Evaluation of Water Use Efficiency and Prediction of Wheat Relative Yield with SWAP Model in Doroudzan Irrigation and Drainage Network

Document Type : Research Paper

Authors

Abstract

Water balance components are difficult to measure in short intervals because their measurement is time consuming and costly. Therefore, soil-water--plant models can be used for prediction of these components. In this study, to predict grain yield and evaluate water use efficiency, an agro-hydrological model, namely, SWAP was used. This study covered a 10-years period from 2000-2010. Based on the data measured in the field, the model was first calibrated for part of the Doroudzan irrigation and drainage network (under Ordibehesht canal downstream lands) for 2000-04, then, it was verified for the years 2005-09. The simulation results of the components of water balance estimated by SWAP and statistical comparison between the simulation results showed that the SWAP model was able to estimate yield accurately. The R2 for the predicted and actual crop production was obtained at 0.98 and, based on average t-test and at 95% level, they were not significantly different. Using the simulation results after validation, water productivity for irrigation water (WPI), transpiration (WPT), evapotranspiration (WPET), and for irrigation and rainfall (WPI+R)were 0.77-2.08, 1.15-2.10, 0.68-1.26, and 0.6-1.37 (kg m-3), respectively. Soil evaporation and using surface irrigation system caused reduction of WPET in comparison to WPI.

Keywords

References

  1. اکبری، م. 1383. بهبود مدیریت آبیاری مزارع با استفاده از تلفیق اطلاعات ماهواره ای، مزرعه ای و مدل شبیه‌سازیSWAP. رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس. ص 180.
  2. امیری، ا.، م. کاووسی و ف. کاوه. 1388. ارزیابی مدل‌های گیاهی OYRZA2000،SWAP وWOFOST در مدیریت‌های مختلف آبیاری. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی،10(3): 28-13.
  3. بابازاده ح. و م. سرائی تبریزی. 1391. واسنجی مدل SWAP برای شبیه‌سازی عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و کارایی مصرف آب سویا ، مجله علوم و مهندسی آبیاری 35(4):83-96
  4. دهقان، ه.، ا. علیزاده و س. ا. حقایقی مقدم. 1389. تخمین اجزای بیلان آب در مقیاس مزرعه با استفاده از مدل شبیه‌سازیSWAP (مطالعه موردی: منطقه نیشابور). نشریه آب و خاک، 24(6): 1275-1265.
  5. شرکت مهندسی مشاور مهاب قدس، 1390. مطالعات ارزیابی عملکرد و پایش مدیریت بهره برداری و نگهداری، بهبود، ترمیم و بهسازی شبکه آبیاری و زهکشی درودزن.
  6. کیانی، ع. ر، م. همایی. 1386. ارزیابی مدل SWAP در شبیه سازی انتقال آب و املاح در نیمرخ خاک. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، 8(1): 13-30.
  7. نحوی نیا م. ج.، ع. شهیدی ،م. پارسی نژاد و ب کریمی. 1389. ارزیابی مدل SWAP در تخمین محصول گندم در شرایط کم آبیاری و شوری در منطقه بیرجند. مجله پژوهش آب ایران، شماره 6: 58-43.
  8. نوروزی اقدم، ا. 1391. امکان­سنجی پیش­بینی اجزاء بیلان آب و عملکرد محصول با استفاده از ترکیب مدل SWAP، مدل اقلیمی RegCM و داده­های ماهواره­ای (مطالعه موردی: شبکه آبیاری و زهکشی درودزن). رساله دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران. ص 190.
  9. وردی نژاد وحیدرضا، سهرابی ت.،فیضی م.، حیدری ن . و عراقی نژاد ش.،1389. الگوبندی عملکرد محصولات مختلف در شرایط شوری آب آبیاری با استفاده از مدل SWAP ، مجله دانش آب و خاک . 1/20(4) :111-97.
  10. وظیفه دوست، م.، ا. علیزاده، غ.ع. کمالی و م. فیضی، 1387. افزایش بهره وری آب کشاورزی در مزارع تحت آبیاری منطقه برخوار اصفهان. مجله آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 22(2):484-495.
  11. Allen, R.G., Pereira, L.S. Raes, D. and Smith M. 1998. Crop evapotranspiration, Guidelines for computing crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper 56, FAO, Rome, Italy.
  12. Babazadeh, H. and Tabrizi, M.S. 2013. Combined Optimization of Soybean Water Productivity and Crop Yield by Multi-Objective Genetic Algorithm (MOGA). Irrig. and Drain. 62: 425-434
  13. Doorenbos, J. and Kassam A.H. 1979. Yield response to water. FAO Irrigation and Drainage paper, NO 33, Rome, Italy.
  14. Feddes, R.A., Kowalik P. And Zarandy H. 1978. Simulation of field water use and crop yield. Pudoc. Wageningen, pp. 189.
  15. Haghayeghi Moghgadam A .and Farzamnia M. 2012. Effect of irrigation scheduling on indicators of water productivity and sustainable management of groundwater:Case study in Neyshabour Plain ,26 (2) :129-142.
  16. Jhorar, R.K. 2002. Estimation of effective soil hydrolic parameters for water management studies in semi-arid zones. Ph D. Thesis, ISBN 90-5808-644-5, Wageningen University and research Centre, Wageningen, The Netherlands, 157pp.
  17. Kroes, J.G. and Van Dam J.C. Reference manual SWAP version 3.03. Alterra Green World Research, Alterra report 773, ISSN 1566-7197. Wageningen University and Research Centre, Wageningen, The Netherlands, 211p.
  18. Mostafazadeh-fard, B., Mansouri H., Mousavi S.F. and Feizi M. 2008. Application of SWAP Model to predict yield and soil salinity for sustainable agriculture in an arid region. International Journal of Sustainable Development and Planning, 3(4): 334-342.
  19. Mostafazadeh-fard B., Mansouri Mousavi H. and Feyzi M. 2009. Effects of different levels of irrigation water salinity and leaching on yield and yield components of wheat in an arid region. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 135(1): 32-38.
  20. Norouzi Aghdam E., Babazadeh, H., Vazifehdoost, M., Kaveh, F. 2013, Regional Modeling of Wheat yield production using the Distributed Agro-hydrological SWAP, Advances in Environmental Biology, 7(1):86-93.
  21. Qureshi, S.A., Madramootoo C.A. and Dodds G.T. Evaluation of irrigation schemes for sugarcane in sindh, Pakistan, using SWAP93. Agricultural Water Management, 1(54):37-48.
  22. Singh, R. 2005. Water productivity analysis from field to regional scale: integration of crop and soil modeling, remote sensing and geographical information. Ph.D Thesis, Wangeningen University, Wageningen, The Netherlands.
  23. Singh, R., Van Dam, J.C. and Feddes R.A. Water productivity analysis of irrigated crops in sirsa district, India. Agricultural Water Management, 82: 253-278.
  24. Vazifedoust, M., van Dam J.C. Feddes R.A. and Feizi M. 2008. Increasing water productivity of irrigated crops under limited water supply at field scale. Agricultural Water Management, 95: 89-102.
  25. Van Dam, J.C., Huygen J., Wesseling J.G., Feddes R.A., Kabat P., Van Wlsum P.E., Groenendijk P. and Van Diepen C.A. 1997. Theory of SWAP version 2.0. Simulation of water flow, solute transfort and plant growth in soil-water-atmosphere-plant Environment. Technical Document 45. DLO Winand Staring Centre. Wageningen, the Netherlands.
  26. Wösten, J.H.M., Lilly A. Nemes A. and Le Bas C. 1998. Using existing soil data to derive hydraulic parameters for simulation models in environmental studies and in land use planning. Report 156. DLO Winand staring Centre. The Netherlands.
  27. Ying Ma, Y., Feng, S., Huo, Z. and Song, X. 2011. Application of the SWAP model to simulate the field water cycle under deficit irrigation in Beijing, China. Journal of Mathematical and Computer Modeling, 54: 1044-1052.

Files

Share

How to cite

Statistics