳-۳- نوع جاوانيكا
اين نوع برنج در كشورهاي اندونزي، فيليپين، تايوان و ژاپن كشت مي‎شود. داراي برگهاي پهن و سبز روشن، دانه پهن و كلفت، پنجه‎زني ضعيف، ارتفاع گياه بلند،‌ بافت گياه سخت، ريزش دانه كم مي‎باشد (۳۶).
۱-۴- سيستم‎هاي كشت برنج
برنج از نظر اكولوژيكي و دامنة زيست، گستردگي خاصي دارد. يعني از حالت ديم تا حالت غرقابي كشت مي‎شود. كه اين نشان‎دهندة‌سازگاري اكولوژيكي و سيع اين گياه است. دامنة‌ سازگاري برنج با عمق غرقابي و درجه كنترل رطوبت منجر به ايجاد چند اكوسيستم در كشت اين گياه شده است (۳۴، ۴۶، ۵۵).
كشت برنج براساس منبع تأمين كنندة آب به صورت فارياب يا ديم طبقه‎بندي مي‎شود. براساس مديريت عمليات آب و زمين، اراضي برنج به صورت زير طبقه‎بندي مي‎شوند:
الف) لولند (غرقابي): مزارع لولند توسط مرزهايي محصور مي‎شوند تا آب آبياري يا بارندگي را نگهدارند. آماده كردن زمين معمولا هنگامي صورت مي‎گيرد كه مزرعه غرقاب مي‎باشد.
ب) آپلند: م زارع آپلند داراي مرز و كرت براي نگهداري آب نيستند. تنها منبع آب، باران ميباشد. آماده كردن زمين هنگامي كه خاك مزرعه خشك است صورت مي‎گيرد.
براساس رژيم آب، اراضي برنج به صورت زير طبقه‎بندي مي‎شوند:
الف) آپلند:‌بدون آب ايستادگي
ب) لولند : با ۵۰-۵ سانتي‎متر آب ايستادگي
ج) آب عميق : بيش از ۵۰ سانتي‎متر تا ۶ متر آب ايستادگي
شكل (۱-۲) طبقه‎بندي اراضي برنج جهان با رژيم‎هاي آبي را نشان مي‎دهد.
كشت برنج براساس نوع واريته استفاده شده به صورت زير طبقه‎بندي مي‎شود:
الف) برنج لولند: گياهاني نيمه پا كوتاه، متوسط تا بلند (به ارتفاع ۱۰۰ سانتي‎متر تا ۲ متر)
ب) برنج آپلند: گياهاني متوسط تا بلند (به ارتفاع ۱۳۰ تا ۱۵۰ سانتي‎متر)
ج) برنج آب عميق: گياهان متوسط تا بلند (به ارتفاع ۱۲۰ تا ۱۵۰ سانتي‎متر، ۲ تا ۳ متر با بالا آمدن سطح آب)
د) برنج شناور : گياهاني بلند (بيشتر از ۱۵۰ سانتي‎متر، ۵ تا ۶ متر با بالا آمدن سيلاب)
تغييرپذيري بارندگي اساس تقسيم‎بندي اكوسيستم فارياب به دو زير ا كوسيستم؛ آبي فصل مرطوب و آبي فصل خشك مي‎باشد.
اراضي آبي فصل مرطوب آنهايي هستند كه آب آبياري ممكن است در طول فصل مرطوب به عنوان مكمل با رندگي به شاليزار افزوده شود. اراضي آبي فصل خشك آنهايي هستند كه بدون آب
تكميلي در اين فصل برنج نمي‎تواند كشت شود.
در سطح جهاني حدود ۷۹ ميليون هكتار برنج تحت شرايط آبي رشد مي‎كند. ميانگين عملكرد از ۳ تا ۹ تن در هكتار متغير است. بيش از ۷۵% برنج جهان از شاليزارهاي تحت آبياري توليد مي‎شود (۴۶).
برنج‎هاي آپلند در حدود ۱۰% از كل شاليزارهاي جهان را به خود اختصاص داده‎اند. برنج آپلند يكي از مؤلفه‎هاي اصلي در بسياري از سيستم‎هاي كشت تناوبي و نيمه فشرده در جنوب شرقي آسيا، مناطق گرمسيري آمريكا و غرب آفريقاست. ميانگين عملكرد دانه در حدود ۱ تن در هكتار است (۳۴، ۴۶).

شكل (۱-۲): طبقه‎بندي اراضي برنج جهان با رژيم‎هاي آبي (۴۶).

۱-۵- فيزيولوژي برنج:
برنج به گروه فتوسنتزي ‎C3 تعلق داشته و داراي نقطة موازنه ‎Co2 بالايي بوده ‎(CCP ۵۰ppm) و فاقد كلروپلاست‎هاي غلاف آوندي مي‎باشد. مقدار فتوسنتز خالص در واحد سطح برگ برنج در مقايسه با ساير گونه‎هاي ‎C3 نسبتاً بيشتر است (۲). تحقيقات اخير نشان مي‎دهد كه مقدار فتوسنتز در برگهاي برنج ۴۰ تا ۵۰ ميلي‎گرم ‎Co2 دردسي متر مربع در ساعت مي‎باشد (۲). ساير بافت‎هاي سبز گياه از جمله غلاف‎هاي برگ و پانيكولها به عنوان اندامهاي غيرفتوسنتز كننده تلقي مي‎‌شوند. زيرا ميزان فتوسنتز خام و نيز خالص آنها بسيار جزئي مي‎باشد. سرعت متوسط فتوسنتز خالص بر اهميت شاخص سطح برگ ‎(LAI) و آرايش كانوپي در تعيين قابليت توليد ماده خشك برنج تأكيد دارد (۲). رشد بخش‎هاي هوايي زماني كه ‎LAI بيش از ۴ مي‎شود حداكثر است. ‎LAI در برنج كمي قبل از خوشه رفتن به بيشترين مقدار خود مي‎رسد و بعد از آن به علت پژمرده شدن برگهاي پايين‎تر رو به كاهش مي‎گذارد (۳۲،۲). برنج به تنش آب و همچنين به شرايط بي‎هوازي مربوط به زير آب رفتن حساس است (۳۴).
۱-۶- فتولوژي و مراحل رشد برنج:
رشد و نمو برنج به سه مرحله تقسيم مي‎شود و هر كدام از اين فازهاي اصلي به مراحل فيزيولوژيكي مجزاي ديگري نيز تقسيم مي‎شوند كه به شرح زير مي‎باشد (۴۶، ۵۵).
۱-۶-۱- مرحلة‌ رويشي
از جوانه‎زني شروع شده و تا تشكيل جوانة اولية خوشه ادامه دارد.
الف) جوانه‎زني:
بذربرنج بوسيلة فشار ريشه چه از ميان كلئوريزا جوانه مي‎زند. درجه حرارت مساعد براي جوانه‎زني ۳۵-۳۰ درجه سانتي‎گراد و حداقل درجه حرارت ۱۲-۱۰ و حداكثر ۴۰-۳۸ درجه سانتي‎گراد مي‎باشد. وقتي كه دانه در يك محيط محتوي اكسيژن نظير خاكي بازهكشي خوب جوانه بزند در اين صورت ريشه چه (كلئوريزا) كه ريشة اوليه را در جنين مي‎پوشاند، زودتر از كلئوپتيل ظاهر مي‎شود. ولي اگر بذر در آب جوانه بزند در اين صورت ساختمان لوله‎اي كلئوپتيل كه برگ‎هاي جنيني را مي‎پوشاند زو دتر از كلئوريز خارج مي‎شود (۴۶).

ب- مرحلة رشد گياهچه‎اي و پنجه‎زني:
مرحلة رشد گياهچه‎اي شامل جوانه زدن تا ظهور اولين پنجه است. مرحلة‌ پنجه‎زني بعد از مرحلة گياهچه‎اي رخ مي‎دهد و با ظهور اولين پنجه از جوانة جانبي توسط پايين‎ترين گره شروع مي‎شود (حدوداً در مرحلة ۴ تا ۵ برگي) مرحلة پنجه‎زني تا زمان تشكيل خوشه يعني زماني كه گياه ۸ تا ۹ برگ دارد، ادامه مي‎يابد (۴۶).
ج- مرحلة ‌طويل شدن ساقه:
اين مرحله قبل از تشكيل خوشه آغاز شده و در ارقام ديررس معمولاً در اواخر مرحله پنجه‎زني رخ مي‎دهد ولي در واريته‎هاي زودرس، طويل شدن ساقه و نمو خوشه با هم رخ مي‎دهد (۴۶).
۱-۶-۲- مرحله زايشي
از تشكيل خوشه تا گل‎دهي ادامه دارد. مرحلة زايشي گياه برنج قبل يا بلافاصله بعد از حداكثر پنجه‎زني شروع مي‎شود كه به رقم و شرايط محيطي بستگي دارد (۴۶).
الف- تشكيل خوشه :
تشكيل خوشه معمولاً از ساقه اصلي شروع شده و پس از آن پنجه‎ها تشكيل خوشه مي‎دهند (۴۶).
ب- توسعه و ظهور خوشه:
در طول توسعة خوشه، سنبلچه‎ها شروع به تمايز مي‎كنند و خوشه به سمت درون و بالاي
غلاف برگ پرچم گسترش مي‎يابد. وقتي كه طول خوشه به ۵ سانتي‎متر برسد (حدود ۷ روز بعد از قابل رويت شدن خوشه) پريموردياي سنبلچه متمايز شده و تعداد آنها تعيين مي‎شود. در طول تشكيل اولين بخش از مرحلة زايشي هر نوع تنشي كه به گياه وارد شود مي‎تواند اثر نامطلوب روي عملكرد بگذارد (۴۶).
به طور كلي مرحلة توسعه و نمو خوشه به سه مرحله مجزا تقسيم مي‎شود:
۱- تورم غلاف ۲- خوشه دهي ۳- گل دهي
مرحلة ‌تورم غلاف بعد از نمو خوشه رخ مي‎دهد. خروج خوشه از ميان غلاف برگ پرچم، خوشه دهي نام دارد. گل‎دهي خوشه‎ها به ترتيب از بالا، وسط و پائين خوشه رخ مي‎دهد.
۱-۶-۳- مرحلة‌ رسيدگي:
از گل دهي تا رسيدگي كامل ادامه دارد. كه شامل سه مرحله است (۱۷):
۱- مرحلة شيري دانه ۲- مرحله خميري دانه ۳- مرحله رسيدن دانه
در جدول ۲-۱: تقسي‎بندي مرحله رشد و نمو گياه براساس كدهاي رياضي نشان داده شده است (۴۳).

جدول (۱-۲): مرحله نموي برنج با كدهاي رياضي (۴۳).
نام مرحله كد توضيح
؟؟
گياهچه‎اي
؟؟
؟؟
؟؟
؟؟
گل‎دهي
شيري
خميري
رسيدگي
؟؟ ۱
۲
۳
۳
۴
۵
۶
۷
۸
۹
۱۰ از كشت تا خروج كلئوپتيل از خاك
از خروج كلئوپتيل تا ظهور پنجمين برگ (رشد در خزانه)
از مرحلة رشد نشاء تا پوشيده شد كامل مزرعه
از ظهور اولين پنجه تا تشكيل خوشه
از تشكيل خوشه تا نمو كامل خوشه در درون غلاف برگ پرچم
از ظهور نوك پانيكول در غلاف برگ پرچم تا خروج بيش از ۹۰% پانيكول
از ظهور اولين گل تا تكميل شدن گل‎دهي بر روي خوشه‎ها
از تكميل شدن گل‎دهي تا شيري شدن دانه‎ها
تبديل كاربويس از حالت شيري به خميري نرم و سخت
رسيدگي دانه‎هاي انتهايي خوشه تازماني كه۸۰%دانه‎ها‏‎كاملاً رسيده شوند.
دانه‎ها به حداكثر رسيدگي خود رسيده‎اند و از پانيكول ريزش مي‎كنند.
۱-۷- آب در گياه
آب در داخل سلول به چندين شكل يافت مي‎شود: به صورت جزء شيميايي پروتوپلاسم، به صورت آب هيدراسيون كه يونها را دربرگرفته است، مواد آلي و مولكولهاي بزرگ را در خود حل كرده و فضاي خالي بين ساختارهاي كوچك پروتوپلاسم و ديواره سلول را پر نموده است، به صورت يك ماده ذخيره شونده در وزيكولا و واكوتلها و سرانجام در فضاي بين سلولها و در اجزاي آوندي آوند چوب و آبكش به عنوان يك محيط انتقال عمل مي‎كند (۲۷).
بطور خلاصه نقش آب در گياه عبارت است از (۲۳):
۱- به عنوان يك مادة ساختماني با هزينة متابوليكي خيلي كم عمل مي‎كند
۲- به عنوان يك محيط جهت متابوليسم عمل مي‎كند.
۳- عامل كاهش نوسانات درجه حرارت مي‎باشد.
۴- نيازهاي تعرق گياه را فراهم مي‎كند.
۱-۸- آبياري در برنج
۱-۸-۱- روش آبياري غرقاب دائم:
در اين روش آب از يك جهت وارد كرت و از جهت مقابل زه‎آب سطحي خارج مي‎شود و هميشه آب با عمق معيني روي سطح كرت نگهداري مي‎گردد. و بدين علت اين روش به نام غرقاب دائم خوانده مي‎شود. كه از هزاران سال پيش تاكنون در مورد اكثر مزارع برنج عمل مي‎شود. معايب اين روش را مي‎توان بشرح زير عنوان كرد:
غرقاب متوالي در طول فصل زراعت،‌ شرايط خوبي جهت رشد گياه بوجود نمي‎آورد، با حركت آب در طول كرت، كود اضافه شده بوسيلة زه آب سطحي از كرت خارج مي‎گردد، در فصول كم آبي توزيع يكنواخت آب امكان‎پذير نمي‎باشد. از محاسن اين روش مي‎توان به موارد زير اشاره نمود:
عمليات آبياري ساده است، تهيه وسايل بهره‎برداري از سيستم آبياري ارزان است، احتياج به نيروي انساني كمي دارد،‌ رويش علفهاي هرز در اين روش تقليل مي‎يابد.
۱-۸-۲- روش آبياري متناوب:
اين روش به منظور جلوگيري از اثرات مضر غرقاب متوالي در زراعت برنج اجرا مي‎شود. كه جهت آبياري از نهر آب به مزارع بطور متناوب براساس برنامة آبياري مشخص انجام مي‎شود. از معايب اين روش نيز مي‎توان موارد زير را نام برد:
به وسايل بهره‎برداري زيادي نياز دارد، عمليات اجرايي در اين روش زياد مي‎باشد و همكاري و تشريك مساعي كشاورزان را مي‎طلبد. از محاسن اين روش مي‎توان، توزيع متناسب آب آبياري در منطقه، نقصان خسارت كم آبي و توسعه و اشاعه همكاري‎هاي جمعي و تعاوني را نام برد.
بطور كلي آبياري متناوب به معني رساندن آب به گياه بطور دوره‎اي و با فاصلة زماني مشخص مي‎باشد. بطوريكه گياه در اين فاصله مشكلي از نظر كمبود آب نداشته باشد. با روش آبياري متناوب،‌ در زمانيكه شاليزار را از آب تخليه مي‎نمايند آب بايستي به حد كافي در آن باشد. وقتي كه محتوي آب خاكي كمي كمتر از حالت اشتاع باشد، مقداري آب اضافه مي‎ماند كه وضعيت غرقابي با عمق كم آب حفظ شود. آبياري‎هاي متناوب با كاهش دادن رواناب سطحي و نفوذ عمقي در مصرف آب صرفه‎جويي مي‎شود و همچنين باعث بالا رفتن بازده مصرف آب باران مي‎گردد (۶).
با تعيين راندمان آبياري مي‎توان برنامه آبياري را بخوبي تنظيم نمود و از مصرف بيش از نياز جلوگيري كرد. در شرايط تنش مي‎توان از ميزان و اثر تنش در كاهش توليد آگاهي يافت، از ميزان كارآيي مصرف آب در محصولات كشاورزي و مقايسه عملكرد اقتصادي آنها بهره گرفت و تأسيسات آبياري را با دقت بيشتري طراحي نمود. تخمين نياز آبي گياهان بر اين اصل استوار است كه گياه در دورة‌ رشد خود از نظر آب در تنگنا نباشد، بدين معني كه اگر ساير عوامل و مولفه‎هاي توليد در حد بهينه باشند بايستي حداكثر عملكرد بالقوه را انتظار داشت. كاهش حجم مصرفي آب بسته به نوع كشت و فيزيولوژي رشد آن از چند درصد تا بيش از پنجاه درصد نوسان دارد و بدون شناخت كافي از رطوبت خاك و گياه در دوره رشد تعيين عدد قطعي براي آن ميسر نيست. بنابراين براي كاهش مصرف آب، لازم است كه مديريت آبياري مورد توجه قرار گيرد.
در جدول (۱-۳) تخمين عملكرد محصول با صرفه‎جويي در آب، در مقايسه با روش غرقابي دائم نشان داده شده است (۶):
جدول (۱-۳): تخمين عملكرد در روش‎هاي مختلف آبياري (۶).
روش آبياري آبي آبياري عملكرد
غرقابي دائم
آبياري متناوب
غرقابي در مرحلة‌ خوشه‎دهي
صرفه‎جويي در آب (با كنترل آبياري) ۱۰۰%
۸۰%
۶۰%
۷۵% ۱۰۰%
۵۰%
۷۵%
۱۱۰%
۱-۸-۳- آبياري برنج براساس مراحل مختلف رشد:
آبياري يكي از مهمترين عوامل مؤثر در زراعت برنج بوده و انجام درست آن در عملكرد بيشتر محصول و استفاده معقول از آب، اين ماده گرانبهاي طبيعت نقش بسزايي دارد (۳۸).
در اين راستا يك روش پيشنهادي سازمان خواروبار جهاني ‎(FAO) كه براساس مراحل مختلف رشد گياه برنج بنا شده است معرفي مي‎گردد (۴۸).
شكل (۱-۳) دوره‎هاي مختلف رشد گياه برنج و عمق آب در هر دوره را نشان مي‎دهد. به طور خلاصه در اين روش بلافاصله بعد از نشاكاري براي تضمين سلامتي رشد نشاء و مبارزه با علفهاي هرز، عمق آب در حدود ۱۰ سانتي‎متر، در ادامة دوره پنجه‎ زني براي حفظ تعادل در درجه حرارت خاك حداكثر عمق آب ۳ سانتي‎متر، در دورة‌حداكثر پنجه زني عمق آب به حداقل كاهش پيدا مي‎كند به طوري كه خاك حالت اشابع داشته باشد.
پس از آن در دوره تشكيل خوشه‎هاي جوان (گلدهي نيز جزء اين دوره مي‎باشد) تا ۱۰ روز پس از شروع دورة پر شدن دانه عمق آب در پانزده روز اول در حدود ۷ سانتي‎متر و در ادامه دوره در حدود ۱۰ سانتي‎متر پيشنهاد شده است. پس از اين دوره براي باقيماندة دورة پر شدن دانه و رسيدن محصول، آب از سطح مزرعه خارج مي‎گردد.
اين روش آبياري داراي پيچيدگي چنداني نبوده و تنها با تشخيص مراحل رشد كه براي كشاورزان بسيار ساده است، قابل اجرا مي‎باشد.
واضح است كه در اين روش در مقايسه با غرقاب دائم كه عموماً توسط كشاورزان به كار برده مي‎شود به طور قابل ملاحظه‎اي از آب مصرفي كاسته مي‎شود.

شكل (۱-۳): آبياري برنج براساس مراحل رشد (۴۸).
۱-۹- اثر كمبود آب:
تنش عبارت است از «هر عامل محيطي كه قادر به ايجاد استرين زيان‎آور در گياه باشد.»
آب عامل اصلي تشكيل دهندة بافت،‌معرف در واكنش‎هاي شيميايي، حلال، وسيلة انتقال متابوليتها و مواد معدني داخل گياه و ضروري براي بزرگ شدن سلول از طريق افزايش فشار ترگر است. با وقوع كمبود آب بسياري از فرآيندهاي فيزيولوژيكي مرتبط با رشد تحت تأثير قرار مي‎گيرد. و با كمبودهاي شديد حتي مرگ گياه ممكن است رخ دهد (۱۵).
نياز آب در مرحلة گياهچه‎اي پايين است. و تنش در اين مرحله مي‎تواند جبران شود. تنش آب در طول مرحلة ‌رويشي، ارتفاع گياه، تعداد پنجه و سطح برگ را كاهش مي‎دهد (۴۲). هر چند كه اثر آن در طول اين مرحله با شدت تنش و سن گياه مختلف است. ارقام ديررس نسبت به ارقام زودرس كاهش عملكرد كمتري دارند با طوري كه دورة‌رويشي زياد، زماني كه تنش رفع مي‎شود،‌ مي‎تواند به گياه در جهت جبران آن كمك كند.
توسعه برگ در طول مرحلة رويشي به تنش آب خيلي حساس است. بزرگ شدن سلول به ترگر جهت توسعه ديواره سلولي و ايجاد شيب پتانسيل آب جهت ورود آب به سلول نياز دارد (۵۱).
برگ‎هاي برنج در حالت كلي داراي ميزان تعرق خيلي بالايي هستند. بنابراين برنج تحت سطوح بالاي تشتشع ممكن است به علت پژمردگي ميان روز آسيب ببيند (۴۲). برنج مي‎تواند حتي وقتي كه رطوبت خاك در حد ظرفيت مزرعه است پتانسيل تعرق داشته باشد. بنابراين نگهداري رژيم آب در حد اشباع در طول دورة رشد گياه جهت ذخيره آب و افزايش عملكرد دانه، بهترين حالت است. اگر فشار علفهاي هرز بالا باشد ثابت نگهداشتن آب تا نزديك كانوپي و سپس حفظ شرايط اشباع خاك مي‎تواند ذخيره آب را بدون كاهش در عملكرد افزايش دهد (۴۲).
از ترك برداشتن خاك بدليل اينكه از نفوذ آب در طول آبياري‎هاي بعد مي‎كاهد بايد جلوگيري شود (۴۲).
در حالت كلي برنج كمتر از ۵% آب جذب شده از طريق ريشه‎ها از خاك را استفاده مي‎كند. مابقي از طريق تعرق از دست مي‎رود كه اين به حفظ تعادل انرژي برگ گياه كمك مي‎كند (۴۲). كاهش پتانسيل آب برگ، روزنه‎ها را بسته، تعرق را كاهش داده و درجه حرارت برگ را افزايش مي‎دهد. بسته شدن روزنه‎ها مي‎تواند به دليل تجمع اسيد آبسيزيك باشد كه يك مكانيزم مقاومت به خشكي است (۵۱) حتي با اينكه بسته شدن روزنه‎ها كارآيي مصرف آب را تحت شرايط تنش آب بهبود مي‎بخشد. اين كاهش آسميلاسيون كربن بدليل كاهش در انتقال فيزيكي مولكول ‎Co2 است و افزايش درجه حرارت بر فرآيندهاي بيوشيميايي را كاهش مي‎دهد. كاهش حلاليت ‎Co2 ممكن است آسميلاسيون ‎Co2 را كاهش دهد. انتقال آسميلاتها ممكن است تحت شرايط پسابيدگي بدليل كاهش در ظرفيت مبداء و مقصدو كاهش پتانسيل آب كم شود (۴۲، ۷۸).