شبیه سازی واکنش دو رقم سویا به کم‌آبیاری با کاربرد مدل WOFOST

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گیلان.

2 دانشیار دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی لاهیجان.

3 عضو هیئت علمی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان.

چکیده

 
امروزه حتی در مناطق مرطوب کشور، بحران آب یک مشکل عمده کشاورزی و افزایش بهره‌وری مصرف آب یکی از ملزومات توسعه پایدار است. با توجه به این امر، استفاده از مدل‌های شبیه‌سازی رشد گیاه به‌عنوان ابزاری برای مدیریت بحران آب مفید به نظر می‌رسد. در این پژوهش از مدل WOFOSTجهت شبیه‌­سازی عملکرد دو رقم سویا تحت مدیریت کم‌آبیاریدر منطقه گرگان استفاده شد.با استفاده از عملکرد اندازه‌گیری شده و اجزای بیلان آب شبیه‌سازی‌شده از مدل، مقدار متوسط بهره‌وری تبخیرتعرق (Wp ET) مبتنی بر عملکرد دانه 72/0 کیلوگرم دانه به ازای هر متر مکعب تبخیر تعرقحاصل شد. با افزایش تنش خشکی، بهره‌وری آب بر پایه مجموع آبیاری و بارش(Wp I+R) و بهره‌وری آب بر پایه مقدار آبیاری (Wp I) در هر دو رقم افزایش یافت ولی رقم دی پی ایکس در مواجه با تنش خشکی دارای بهره‌وری آب بالاتری نسبت به رقم سپیده بود. نتایج ارزیابی عملکرد و دقت مدل WOFOST نشان داد شاخص ریشه میانگین مربعات خطای نسبی (nRSME)عملکرد دانه و بیوماس کل در هر دو رقم موردبررسی کمتر از 10 درصد، شاخص ضریب جرم باقی‌مانده‌ها (CRM) نزدیک به صفر، ضریب کار آیی مدل (EF) 89/0، ضریب تبیین(R2)93/0 و شاخص توافق ویلموت (IOA) در حدود 89/0 به دست آمد. به‌طورکلی یافته‌های این تحقیق کار آیی مطلوب مدل را در شبیه‌سازی فرآیند رشد و تأثیر آب بر عملکرد و بهره‌وری آب سویا تأیید می کند و رقم دی پی ایکس در شرایط محدودیت آب برای کشت در استان گلستان توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Response Simulation of Two Soybean Cultivars Response to Deficit Irrigation by WOFOST Model

نویسندگان [English]

  • p sh 1
  • e a 2
  • s r 3
  • m a 3
چکیده [English]

Today, even in humid areas, the water crisis is a major problem for agriculture and increasing the efficiency of water use is also one of the requirements for sustainable development. Regarding this, the use of plant growth simulation models as a tool for managing water crisis seems useful. In this study, WOFOST model to simulate the performance of two soybean cultivars (DPX and SEPIDEH) under deficit irrigation was used in the Gorgan region. Using the measured plant yield and simulated water balance components from the model, the average productivity of evapotranspiration (Wp < sub>ET), based on seed yield, was obtained as 0.72 kg m-3. With increasing water stress, water use efficiency based on irrigation and precipitation series (Wp < sub>I+R) and water use efficiency based on irrigation (Wp < sub>I) increased in both cultivars, but the DPX water use efficiency under drought stress was higher than the SEPIDEH cultivar. According to the results and accuracy of WOFOST model, index of relative root mean square errors of seed yield and total biomass in both cultivars was less than 10%, the index of the coefficient of residual mass (CRM) was close to zero, the performance factor (EF) was 0.89, the coefficient of determination (R2) equaled 0.93, and the index of Willmott agreement (IOA) was about 0.89. Overall, based on the findings of this study, favorable performance of the model to simulate the growth process and water impact on soybean seed yield and water efficiency is confirmed and cultivar DPX is recommended for cultivation in the Golestan province.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soybean cultivar DPX
  • Simulating
  • biomass
  • yield
  • Water Productivity

مراجع

  1. اسدی، م. ا. 1391. مدیریت بهینه آب در گیاهان زراعی. انتشارات نوروزی. گرگان.
  2. امیری، ا. رضایی، م. معتمد، م. ک. و امامی، س. 1390. ارزیابی مدل رشد گیاهی WOFOST در شرایط مدیریت آبیاری. نشریه زراعت (پژوهش و سازندگی) 90: 17-9.
  3. امینی فر، ج. بیگلوئی، م. ح. محسن آبادی، غ. و سمیع زاده، ح. 1390. تأثیر کم‌آبیاری بر عملکرد و بهره‌وری آب در هفت رقم سویا در منطقه رشت. نشریه دانش آب‌وخاک (4) 21: 92-81.
  4. خواجه پور، م. ر.1386. گیاهان صنعتی. انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان.
  5. سعادتی، ز. پیرمرادیان، ن. امیری، ا. و رضایی، م. 1391. ارزیابی مدل WOFOST در شبیه‌سازی عملکرد دو رقم برنج تحت رژیم‌های مختلف آبیاری. نشریه پژوهش آب در کشاورزی(3) 26: 337-323.
  6. شاهین رخسار، پ. و رئیسی، س. 1390. بهینه کردن مصرف آب سویا در شرایط خشک‌سالی. نشریه دانش آب‌وخاک، (4) 21: 64-53.
  7. کیانی، ع.ر. 1389. برنامه‌ریزی بهینه آبیاری بر اساس رابطه‌ی آب – عملکرد در چند رقم سویا. نشریه تحقیقات مهندسی کشاورزی (1) 11: 102-85.
    1. Boogaard, H.L., Van Diepen, C.A., Rotter, R.P., Cabrera, J.C.M. and H.H. Van Laar. 1998. WOFOST 7.1 User guide for the WOFOST 7.1 Crop Growth Simulation Model and WOFOST Control Center 1.5, Technical Document 52. DLO Winand Staring Center. Wageningen, the Netherlands.
    2. Eitzinger, J., Trnka, M., Hosch, J., Zalud, Z., and M. Dubrovsky. 2004. Comparison of CERES, WOFOST and SWAP models in simulating soil water content during growing season under different soil conditions, Ecological Modeling. 171: 223-246.
    3. FAO, 2009. ETo calculator version 3.1. In: evapotranspiration from Reference Surface. FAO, Land and Water Division, Rome Italy, pp. 1–65.
    4. Farahani, H.J., Izzi, G., and T.Y. Oweis. 2009. Parameterization and evaluation of the Aqua Crop model for full and deficit irrigated cotton, Agronomy Journal, 101: 469–476.
    5. Hu, X. 2009. Comparative response of early – maturing and late – maturing soybean cultivars to an irrigation gradient. M.sc. thesis. University of arkansas.USA. Division of agriculture. P133.
    6. Jamieson, P.D., Porter, J.R., and D.R. Wilson. 1991. A test of the computer simulation model ARC-WHEAT1 on wheat crops grown in New Zealand. Field Crops Research, 27: 337–350.
    7. Janssen, P.H.M., and P.S.C. Heuberger. 1995. Calibration of process-oriented models. Ecological Modeling, 83: 55–66.
    8. Kang, S., Shi, W., and J. Zhang. 2000. An improved water use efficiency for maize grown under regulated deficit irrigation. Field Crop Resource, 67: 207-214.
    9. Marletto, V., Ventura, F., Fontana, G., and F. Tomei. 2007. Wheat growth simulation and yield prediction with seasonal forecasts and a numerical model. Agriculture Meteorology, 147: 71–79.
    10. Nash, J.E. and J.V. Sutcliffe. 1970. River flow forecasting through conceptual models Part 1. A discussion of principles, Hydrology Journal. 10:282–290.
    11. Pedersen, P., Boote, K. J., Jones, J.W., and J.G. Lauer. 2004. Modifying the CROPGROSoybean model to improve predictions for the upper Midwest. Agronomy Journal, 96:556–564.
    12. Setiyonoa, T.D., Cassmana, K.G., Spechta, J.E., Dobermannb, A., Weissc, A., Yangd, H., Conleye, S.P., Robinsonf, A.P., Pederseng, P., and J.L. De Bruinh. 2010. Simulation of soybean growth and yield in near-optimal growth conditions.Field Crops Research, 119:161–174.
    13. Singh, A.K., Tripathy, R., and U. K. Chopra .2008. Evaluation of CERES Wheat and CropSyst models for water-nitrogen interactions in wheat crop. Agricultural Water Management, 95: 776-786.
    14. Van Genuchten, M.TH., Leij, F.J., and S.R. Yates.1991. The RETC code for quantifying the hydraulic functions of unsaturated soils. U.S. Salinity Laboratory. Department of agriculture, Agricultural research service. Riverside, California.

 

پژوهش آب در کشاورزی
دوره 30، شماره 1
فروردین 1395
صفحه 13-24

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار