استفاده از سامانه نیاز آب در تعیین مقدار آب مصرفی سویا بر اساس حل معکوس توابع عملکرد در شرایط مختلف آبیاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 محقق، بخش تحقیقات مدیریت آب در مزرعه، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

2 کارشناس ارشد، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع‌طبیعی هرمزگان، سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی، بندرعباس، ایران.

3 دانشیار بخش آبیاری و فیزیک خاک، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

4 استادیار، بخش تحقیقات مدیریت آب در مزرعه، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

چکیده

مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سامانه "نیاز آب" را برای برآورد و تعیین نیاز آبی، آب مصرفی و برنامه‌ریزی آبیاری گیاهان زراعی و باغی در سطح منطقه، شهرستان و دشت­های کشور ارائه نموده است. پژوهش حاضر به­منظور استفاده از سامانه نیاز آب (شامل روش­های تافته، پاسکوئله و ریس) در تعیین مقدار آب مصرفی واقعی گیاه سویا رقم ویلیامز بر اساس حل معکوس تابع عملکرد انجام شد. تیمارهای کودی آزمایشی شامل بدون کود و مصرف 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار با تیمار­های مختلف آبیاری شامل 100%، 80%، 60% و 40% نیاز آبی بود که به­صورت اسپلیت پلات و در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار در شهرستان حاجی­آباد، واقع در استان هرمزگان در سال­های زراعی 1399 و 1400 اجرا گردید. مقادیر برآورد شده توسط سامانه و اندازه­گیری شده نشان داد که میانگین خطای نسبی در میزان تبخیر و تعرق، در روش­های تافته، پاسکوئله و ریس در سال اول به­ترتیب 7/49%، 0/50-% و 9/14% و در سال دوم به­ترتیب 6/47%، 1/29-% و 9/06% بود. میانگین خطای نسبی در بهره­وری فیزیکی آب در روش­های مذکور در سال اول به­ترتیب 8/23-%، 0/73-% و 10/08-% و در سال دوم به­ترتیب 7/10-%، 0/58% و 10/07-% را نشان داد. ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) در روش­های تافته، پاسکوئله و ریس به­ترتیب 43، 35 و 49 میلی­متر و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال (RMSEn) به­ترتیب0/093%، 0/076% و 0/105% بود. به­طور کلی و با توجه به­نتایج آماری، سامانه نیاز آب، مقدار آب آبیاری و میزان تبخیر و تعرق را با تقریب مناسبی برآورد نمود و می­توان از آن در تخمین آب مصرفی در منطقه مورد مطالعه استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Using NIAZAB System to Determine Soybean Water Use Based on the Inverse Solution of the Production Functions under Different Irrigation Conditions

نویسندگان [English]

  • Ali Abdzad Gohari 1
  • Amir Nik Akhtar 2
  • Niazali Ebrahimipak 3
  • Arash Tafteh 4
1 Department of Irrigation and soil physics, Soil and Water Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
2 Research Expert, Department of Soil and Water Research, Hormozgan Agricultural Research and Training Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Bandar Abbas, Iran.
3 Associate Professor of Irrigation and Soil Physics, Soil and Water Research Institute, Agricultural Research and Education Organization, Karaj, Iran
4 Assistant Prof., Soil and Water Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
چکیده [English]

Soil and Water Research Institute (SWRI) has presented NIAZAB system to estimate and determine crops water requirement, water consumption, and irrigation planning at the scale of region, district, and plains in Iran. The current research was conducted in order to use NIAZAB system (including Tafteh, Pasquale and Reas methods) in determining the amount of water used for soybean cv. Williams, based on the inverse solution of the production function. The experimental treatments in this research included no fertilizer and application of of 150 kg N ha-1 and different irrigation treatments including 100%, 80%, 60%, and 40% of water requirement. Experimental design was split plot in the form of randomized complete blocks with three replications, and was conducted in Hajiabad Region, Hormozgan Province, in 2020 and 2021. The values estimated by the system and measured showed that, in the first year, the average relative error (ARE) in eatimation of evapotranspirationin by Tafteh, Pasquale and Reas methods were 7.49%, -0.05%, and 9.14%, respectively. In the second year, these values were 6.47%, -1.29%, and 9.06%, respectively. The ARE in the physical water productivity in the mentioned methods was -8.23%, -0.73%, and -10.08% in the first year, and -7.10%, 0.58%, and -10.07% in the second year, respectively. In Tafteh, Pasquale, and Reas methods, the root mean square error (RMSE) were 43, 35, and 49 mm, respectively, and the normalized root mean square error (RMSEn) were 0.093%, 0.076%, and 0.105%, respectively. Considering the results, NIAZAB system estimated the amount of irrigation water and evapotranspiration with acceptable approximation and it can be used for estimation of water consumption in the studied area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Evapotranspiration
  • Tafteh method
  • Pasquale method
  • Reas method
  • Production functions
  • Soybean cultivar Williams

