ارزیابی مدل آکواکراپ در شبیه‌سازی عملکرد گندم و تعیین تاریخ کشت در استان فارس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد، گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

3 استادیار، بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، شیراز

4 استادیار، بخش بیوسیستم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه ایالتی اوکلاهما، استیلواتر، امریکا

چکیده

با کاربرد مدل آکواکراپ، پوشش تاجی، زیست‌توده، عملکرد دانه و تاریخ کشت گندم تحت کم‌آبیاری در زرقان و داراب در استان فارس شبیه‌سازی شد. سال زراعی 95-94 برای واسنجی و دو سال زراعی 96-95 و 97-96 برای صحت‌سنجی مدل به کار برده ‌شد. رطوبت، پوشش تاجی، زیست‌توده و عملکرد دانه، برای تعیین پارامترهای واسنجی در سال اول استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل واسنجی‌شده، دقت بالایی در شبیه‌سازی پوشش تاجی، زیست‌توده و عملکرد دانه نشان داد. مقادیر ضریب باقیمانده، نرمال جذر میانگین مربعات خطا، شاخص توافق و ضریب تعیین در داراب برای پوشش تاجی به ترتیب 03/0، 22/0، 96 و 92 درصد، برای زیست‌توده به ترتیب 10/0-، 24/0، 92 و 92 درصد و برای عملکرد دانه به ترتیب 03/0-، 06/0، 80 و 82 درصد به‌دست‌آمد. این مقادیر در زرقان برای پوشش تاجی به ترتیب 06/0، 25/0، 91 و 89 درصد، برای زیست‌توده به ترتیب 08/0-، 24/0، 91 و 87 درصد و برای عملکرد دانه به ترتیب 02/0-، 11/0 ، 71 و 86 درصد به‌دست آمد. با اجرای مدل در سناریوهای مختلف اقلیمی، تاریخ کشت و کم‌آبیاری مشخص شد حداکثر تاخیر در تاریخ کشت در داراب 15 آذر و در زرقان 15 آبان است. کاهش 25 درصدی آب آبیاری، عملکرد دانه در سال‌های مرطوب، نرمال و خشک را به ترتیب تا 3، 17 و 28 درصد و کاهش 50 درصدی آب آبیاری، مقدار آن را به ترتیب تا 15، 27 و 45 درصد کاهش داد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

AquaCrop evaluation to simulate wheat production and planting date in Fars province

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hadi Jorenush 1
  • Saeed Boroomand Nasab 2
  • Abd Ali Naseri 2
  • Mojtaba Pakparvar 3
  • Saleh Taghvaeian 4
1 Ph.D. Candidate of Irrigation and Drainage, Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
2 Professor, Department of Irrigation and Drainage, Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
3 Assistant Professor, Department of Soil Conservation and Watershed Management Research, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Shiraz
4 Assistant Professor, Department of Biosystems and Agricultural Engineering, Oklahoma State University, Stillwater
چکیده [English]

Wheat canopy cover, biomass, grain yield and planting date under deficit irrigation were simulated by AquaCrop in Darab and Zarghan of Fars province. The 2015-2016 growing season and 2016-2017 and 2017-2018 growing seasons were used for model calibration and validation, respectively. Water content, canopy cover, biomass and grain yield were used to determine the calibration parameters in the first year. The calibrated model showed high accuracy in simulating canopy cover, biomass and grain yield. CRM, NRMSE, d and R2 in Darab were 0.03, 0.22, 96 percent and 92 percent for canopy cover, -0.10, 0.24, 92 prcent and 92 percent for biomass, and - 0.03, 0.06, 80 percent and 82 percent for grain yield, respectively. In Zarghan, these values were 0.06, 0.25, 91 percent and 89 percent for canopy cover, -0.08, 0.24, 91 percent and 87 percent for biomass and -0.02, 0.11, 71 persent and 86 percent for grain yield, respectively. Model application in different scenarios showed that the maximum delay in planting date is 5th November in Zarghan and 5th December in Darab. Grain yield was reduced to 3, 17 and 28 percent in 25 percent irrigation reduction and 15, 27 and 45 in 50 percent irrigation reduction in wet, normal and dry years, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biomass
  • Canopy cover
  • Darab
  • Zarghan

مراجع

1. ابراهیمی‌پاک ن.، اگدرنژاد ا. و خدادادی دهکردی د. (1397) ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه‌سازی عملکرد ذرت تحت تیمارهای کم‌آبیاری و کاربرد سطوح مختلف سوپرجاذب. مهندسی آبیاری و آب. 8(31): 184-166.
2. ابراهیمی‌پاک ن. و اگدرنژاد ا. (1396) ارزیابی و تحلیل حساسیت مدل AquaCrop در شبیه‌سازی عملکرد چغندرقند تحت تنش‌های آبی در شهرکرد. مدیریت آب و آبیاری. 7(2): 331-319.
3. احمدی ک.، قلی‌زاده ح.، عبادزاده ح.، حسین‌پور ر.، عبدشاه ه.، کاظمیان آ. و رفیعی م. (1396) آمارنامه کشاورزی (محصولات زراعی). وزارت جهادکشاورزی. 1: 5-20.
4. امداد م.، تافته آ. و جعفرنژادی ع (1397) بررسی و ارزیابی مدل آکواکراپ در برآورد عملکرد گندم در مدیریت‌های مختلف کشاورزی. پژوهش‌نامه کشاورزی. 10(2): 61-41.
5. امیری ا.، بحرانی ع.، خورسند ا. و حق جو م (1394) ارزیابی مدل AquaCrop در پیش بینی عملکرد دانه و بیوماس گندم تحت تنش کم آبی. دانش آب و خاک. 25(2/4): 229-217.
6. خلیلی ن.، داوری ک.، علیزاده ا.، کافی م. و انصاری ح (1393) شبیه‌سازی عملکرد گندم با استفاده از مدل گیاهی آکواکراپ، مطالعه موردی ایستگاه تحقیقات کشاورزی سیساب، خراسان شمالی. آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 28(5): 939-930.
7. خورسند ا.، وردی نژاد و. و شهیدی ع (1393) ارزیابی مدل AquaCrop در پیش بینی عملکرد گندم، رطوبت و شوری نیمرخ خاک تحت تنش های شوری و کم آبی. مدیریت آب و آبیاری. 4(1): 104-89.
8. دلقندی م.، مساح بوانی ع.، آجرلو م. ج.، برومندنسب س. و اندرزیان ب (1393) ارزیابی ریسک تأثیرات اقلیم بر عملکرد و فیزیولوژی رشد گندم (مطالعه موردی: شهرستان اهواز). مدیریت آب و آبیاری. 4(2): 175-161.
9. زارعیان غ‌ر (1389) الگوهای مکانی بافت خاک سطحی در مناطق دارای کشت گندم آبی در استان‌های فارس، خوزستان و گلستان. چاپ اول، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، گزارش فنی شماره 83012. 95 صفحه.
10. علیزاده  ح.، نظری ب.، پارسی‌نژاد م.، رمضانی اعتدالی ه. و جانباز ح (1398) ارزیابی مدل AquaCrop در مدیریت کم‌آبیاری گندم در منطقه کرج. آبیاری و زهکشی ایران، (4): 283-273.
11. محمدی م.، داوری ک.، قهرمان ب.، انصاری ح. و حق وردی ا (1394) واسنجی و صحت‌سنجی مدل AquaCrop برای شبیه‌سازی عملکرد گندم بهاره تحت تنش همزمان شوری و خشکی. پژوهش آب در کشاورزی. 29(3): 295-277.
12. Andarzian B, Bannayan M, Steduto P, Mazraeh H, Barati ME, Barati MA and Rahnama A (2011) Validation and testing of the AquaCrop model under full and deficit irrigated wheat production in Iran. Agricultural Water Management. 100: 1-8.
13. Anjum Iqbal M, Shen Y, Stricevic R, Pei H, Sun H, Amiri E, Penas A, Penas A and 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.
14. Geerts S, Raes D, Garcia M, Miranda R, Cusicanqui JA, Taboada C, Mendoza J, Huanca R, Mamani A, Condori O, Mamani J, Morales B, Osco V and Steduto P (2009) Simulating yield response of quinoa to water availability with AquaCrop. Agronomy Journal. 101: 499–508.
15. Hussein F, Janat M and Yakoub A (2011) Simulating cotton yield response to defcit irrigation with the FAO AquaCrop model. Spanish Journal of Agricultural Research. 9(4):1319-1330.
16. Kumar P, Sarangi A, Singh DK and Parihar SS (2014) Evaluation of AquaCrop model in predicting wheat yield and productivity under irrigated saline regimes. Irrigation and Drainage. 63: 474–487.
17. Mkhabela MS and Bullock PR (2012) Performance of the FAO AquaCrop model for wheat grain yield and soil moisture simulation in Western Canada. Agricultural Water Management. 110:16–24.
18. Salemi H, Mohd Soom MA, Lee TS, Mousavi SF, Ganji A and Kamil Yusoff M (2011) Application of AquaCrop model in deficit irrigation management of winter wheat in arid region. African Journal of Agricultural Research. 610: 2204-2215.
19. Saxton KE and Rawls WJ (2006) Soil water characteristic estimates by texture and organic matter for hydrologic solutions. Soil Science Society of  America. 70: 1569–1578.
20. Shamsnia SA and Pirmoradian N (2013) Simulation of rainfed wheat yield response to climatic fluctuations using AquaCrop model (case study: Shiraz region in southern of Iran). International Journal of Engineering Science Invention. 2(4):51-56.
21. Steduto P, Hsiao TC, Raes D and Fereres E (2009) AquaCrop-The FAO crop model to simulate yield response to water. Agronomy Journal. 101: 426-437.
22. Toumi J, Er-Raki S, Ezzahar J, Khabba S, Jarlan L and Chehbouni A (2016) Performance assessment of AquaCrop model for estimating evapotranspiration, soil water content and grain yield of winter wheat in Tensift Al Haouz (Morocco): Application to irrigation management. Agricultural Water Management. 163:219-236.
23. Vanuytrecht E (2014) AQUACROP: FAO crop water productivity yield response model. Environmental modelling and software. 62: 351-360.
24. Willmott CJ (1982) Some comments on the evaluation of model performance. Bulletin of the American Meteorological Society. G3: 1309-1313.
مدیریت آب و آبیاری
دوره 9، شماره 1
شهریور 1398
صفحه 95-107

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار