شبیه‌سازی عملکرد گندم تحت مدیریت‌های مختلف آبیاری توسط مدل CropSyst در منطقه زرقان فارس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 آبیاری وزهکشی، مهندسی آب، دانشگاه اراک، اراک،

2 گروه مهندسی آب، دانشگاه اراک، اراک، ایران

چکیده

 
چکیده
آب منبعی محدود و در عین حال ضروری برای جوامع بشری و سیستم های اکولوژی وابسته به آن می­­باشد. با رشد جمعیت و توسعه اقتصادی در بسیاری از کشور­ها و مناطق جهان، این منبع با­ارزش به شکلی فزاینده رو­به کاهش است. در چنین شرایطی، نیاز به افزایش بهره­وری آب محصول است.جهت بهینه سازی عملیات مدیریتی در محیط های متغیر از مدل­های گیاهی استفاده می­شود. مدل بعنوان ابزاری تحلیل­گر برای مطالعه اثر مدیریت سیتم­های کشت روی حاصلخیزی محصول و محیط عمل می­کند. مدل رشد گیاهی CropSyst نمونه­ای جامع از یک مدل شبیه­سازی می­باشد که تاکنون در بسیاری از مناطق دنیا مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از مدل­های رشد گیاهی با توجه به کاهش نیاز به بازدیدها و اندازه­گیری­های مستقیم مزرعه­ای می­تواند در بهینه­یابی مدیریت آب آبیاری و کوددهی موثر واقع گردد. این پژوهش در قالب طرح آزمایشی اسپلیت پلات بر پایه بلوک­های کامل تصادفی با دو فاکتور اصلی رقم با 3 سطح و رژیم آبیاری با 4 سطح در 3 تکرار به اجرا در آمد. ارقام بکار برده شده ارقام تجاری با اسامی فلات، شیراز و چمران بودند. رژیم­های آبیاری براساس فاصله تا لوله لاترال تنظیم شدند. در این تحقیق فواصل سه متری جهت اعمال رژیم­های آبیاری در نظر گرفته شد. بر این اساس رژیم­های رطوبتی شامل فواصل 5، 8، 11، 14 متر فاصله از لوله لاترال بودند. آزمایش در طول سالهای زراعی 91، 92و 93 انجام شده است. داده­های مربوط به سال­های 1391 و 1392 به­منظور واسنجی و داده­های سال 1393 به­منظور اعتبارسنجی مدل استفاده شدند. مقادیر آماره­های nRMSE و Crm برای سال­های واسنجی در خصوص عملکرد دانه به ترتیب معادل 3/9 درصد و 06/0 و برای سال اعتبارسنجی نیز به­ترتیب 7/9 درصد و 11/0 حاصل شدند. مدل گیاهی CropSyst کارایی رده عالی را در شبیه­سازی عملکرد دانه براساس آماره nRMSE دارا می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of Wheat Yield under Different Irrigation Management by CropSyst in ZARAGHAN, FARS Province

نویسندگان [English]

  • farzaneh zarei 1
  • Naser Ganji Khorramdel 2
2 Assistant Professor ,Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Arak University
چکیده [English]

 
 
Abstract
Water is a limited and also essential source for the human societies and ecological systems which depend on it. This valuable source is decreasing rapidly because of population growth and economic development in many countries and regions of the world. In such situation, it is needed to increase water productivity. Plant models are used for optimization of management operations in variable environment. The model acts as an analyst tool on the fertility of the product and the environment. Crop growth model CropSyst is a comprehensive sample of a simulated model which is used in many region of the world so far. Due to the need reduction of visits and direct measurements in field, crop growth models can become effective in optimisation of water irrigation management and fertilization. This study is performed in the form of split plot plan based on RCB with two main factors, cultivar with 3 levels and irrigation regimes with 4 levels and 3 repetitions. Cultivars are commercial cultivars named Falat, Shiraz and Chamran. Irrigation regimes were set based on the distance to the lateral pipe. In this study 3 meter distances are considered for Irrigation regimes. Accordingly, moisture regimes were 5, 8, 11, 14 meter distances from lateral pipe. The experiment was done in the crop years 2013, 2014 and 2015. The data of the year 2013 and 2014 was used for calibration and 2015 for the validation of the model. nRMSE and Crm for the grain performance in calibration years was obtained 9.3 and 0.06 percent respectively and for the validation year 9.7 and 0.11 percent respectively. According to nRMSE statistic for simulation of grain performance, Crop growth model CropSyst works in the best performance

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: Crop Growth Model
  • CropSyst
  • Wheat
  • Management
  • Scenario
  • Simulation
  • Crop Yeild

دهقانیان و همکاران.1393. ارزیابی بازدهی مصرف آب بعنوان معیارهای انتخاب در تولید ارقام متحمل به خشکی گندم. طرح تحقیقاتی در استان فارس.

دستمالچی، ع. سلطانی، ا. لطیفی ن. و زینلی، ا. 1390. برآورد پارامترها و ارزیابی مدل CropSyst-Wheat برای ارقام استان گلستان. مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی. (2)4. ص80-63.

هنر، ت. ثابت سروستانی، ع. کامگار حقیقی، ع. و شمس، ش. 1390. واسنجی مدل گیاهی CropSyst جهت تخمین عملکرد و شبیه­سازی رشد گیاه کلزا. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). دانشگاه فردوسی مشهد. (3)25. ص 605-593.

Abraha, M.G., and Savage M.J. 2007. The soil water balance of rainfed and irrigated oats, Italian rye grass and rye using the CropSystmodel.Irrigation Science, 26:203-212.

Bannayan, M., Hoogenboom G. 2006. Using pattern recognition for estimating cultivar coefficients of a crop simulation model.Field Crops Research, 111:290–302.

  Bonfante, A., A. Basile, M. Acutis, R. De. Mascellis, P. Manna, A. Perego and F. Terrible. 2010. SWAP, CropSyst and MACRO comparison in two contrasting soils cropped with maize in northern italy. Agricultural Water Management  97: 1051-1062.

Confalonieri, R., Bellocchi G., BregaglioS., Donatelli M., and Acutis M. 2010. Comparison of sensitivity analysis techniques: A case study with the rice model WARM. Ecological Modelling, 221:1897-1906.

Jamieson, P.D., Porter J.R., and Wilson D.R. 1991. A test of the computer simulation model ARC-WHEAT1 on wheat crops grown in New Zealand. Field Crops Research, 27:337–350.

Kato, Y., Kamoshita A., Yamagishi J., and Abe J. 2006. Growth of three rice (Oryza sativa L.) cultivars under upland conditions with different levels of water supply. I. Nitrogen content and dry matter production. Plant Production Science. 9 (4):422-434.

Khaledian, M.R., J.C. Mailhol, P. Ruelle and P. Rosique. 2009. Adapting PILOTE model for water and yield management under direct seeding system: The case of corn and durum wheat in a Mediterranean context. Agricultural Water Management 96: 757–770.

Loomis, R.S., and Ng, N. 1984. Simulation of Growth and Yield for the Potato Crop. Simulation Monographs. Pudoc (Centre for Agricultural Publishing and Documentation), Wageningen, 147 pp

Stockle, C.O., Donatelli M., and Nelson R. 2003. CropSyst, A cropping system simulation model. European Journal of Agronomy, 18(3-4):289-307.Stockle, C.O., Martin S., and Campbell G.S. 2014. CropSyst, a cropping systems simulation model: water/nitrogen budgets and crop yield. Agricultural Systems. 46:335-339.Ventrella, D., and Rinalda M. 1999. Comparison between two simulation models to evaluate cropping systems in Southern Italy: yield response and soil water dynamics. AgricolturalMediterranea, 129:99-110.