مراجع

  1. ابراهیمی­پاک، ن.، اگدرنژاد، ا.، تافته، آ. و احمدی، م. 1398. ارزیابی مدل‌های AquaCrop، WOFOST و CropSyst در شبیه‌سازی عملکرد کلزا در منطقه قزوین. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 13(3): 715-726.
  2. ابراهیمی­پاک، ن.، تافته، آ.، حسینی، ن. و کیخایی، ف. 1401. سامانه نیاز آب. موسسه تحقیقات خاک و آب. (http://niwr.ir).
  3. احسانی، ع.، ارزانی، ح.، فرح­پور، م. و جعفری، م. 1391. تخمین تبخیر و تعرق با استفاده از داده­های اقلیمی، ویژگی­های گیاهی و نرم‌افزار Cropwat 8 (مطالعه موردی: منطقه استپیک استان مرکزی، ایستگاه رودشور). نشریه تحقیقات مرتع و بیابان ایران. 19(1): 1-16.
  4. اﮐﺒﺮی ﻧﻮدﻫﯽ، د. 1391. تأثیر ﺗﻨﺶ ﺧﺸﮑﯽ در ﻣﺮاﺣﻞ ﻣﺨﺘﻠﻒ رﺷﺪ ﺑﺮ ﻋﻤﻠﮑﺮد و ﮐﺎراﯾﯽ ﻣﺼﺮف آب ﺳﻮﯾﺎ در ﻣﺎزﻧﺪران. ﻧﺸﺮﯾﻪ داﻧﺶ ﮐﺸﺎورزی و ﺗﻮﻟﯿﺪ ﭘﺎﯾﺪار. 22 (1): 13-23.
  5. امداد، م.، تافته، آ. و ابراهیمی پاک، ن. ع. 1401. کارایی مدل آکواکراپ در شبیه‌سازی عملکرد کینوا در مدیریت‌های مختلف کم‌آبیاری. نشریه آب‌وخاک. 36 (3): 319-331.
  6. اﻣﯿﻨﯽﻓﺮ، ج.، ﺑﯿﮕﻠﻮﯾﯽ، م.، ﻣﺤﺴﻦآﺑﺎدی، غ. و ﺳﻤﯿﻊزاده، ح. 1390. ﺗﺄﺛﯿﺮ ﮐﻢآﺑﯿﺎری ﺑﺮ ﻋﻤﻠﮑﺮد و ﺑﻬﺮه­وری آب در ﻫﻔﺖ رﻗﻢ ﺳﻮﯾﺎ در ﻣﻨﻄﻘﻪ رﺷﺖ. ﻧﺸﺮﯾﻪ داﻧﺶ آب‌وخاک. 21 (4): 81-91.
  7. جعفری نجف‌آبادی، م.، تافته، ع. و ابراهیمی پاک، ن. 1391. تعیین نیاز آبی و آب مصرفی فلفل دلمه­ای در گلخانه و مقایسه آن با نتایج سیستم نیاز آبی. ﻧﺸﺮﯾﻪ تحقیقات آب‌وخاک ایران. 53 (8): 1831-1848
  8. حیدری، ح.، بدیعی، ص.، غلامی،­ک. و مجیدی­زاده، ل. 1394. تأثیر کود نیتروژن بر گیاهان. دومین همایش یافته­های نوین در محیط‌زیست و اکوسیستم­های کشاورزی.
  9. رﺳﺘﻤﯽ­اﺟﯿﺮﻟﻮ، ا.، اﺻﻐﺮیﭘﻮر، م.، ﻗﻨﺒﺮی، ا.، ﺟﻮدی، م. و ﺧﺮﻣﯽوﻓﺎ، م. 1396. ﺑﺮرﺳﯽ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﮐﻢآﺑﯿﺎری ﺑﺮ ﻋﻤﻠﮑﺮد، ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﮐﯿﻔﯽ و ﺷﺎﺧﺺ ﺑﻬﺮه­وری ﻣﺼﺮف آب 3 رﻗﻢ ﺳﻮﯾﺎ در دﺷﺖ ﻣﻐﺎن. ﻧﺸﺮﯾﻪ ﺣﻔﺎﻇﺖ ﻣﻨﺎﺑﻊ آب‌وخاک. 7 (1): 113-125.
  10. زﻧﺪﭘﺎرﺳﺎ، ش.، ﻗﺎﺳﻤﯽ ﺳﻌﺎدت­آﺑﺎدی، ف.، ﻣﻬﺒﺪ، م. و ﺳﭙﺎﺳﺨﻮاه، ع. ر. 1399. ﺑﺮآورد ﺑﻬﺮه­وری و ﺑﺎزده ﻣﺼﺮف آب ﮔﻨﺪم (رﻗﻢ ﺷﯿﺮاز) در ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﻣﺨﺘﻠﻒ کم‌آبیاری و ﮐﻤﺒﻮد ﻧﯿﺘﺮوژن. ﻧﺸﺮﯾﻪ ﻋﻠﻮم آب‌وخاک. 24 (2): 181-195.
  11. صداقت، آ.، ابراهیمی پاک، ن.ع.، آرش تافته، آ. و حسینی، ن. 1401. ارزیابی تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از روش‌های داده­کاوی و مقایسه آن با نتایج سامانه نیاز آب در استان قزوین. نشریه آب‌وخاک. 36 (6): 711-727.
  12. عبدزادگوهری، ع.، تافته، آ. و ابراهیمی پاک، ن. ع. 1401. بررسی سامانه نیاز آب در تعیین مقدار واقعی آب آبیاری گیاه بادام­زمینی بر اساس حل معکوس تابع تولید عملکرد در شرایط تنش آبی. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 3 (16): 460-471.
