ارزیابی مدل AquaCrop در برداشت‌های مختلف گیاه یونجه در اردستان

آب و خاک

مقاله 4، دوره 31، شماره 3 - شماره پیاپی 53، مرداد 1396، صفحه 738-753   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v31i3.60933

نویسندگان

فرشید رمضانی^* ؛ عباس کاویانی؛ هادی رمضانی اعتدالی

دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)

چکیده

مدل AquaCrop برای شبیه‌سازی واکنش محصولات زراعی به مقدار آب مصرفی و مدیریت آبیاری توسعه یافت. سادگی، نیاز به حداقل داده ورودی و دقت قابل قبول مدل از مزایای استفاده گسترده از آن می‌باشد. در این تحقیق به منظور واسنجی و اعتبار‌سنجی عملکرد از داده‌های مزرعه‌ای تحت کشت یونجه در اردستان استفاده شد. اطلاعات هواشناسی از ایستگاه سینوپتیک اردستان، کیفیت آب و خاک از نتایج آنالیز آب و خاک مزرعه و تبخیر-تعرق گیاه مرجع به روش فائو-پنمن مانتیث محاسبه شد. پوشش گیاهی اولیه، پوشش گیاهی بیشینه، عمق توسعه ریشه اولیه، عمق توسعه ریشه بیشینه، ضریب گیاهی، تاریخ‌های جوانه‌زنی، گل‌دهی، حداکثر پوشش گیاهی، شروع پیری پوشش گیاهی و رسیدگی فیزیولوژیک پارامترهای واسنجی شده مدل طی شش سال 2010 تا 2015 بودند. از اطلاعات 2 مزرعه برای واسنجی و 2 مزرعه دیگر برای اعتبار‌سنجی استفاده شد. سپس، عملکرد یونجه طی سال‌های مذکور مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. شاخص‌های ارزیابی مزرعه‌ای شامل ضریب تبیین (R2)، مجذور میانگین مربعات خطای نرمال شده(NRMSE) ، ضریب باقیمانده (CRM)، و کارایی مدل‌سازی (EF) برای اعتبارسنجی استفاده شدند. CRM مثبت در اغلب نتایج نشان از کم برآورد بودن مدل بود. بیشینهR2 برابر یک و NRMSE، 04/0 نشان از دقت بالای مدل در شبیه‌سازی عملکرد بود. تبخیر از سطح خاک، تعرق گیاه و تبخیر-تعرق واقعی به وسیله مدل برآورد گردید. مقدار تبخیر طی مدت برداشت محصول 27 تا 47 درصد تبخیر-تعرق بود. مقدار بهره‌وری آب مبتنی بر تبخیر-تعرق (Y ET-1) 27 تا 44 کمتر از بهره‌وری مبتنی بر تعرق (Y T-1) شده است. AquaCropمدل گیاهی قدرتمند و با ارزشی برای بهبود مدیریت آب در مزرعه و محاسبه بهره‌وری آب می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

اعتبار‌سنجی؛ فائو پنمن مانتیث؛ مدل گیاهی؛ واسنجی

مراجع

1- Abedinpour M., Sarangi A., Rajput T.B.S., Singh M.H., Pathak H., and Ahmad T. 2012. Performance evaluation of AquaCrop model for maize crop in a semi-arid environment. Agricultural Water Management, 110: 55-66.

2- Afsharmanesh GH., Heidari-Sharifabad H., Mazaheri D., Noormohammadi GH., and Madani. H. 2008. The effects of water deficit stress on hay alfalfa (Medicago sativa) yield and water use efficiency cultivars. 78: 132-140.(in Persian with English abstract)

3- Allen R.G., L.S. Pereira Raes D., and Smith M. 1998. Crop Evapotranspiration–Guidelines forcomputing crop water requirements, FAO Irrigation and Drainage Paper 56, FAO, 1998, ISBN92-5-104219-5

4- Allen R.G., Pereira L.S., Raes D., and Smith M. 1998. Crop evapotranspiration: guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper no, 56:134-153.

5- Alizadeh H., Nazari B., ParsiNejhad M., and Ramezani Etedali H. 2010., Evaluation AquaCrop model in deficit irrigation management wheat and barley in Karaj., Irrigation and Drainage., 4: 283-273.(in Persian with English abstract)

6- Andarziana B., Bannayanb M., Steduto P., Mazraeha H., Barati M.E., Barati M.A., and Rahnama A. 2011. Validation and testing of the AquaCrop model under full and deficit irrigated wheat production. Agricultural Water Management., 100: 1-8.

7- Araya A., Habtu S., Hadgu K.M., Kebede A., and Dejene T. 2010. Test of AquaCrop model in simulating biomass and yield of water deficient and irrigated barley. Agricultural Water Management., 97: 1838-1846.

8- Babazade H., Saraee Tabrizi M. 2012. Aquacrop model evaluation under deficit irrigation management Soybean.WATER AND SOIL AGRICULTURAL SCIENCES AND TECHNOLOGY, 2:329-339 (in Persian with English abstract)

9- Bazane M., Sadredini A.A., Nazemi A., and DalirHasannia R. 2015. The impact of optimizing the arrangement and spacing of sprinkler uniformity coefficient fixed sprinkler irrigation system. Water in Agricultural Research., 29:537-546.(in Persian with English abstract)

10- Droogers P., and Kite G. 2001. Simulation modeling at different scales to evaluated the productivity of water. Physics and Chemistry of the Earth, 12: 877-880.

11- Droogers P. 2000, Estimating actual evapotranspiration using a detailed agro hydrological model, Journal of Hydrology, 229:50-58.

12- Ebrahimi M., Vardinejhad V., and MajnooniHaris A. 2015. Maize growth under different water and nitrogen management simulation model AquaCrop. Iranian Journal of Soil and Water Research., 46:207-220.(in Persian with English abstract)

13- Farahani H.J., Izzi G., Steduto P., and Oweis T.Y. 2009. Parameterization and evaluation of AquaCrop for full and deficit irrigated cotton. Agronomy Journal., 101:469–476.

14- Garcia-Vila M., Fereres E., Mateos L., and Steduto P. 2009. Deficit irrigation optimization of cotton with AquaCrop. Agronomy Journal. 101:477– 487.

15- Geerts S., Raes D., Garcia M., Miranda R. 2009. Simulating Yield Response of Quinoa to Water Availability With Aguacrop.Agronomy Journal.,101:499-508

16- Hasanli M., Afrasiab P., and Ebrahimian H. 2015. AquaCrop and SALTMED assessment models for estimating corn yield and soil salinity. Iranian Journal of Soil and Water Research., 46:487-898.(in Persian with English abstract)

17- Heng L.K., Evett S.R., Howell T.A., and Hsiao T.C. 2009. Calibration and testing of FAO AquaCrop model for maize in several locations. Agronomy Journal. 101: 488–498.

18- Heydari N. 2011. Determination and evaluation of water use efficiency of crops under agricultural management in the country. Journal of Water Management and Irrigation., 2:43-57.(in Persian with English abstract)

19- Heydari N., and Haghayehgimohgadam S.A. 2000. Irrigation water use efficiency of major products across the country .gzarsh provided to the Department of Agriculture Ministry of Agriculture. Research Institute of Agricultural Engineering. Karaj.(in Persian)

20- Hsiao T.C., Heng L.K., Steduto P., Raes D., and Fereres F. 2009. AquaCrop Model parameterization and testing for maize. Agronomy Journal. 101:448–459.

21- KHalili N., Davari K., Alizade A., Kafi M., and Ansari H. 2014. Simulation of Yield of Dryland Wheat by using AquaCrop Case Study Dryland Agricultural Research Station Sisab, North Khorasan. . Journal of Water and Soil., 28:930-939.(in Persian with English abstract)

22- Keating B.A., Carberry P.S., Hammer G.L., Probert M.E., Robertson M.J., Holzworth D., Huth N.I., Hargreaves J.N.G., Meinke H., Hochman Z., McLean G., Verburg K., Snow V., Dimes J.P., Silburn M., Wang E., Brown S., Bristow K.L., Asseng S., Chapman S., McCown R.L., Freebairn D.M., Smith C.J. 2003. An overview of APSIM, a model designed for farming systems simulation. European Journal of Agronomy,18:267-288.

23- Khorsand A., Verdinezhad V., and Shahidi A. 2014. Evaluation Aquacrop model for simulation wheat yield, moisture and salinity of soil profiles under water and salinity stress, Journal of water and irrigation management., 4: 89-104. (in Farsi).

24- Kumar P., Sarangi A., Singh D.K., and Parihar S.S. 2014. Evaluation of AquaCrop model in predicting wheat yield and water productivity under irrigated saline regimes. Irrigation and Drainage. 63:474–487.

25- Liu H.F., Genard M., Guichard S., and Bertin N. 2007. Model assisted analysis of tomato fruit growth in relation to carbon and water fluxes, Journal of Experimental Botany. 58:7-3580.

26- Mkhabela M.S., and Bullock P.R. 2012. Performance of the FAO AquaCrop model for wheat grain yield and soil moisture simulation in Western Canada. Agricultural Water Management. 110:16– 24.

27- Mohamadi M.,GHahreman B., Davari K., Ansari H., and Shahidi A.S. 2014. Validation AquaCrop model to simulate yield and water use efficiency of winter wheat under drought and salinity stresses at the same time. Journal of Water and Soil.,29:67-84.(in Persian with English abstract)

28- Montazar A., and Kosari H. 2007.Water productivity analysis of some irrigated crops in Iran. Proceeding of the international conference of water saving in Mediterranean agriculture and future needs. Valenzano (Italy). Series B., 56: 109-120.

29- Pourmaroof E., Faryabi A., and GHamarnia H. 2010. Evaluation of Sprinkler irrigation systems fixed Dehgolan Plain Kurdistan.,Science and Technology of Agriculture and Natural Resources Water and soil sciences., 54:1-16.(in Persian with English abstract)

30- Raes D., Steduto P., Hsiao T.C., and Fereres E. 2009. AquaCrop-The FAO crop model for predicting yield response to water: II. Main algorithms and soft ware description. Agron. J., 101: 438-447.

31- Rahimi KHoob H., Sotoodenia A., and Masah Bovani A.R. 2014. AquaCrop model calibration and validation for maize Qazvin region. Journal of Irrigation and Drainage., 8:108-115.(in Persian with English abstract)

32- Ramezani Etedali H., Liaqat A., Parsinejhad M., and Tavakoli A. 2016. AquaCrop in irrigation management model calibration and verification of important cereals, Journal of Irrigation and Drainage., 3:389-397.(in Persian with English abstract)

33- Ramezani Etedali H. 2012. Development of an Optimization Model for Water Allocation in Irrigated and Rainfed Lands to increase Economical Productivity. Ph.D. Thesis. University of Tehran, Iran.

34- Salemi H., Mohd Soom M.A., Lee T.S., and Mousavi S.F., Ganji A., and KamilYusoff M. 2011. Application of AquaCrop model in deficit irrigation management of Winter wheat in arid region. African Journal of Agricultural Research, 610: 2204-2215.

35- Steduto P., Hsiao T.C., Raes D., and Fereres E. 2009. AquaCrop-The FAO crop model to simulate yield response to water: I. Concepts and underlying principles. Agron0my Journal, 101: 426–437.

36- Shariati M.,R. 1997. Review reference evapotranspiration plant alfalfa as lysimeter., Soil and Water Research Institute.

37- Ziaee TH., Babazade H.V., and Kave F. 2014. CERES-Maize model performance review and AquaCrop the components of soil water balance and maize yield. Iranian Journal of Soil and Water Research.,45:435-445.(in Persian with English abstract)