نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکترای مهندسی آبیاری و زهکشی، مدرس گروه مهندسی آب، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)

3 استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)

چکیده

امروزه مدل‌های گیاهی ابزار مناسبی برای شبیه‌سازی پارامترهای مهم کشاورزی به‌ شمار می‌روند. با توجه به وجود تنش‌های محیطی در هر منطقه، مدل‌های گیاهی باید ارزیابی‌شده و مورد تأیید قرار بگیرند. در این پژوهش آزمایش مزرعه‌ای به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی انجام شد. تیمارهای آب‌شور با هدایت ‌الکتریکی 0.5، 1.2، 3.5 و 5.7 دسی‌زیمنس بر متر و تیمارهای حاصلخیزی در چهار سطح؛ 100، 75، 50 و 25 درصد مصرف کود نیتروژن، با سه تکرار به اجرا درآمد. در فاصله بین دو آبیاری، تبخیر- تعرق روزانه از طریق بیلان حجمی رطوبت خاک اندازه‌گیری شد. سپس مدل AquaCrop برای تخمین رطوبت خاک، تبخیر- تعرق و عملکرد ذرت علوفه‌ای در شرایط تنش شوری و حاصلخیزی ارزیابی شد. مقدار آماره‌های RMSE، NRMSE و  در برآورد کل تبخیر- تعرق به‌ترتیب 4 میلی‌متر، 1.3 درصد و 0.99 و همچنین برای عملکرد محصول به‌ترتیب 0.34 تن بر هکتار، 0.65 درصد و 0.99 بود. مقدار آماره‌های RMSE، NRMSE و  در برآورد رطوبت خاک به‌ترتیب در محدوده 0.4-1.1 درصد، 1.4-3.3 درصد و 0.99 قرار داشت. مقادیر به‌دست‌آمده برای آماره‌های مذکور نشان‌دهنده همبستگی مناسب و انطباق خوب بین داده‌های واقعی و شبیه‌سازی‌شده بود. با توجه به نتایج ارزیابی، توانمندی مدل AquaCrop برای برآورد پارامترهای مذکور تحت تنش‌های شوری و حاصلخیزی، قابل‌قبول تشخیص داده ‌شد. نتایج پژوهش نشان داد که مدل‌های گیاهی باید امکان وجود تنش‌های محیطی را در نظر داشته و برای شرایط واقعی مناطق تحت کشت توسعه یابند. در این شرایط استفاده از مدل‌های گیاهی مانند AquaCrop، موجب تخمین مناسب تبخیر- تعرق و عملکرد گیاه و برنامه‌ریزی دقیق‌تر در مصرف کود و منابع آبی می‌گردد.   

کلیدواژه‌ها

Ahmadi, S.H., Mosallaeepour, E., Kamgar-Haghighi, A.K., Sepaskhah, A.R., 2015. Modeling maize yield and soil water content with AquaCrop under full and deficit irrigation managements. Water Resources Management. 29, 2837-2853.
Abedinpour, M., Sarangi, A., Rajput, T.B.S., Singh, M., Pathak, H., Ahmad, T., 2012. Performance evaluation of AquaCrop model for maize crop in a semi-arid environment. Agricultural Water Management. 110, 55-66.
Akumaga, U., Tarhule, A., Yusuf, A.A., 2017. Validation and testing of the FAO AquaCrop model under different levels of nitrogen fertilizer on rainfed maize in Nigeria, West Africa. Agricultural and Forest Meteorology. 232, 225–234.
Alizadeh, H. A., Nazari, B., Parsinejad. M., Ramezani Etedali, H., Janbaz, H. R., 2010. Evaluation of AquaCrop Model on Wheat Deficit Irrigation in Karaj area. Iranian Journal of Irrigation and Drainage. 4(2), 273-283. [In Persian with English Summary].
Alizade, A., 2007. Design of Surface Irrigation Systems. Publication of Imam Reza University, Mashhad, Iran. [In Persian].
Anjum Iqbal, M., Shen, Y., Stricevic, R., Pei, H., Sun, H., Amiri, E., Penas, A., Rio, S., 2014. Evaluation of the FAO AquaCrop model for winter wheat on the north china plain under deficit irrigation from field experiment to regional yield simulation. Agricultural Water Management. 135, 61-72.
Babazadeh, H., Sarai Tabrizi, M., 2012. Assessment of AquaCrop Model under Soybean Deficit Irrigation Management Conditions. Water and Soil. 26(2), 329-339. [In Persian with English Summary].
Farahani, H.J., Izzi, G., Oweis, T.Y., 2009. Parameterization and evaluation of the Aquacrop model for full and deficit irrigated cotton. Agronomy Journal. 101, 469–476.
Farooq, M., Hussain, M., Wakeel, A., Kadambot, H.M., 2015. Salt stress in maize: effects, resistance mechanisms, and management. Institute National de la Recherche Agronomique (INRA). 35, 461-481.
Ghorbanian Kurd Abadi, M., Liaghat, A.M., Vatankhah, E., Noory, H., 2015. Simulation of yield and evapotranpiration of forage maize using AquaCrop model. Water and soil conservation. 4(2), 47-63. [In Persian with English Summary].
Geerts, S., Raes, D., 2010. Using AquaCrop to derive deficit irrigation schedules. Agricultural Water Management. 98, 213-216
Hasanli, M., Afrasiab, P., Ebrahimian, H., 2015. Field assessment and performance of SALTMED and AquaCrop models in the alternative irrigation management with saline and fresh water. Water and Soil Research in Agriculture. 46(3), 487-498. [In Persian with English Summary].
Heng, L.k., Hsiao, T.C., Evett, S., Howell, T., Steduto, P., 2009. Validating the FAO AquaCrop Model for Irrigated and Water Deficient Field Maize. Agronomy. 101.3, 488-498.
Heydarinia, M., Boroomandnasab, S., Naseri, A. A., Albaji, M., 2017. Evaluation of AquaCrop Model in estimation of maize yield and soil salinity under conditions of different agricultural management and irrigation with saline water. Iran Water and Soil Research. 48(1), 50-61. [In Persian with English Summary].
Jamieson, P. D., Porter, J. R., Wilson, D. R., 1991. A test of computer simulation model ARCWHEAT1 on wheat crops grown in New Zealand. Field Crops Research. 27, 337-350.
Khalili, N., Davary, K., Alizadeh, A., Kafi, M., Ansari, H., 2014. Simulation of Rainfed Wheat Yield using AquaCrop Model, Case Study: Sisab Rainfed Researches Station, Northern Khorasan. Water and Soil.28(5), 930- 939. ([In Persian with English Summary].
Khorsand, A., Verdinejad, V. R., Shahidi, A., 2014. Evaluating the performance of Aqua Crop model in predicting of wheat yield, moisture and salinity of soil profile under salt stress and irrigation deficiency. Water and Irrigation Management. 4(1), 89-104. [In Persian with English Summary].
Lacerda, C.F., Ferreira, J.F.S., Liu, X., Suarez, D.L., 2016. Evapotranspiration as a Criterion to Estimate Nitrogen Requirement of Maize under Salt Stress. Agronomy and Crop Science. 202, 192-202.
Meban, V.J., Day, R.L., Hamlett, J.M., Watson J.E., Roth, G.W., 2013. Validating the FAO AquaCrop model for rain fed maize in Pennsylvania. Agronomy Journal. 105, 419- 427.
Mohammadi, M., Mohammadi Ghaleney, M., Ebrahimi, K., 2011. Time and local variations of groundwater quality in Qazvin plain. Iranian Water Research. 5(8), 41-52. [In Persian with English Summary].
Ranjbar, A., Rahimikhoob, A., Ebrahimian, H., 2017. Evaluating Semi-Quantitative Approach of the AquaCrop Model for Simulating Maize Response to Nitrogen Fertilizer. Iranian Journal of Irrigation and Drainage. 11(2), 286-298. [In Persian with English Summary].
Rudnick, D. R., Irmak, S., Djaman, K., Sharma, V., 2017. Impact of irrigation and nitrogen fertilizer rate on soil water trends and maize evapotranspiration during the vegetative and reproductive periods. Agricultural Water Management. 191, 77–84.
Sepaskhah, A.R., Bazrafshan- Jahromi, A.R., Shirmohammadi- Aliakbarkhani, Z., 2006. Development and Evaluation of a Model for Yield Production of Wheat, Maize and Sugarbeet under Water and Salt Stresses. Biosystems Engineering. 93(2), 139–152.
Stockle, C.O., Martin, S.A., Campbell, G.S., 1994. CropSyst, a Cropping System Simulation Model: Water/ Nitrogen Budgets and Crop Yield. Agricultural Systems. 46, 335–359.
Stricevic, R., Dzeletovic, Z., Djurovic, N., Cosic, M., 2014. Global change biology bioenergy. 12206.
Van-Gaelen, H., Tsegay, A., Delbecque, N., Shrestha, N., Garcia, M., Fajardo, H., Miranda, R., Vanuytrecht, E., Abrha, B., Diels, J., Raes, D., 2014. A semi-quantitative approach for modelling crop response to soil fertility: evaluation of the Aqua crop procedure. The Journal of Agricultural Science. 153(7), 1218-1233.
Xin, H., Peiling, Y., Shumei, R., Yankai, L., Guangyu, J., Lianhao, L., 2016. Quantitative response of oil sunflower yield to evapotranspiration and soil salinity with saline water irrigation. Agricultural and Biological Engineering. 9(2), 63-73.
Ziayee, G., Babazadeh, H., Abbasi, F., Kaveh, F., 2015. Investigating the performance of AquaCrop and CERES-Maize models to estimating the components of soil water balance and maize yield. Iran Water and Soil Research. 45(4), 435-445. [In Persian with English Summary].