ارزیابی مدل AquaCrop در تخمین عملکرد برنج تحت کشت آبیاری تناوبی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران.

2 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

3 دانشیار، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

10.22125/iwe.2020.114972

چکیده

< p dir="RTL">کشت برنج در شمال ایران که از لحاظ استراتژیک و اقتصادی بسیار مهم می‌باشد، مستلزم تغییر مدیریت آبیاری با استفاده از روش آبیاری سنتی (آبیاری غرقابی) است. مدل‌های گیاهی که بتواند عملکرد محصول را در مدیریت‌های مختلف آبیاری و شرایط مختلف شبیه‌سازی کند، بسیار سودمند در صرف وقت و هزینه خواهد بود. در این پژوهش از آخرین نسخه مدل AquaCrop استفاده شد. در همین راستا، پژوهشی به‌منظور مقایسه سطوح مختلف دور و مقدار آبیاری و تأثیر آن بر میزان مصرف آب، عملکرد شلتوک و بهره‌وری آب برنج در اراضی شالیزاری شهرستان بابلسر واقع در استان مازندران در تابستان 1397 به انجام رسید. این آزمایش در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی، در سه تکرار و چهار تیمار در مجموع در 12 کرت آزمایشی انجام شد. تیمارها به ترتیب عبارت بودند از TI (آبیاری سنتی/ غرقابی)، AI1، AI3 و AI5 (آبیاری تناوبی به ترتیب یک، سه و پنج روز پس از ناپدید شدن آب از سطح خاک). بعد از اعمال شیوه‌های مختلف آبیاری و ثبت میزان آب تجمعی داده‌شده به تیمارها، میزان عملکرد دانه و بهره‌وری آب نیز مشخص شد. برای کمی سازی و صحت سنجی اثرات مدیریت‌های مختلف آب بر عملکرد برنج؛ واسنجی، اعتبارسنجی و آنالیز حساسیت مدل بر اساس اندازه‌گیری‌های مزرعه‌ای انجام شد. بعد از واسنجی، مدل برای چهار تیمار مذکور اجرا شد و نتایج نشان داد که مدل توانست عملکرد محصول را با دقت بالا (81/0

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of AquaCrop Model for Estimating Rice Yield under Alternative Irrigation

نویسندگان [English]

  • Masoud Pourgholam Amiji 1
  • Abdolmajid Liaghat 2
  • Mojtaba khoshravesh 3
1 Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agriculture Engineering and Technology, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
2 Department of Irrigation &amp; Reclamation Engineering, Campus of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
3 Associate professor, Water Engineering Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
چکیده [English]

< p >Rice production in northern region of Iran which is strategically and economically very important, requires irrigation management changing with traditional irrigation method (flood irrigation). Plant models that can simulate crop yield in different irrigation management and different conditions will be very beneficial in terms of time and cost. The latest version of the AquaCrop model was used in this study. In this regard, a research was conducted in summer of 2018 to investigate the effect of different levels of irrigation on water consumption, rice yield and water productivity in paddy field of Babolsar, Mazandaran, Iran. The experiment was performed in the field in a randomized complete block design with three replicates and four treatments in 12 plots. The treatments were TI (Traditional/flood Irrigation), AI1, AI3 and AI5 (Alternative Irrigation one, three and five days after disappearance of water from the soil surface, respectively). After applying different irrigation practices and recording the amount of cumulative water given to the treatments, grain yield and water productivity were also determined. To quantify and verify the effects of different water management on rice yield, calibration, validation and sensitivity analysis of the model was performed based on field measurements. After calibration, the model was performed for the four treatments and the results showed that the model could simulate the yield of the product for irrigation management with high accuracy (0.81

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Flood Irrigation
  • Productivity
  • AquaCrop
  • rice
  • Simulation
ابراهیمی پاک، ن.، اگدرنژاد، ا. و خدادادی دهکردی، د. 1397. ارزیابی مدل Aquacrop در شبیه‌سازی عملکرد ذرت تحت تیمارهای کم‌آبیاری و کاربرد سطوح مختلف سوپر جاذب. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، 8 (3): 184-166.
پورغلام آمیجی، م.، لیاقت، ع.، نازی قمشلو، آ. و خوش‌روش، م. 1397. اثر آب زیر­زمینی کم­عمق و شور روی رشد و زیست‌توده برنج. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، 32 (4): 516-499.
حسن­لی، م.، افراسیاب، پ. و ابراهیمیان، ح. 1394. ارزیابی مدل‌های AquaCrop و SALTMED در تخمین عملکرد محصول ذرت و شوری خاک. تحقیقات آب و خاک ایران، 46 (3): 498-487.
ذبیحی، ا.، درزی نفت چالی، ع. و خوش‌روش. م. 1394. عملکرد برنج تحت مدیریت‌های زهکشی سطحی و زیرزمینی و ارزیابی مدل آکواکراپ. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، 5 (20): 162-149.
ذبیحی، ا.، درزی نفت چالی، ع. و خوش‌روش. م. 1395. آنالیز اثر تنش خشکی بر عملکرد، کارایی مصرف آب و شوری ناحیه ریشه برنج. تنش‌های محیطی در علوم زراعی، 9 (4): 385-375.
لیاقت، ع.، پورغلام آمیجی، م. و مشهوری نژاد، پ. 1397. اثر آبیاری سطحی و زیرسطحی با آب شور و مالچ بر عملکرد و بهره­وری آب ذرت و توزیع املاح در خاک. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 32 (4): 674-661.
آمارنامه کشاورزی. 1398. وزارت جهاد کشاورزی. جلد اول-محصولات زراعی، سال زراعی 97-1396، 95 ص.
 
Abdul-Ganiyu, S., Kyei-Baffour, N., Agyare, W. A., & Dogbe, W. 2018. Evaluating the Effect of Irrigation on Paddy Rice Yield by Applying the AquaCrop Model in Northern Ghana. In Strategies for Building Resilience against Climate and Ecosystem Changes in Sub-Saharan Africa (pp. 93-116). Springer, Singapore.
Amiri, E., Razavipour, T., Farid, A & Bannayan, M. 2011. Effects of Crop Density and Irrigation Management on Water Productivity of Rice Production in Northern Iran: Field and Modeling Approach, Communications in Soil Science and Plant Analysis, 42 (17): 2085-2099.
Bhuiyan, S. I. 1992. Water management in relation to crop production: case study on rice. Outlook on Agriculture, 21 (4): 293-299.
Fadul, E., Masih, I., De Fraiture, C., & Suryadi, FX. (2020). Irrigation performance under alternative field designs in a spate irrigation system with large field dimensions. Agricultural Water Management, 231: 105989.
FAO. 2017. AquaCrop update and new features (Version 6.0), Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome.
Loague, K., & Green, R. E. 1991. Statistical and graphical methods for evaluating solute transport models: overview and application. Journal of contaminant hydrology, 7 (1-2): 51-73.
Monaco, F., & Sali, G. 2018. How water amounts and management options drive Irrigation Water Productivity of rice. A multivariate analysis based on field experiment data. Agricultural Water Management, 195: 47-57.
Mote, K., Rao, V. P., Ramulu, V., Kumar, K. A., & Devi, M. U. 2017. Standardization of alternate wetting and drying (AWD) method of water management in low land rice (Oryza sativa (L.)). International Journal of Plant Production, 11 (4): 515-532.
Pan, J., Y. z. Liu., X. Zhong., R. M. Lampayan., G.R. Singleton., N. Huang., K. Liang., B.Peng., & K. Tian. 2017. Grain yield, water productivity and nitrogen use efficiency of rice under different water management and fertilizer-N inputs in South China. Agriculture Water Management, 184: 191–200.
Pirmoradian, N., & Davatgar, N. 2019. Simulating the effects of climatic fluctuations on rice irrigation water requirement using AquaCrop. Agricultural water management, 213: 97-106.
Singh, R., Helmers, M. J., & Qi, Z. 2006. Calibration and validation of DRAINMOD to design subsurface drainage systems for Iowa''s tile landscapes. Agricultural Water Management, 85 (3): 221-232.
Tuong, T. P., Bouman, B. A. M., & Mortimer, M. 2005. More rice, less water–integrated approaches for increasing water productivity in irrigated rice based systems in Asia. Plant Production Sciences, 8 (3): 229-239.
Xu, J., Bai, W., Li, Y., Wang, H., Yang, S., & Wei, Z. 2019. Modeling rice development and field water balance using AquaCrop model under drying-wetting cycle condition in eastern China. Agricultural Water Management, 213: 289-297.
Yang, J., Zhou, Q., & Zhang, J. 2017. Moderate wetting and drying increases rice yield and reduces water use, grain arsenic level, and methane emission. The Crop Journal, 5(2): 151-158.