  13. ﻣﻮﺳﻮی، س.، ﺧﺎﻟﺪﯾﺎن، م.، اﺷﺮف­زاده، ا. و ﺷﺎﻫﯿﻦرﺧﺴﺎر، پ. 1394. تأثیر آﺑﯿﺎری ﻣﺤﺪود در ﻣﺮاﺣﻞ ﺣﺴﺎس رﺷﺪ ﺑﺮ اﻓﺰاﯾﺶ ﻋﻤﻠﮑﺮد و ﺑﻬﺮه­وری آب ﺳﻪ ژﻧﻮﺗﯿﭗ ﺳﻮﯾﺎ در ﻣﻨﻄﻘﻪ رﺷﺖ. نشریه ﭘﮋوﻫﺶ آب در ﮐﺸﺎورزی. 29 (4): 433-446.
  14. وحدی، ن.، قلی­نژاد، ا.، منصوری­فر، س.، غیرتی آرانی، ل. و رحیمی، م. 1398. تأثیر تنش­آبی بر عملکرد و اجزای عملکرد سه رقم سویا. نشریه فن­آوری تولیدات گیاهی. 11 (1). 103-113.
  15. Buezo, J., Sanz‐Saez, A., Moran, J.F., Soba, D., Aranjuelo, I. and Esteban, R. 2019. Drought tolerance response of high‐yielding soybean varieties to mild drought: physiological and photochemical adjustments. Physiologia Plantarum. 166 (1): 88-104.
  16. Jamieson, P.D., Porter, J.R. and Wilson, D.R. 1991. A test of the computer simulation model ARCWHEAT1 on wheat crops grown in New Zealand. Field Crops Research. 27: 337-350.
  17. Kaur, G., William, I.D., Serson, R., Orlowski, J.M., McCoy, J., Bobby, A., Golden, R. and Bellaloui, N. 2017. Nitrogen Sources and Rates Affect Soybean Seed Composition in Mississippi. Agronomy. 7(77): 1-10.
  18. Ober, E.S. and Sharp, R.E. 2003. Electrophysiological responses of maize roots to low water potentials: relationship to growth and ABA accumulation. Journal of Experimental Botany. 54: 813-824.
  19. Raes, D. 2004. Budjet: A soil water and salt balance model. Reference Manual. Version 6.0.
  20. Raes, D., Steduto, P., Hsiao T.C. and Fereres, E. 2017. Reference manual AquaCrop, FAO, Land and Water Division, Rome. Italy.
  21. Sadras, V.O. and Lawsonm, C. 2013. Nitrogen and water-use efficiency of Australian wheat varieties released between 1958 and 2007. European Journal of Agronomy 46:34-41.
  22. Siskani, A., Seghatoleslami, M. and Moosavi, G. 2015, January. Effect of deficit irrigation and nano fertilizers on yield and some morphological traits of cotton. International Biological Forum. 7 (1): 1710.
  23. Tafteh, A., Babazadeh, H., Ebrahimipak, N.A. and Kaveh, F. 2014. Optimization of irrigation water distribution using the MGA method and comparison with a linear programming method. Irrigation and Drainage. 63(5): 590-598.
  24. Willmott, C.J. 1982. Some comments on the evaluation of model performance. Bulletin of American Meteorology Society. 63: 1309-1313.
  25. Wu, R., Yang, J. and Wang, L. 2019. Physiological response of flax seedlings with different drought-resistances to drought stress. Acta Agriculturae Boreali-Sinica. 34 (2): 145-153.
پژوهش آب در کشاورزی
دوره 37، شماره 2
شهریور 1402
صفحه 159-169

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار