بررسی تأثیر روش آبیاری قطره‌ای و شیاری بر شبیه‌سازی عملکرد چغندرقند با استفاده از مدل AquaCrop

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب-دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. گروه پژوهشی خشکسالی و تغییر اقلیم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.

2 استادیار، گروه علوم و مهندسی خاک -دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. گروه پژوهشی خشکسالی و تغییر اقلیم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.

3 دانش‌آموخته کارشناس ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.

4 دانش آموخته کارشناس ارشد آبیاری وزهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

استفاده صحیح و بهینه از منابع آب و مدیریت علمی آن‌ها امری بسیار حیاتی بوده و ازاین‌رو انتخاب روش مناسب آبیاری می‌تواند در صرفه‌جویی آب در بخش کشاورزی کمک شایانی نماید. در این پژوهش تأثیر انتخاب روش آبیاری مناسب بر شبیه‌سازی­ عملکرد محصول چغندرقند با استفاده از مدل AquaCrop بررسی شد. به­این منظور، تأثیر دو روش‌ آبیاری قطره­‎ای (تیپ) و شیاری و سه سطح آبیاری (50%، 75% و 100% نیاز آبی گیاه) بر عملکرد گیاه چغندرقند در منطقه سرایان-آیسک بررسی شد. این پژوهش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در سال زراعی 1401-1400 انجام شد. نتایج نشان داد که اثر روش آبیاری بر روی قطر برگ، طول برگ، وزن برگ‌ها، قطر غده، طول غده و وزن غده چغندرقند معنی‎دار بود. برای هر صفت، تأثیر آبیاری قطره­ای نسبت به آبیاری شیاری افزایش معنی‌داری داشت و در نهایت برتری روش آبیاری قطره­ای نسبت به شیاری مشاهده شد. سپس عملکرد دانه و بیوماس با استفاده از مدل AquaCrop شبیه­سازی شد و مقادیر شبیه‌سازی‌شده با استفاده از داده‌های مشاهداتی واسنجی و صحت‌سنجی شد. واسنجی با استفاده از تکرارهای دو سطح تنش 100% و 50% و صحت‌سنجی با استفاده از تعداد تکرار سطح تنش 75% و همچنین سطح تنش 100% در سال زراعی 1401 انجام شد. ضرایب انحراف جذر میانگین مربعات (RMSE)، NRMSE، RD و R2 حاصل از مقادیر واسنجی مدل نشان داد که مقادیر شبیه‌سازی‌شده و مقادیرصحت‌سنجی به یکدیگر نزدیک می­باشند و این مقادیر در آبیاری قطره­ای نسبت به آبیاری شیاری دقت بیشتری دارد. همچنین مقادیر صحت‌سنجی دو روش آبیاری نیز نشان‌دهنده توانایی مدل AquaCrop در شبیه­سازی عملکرد دانه و زی­توده(بیوماس) است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the Effect of Drip and Furrow Irrigation Methods on the Simulation of Sugar Beet Yield by Using AquaCrop Model

نویسندگان [English]

  • Mostafa Yaghoobzadeh 1
  • Farhad Azarmi Atajan 2
  • Mehdi Arabi Ayask 3
  • Amir Hossein Ghadirian 4
1 Associate Prof., Department of Water Science and Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran Research Group of Drought and Climate change, University of Birjand, Birjand, Iran.
2 Assistant Prof., Department of Soil Science and Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran. Research Group of Drought and Climate change, University of Birjand, Birjand, Iran.
3 M.Sc. of Irrigation and Drainage, Department of Water Engineering, University of Birjand.
4 M.Sc of Drainage and Drainge, Department of Water Engineering, University of Birjand
چکیده [English]

Optimal use and management of water resources is very important. Also, choosing the appropriate irrigation method plays a vital role in saving water consumption in the agricultural sector. Therefore, in the current research, the effect of the irrigation method on the simulation of sugar beet yield was investigated using the AquaCrop model. In this study, the effect of two methods of drip irrigation (tape) and surface irrigation (furrow) and three levels of irrigation water (50%, 75%, and 100% of the plant's water requirement) on the yield of sugar beet plants was investigated in Sarayan-Ayask region, Iran. A factorial experiment was conducted based on a completely randomized design with 4 replications in 2021-22. The results showed that irrigation method had a significant effect on leaf diameter, leaf length, leaf weight, tuber diameter, and tuber length and weight of sugar beet tuber. Also, according to the results, drip irrigation had greater effect than furrow irrigation on the studied traits. Then, the grain and biomass yield was simulated using the AquaCrop model and the simulated values were calibrated and verified using observational data. Calibration was done using two replications of 100% and 50% stress levels, and validation was done using the replication of 75% stress level. The NRMSE, RMSE, RD and R2 coefficients of the model calibration values showed that the simulated and validated values were close to each other and these values were more precise in drip irrigation than in furrow irrigation. Validation values of two irrigation methods also showed the ability of model in simulating grain yield and biomass.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Plant model
  • Calibration
  • Drought stress

مراجع

  1. ابراهیمی پاک، ن.ع.، و اگدرنژاد، ا.، 1396. ارزیابی و تحلیل حساسیت مدل AquaCrop در شبیه­سازی عملکرد چغندرقند تحت تنش­های آبی در شهرکرد، مجله مدیریت آب و آبیاری، 7(2): 331-319.
  2. احمدی، ب.، حیدری شرف‌آبادی، ح.، عبدالهیان نوقابی، م.، محمدیان، ر.، و مختصی بیدگلی، ع.، 1401. مقایسه واکنش عملکرد کمی و کیفی ژنوتیپ‌های مختلف چغندرقند تحت شرایط تنش خشکی، فصلنامه علوم به‌زراعی گیاهی، 12(2): 102-119.
  3. اکبری، م.، 1377. تأثیر کم‌آبیاری بر عملکرد چغندرقند، نهمین همایش کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، نشر کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران.
  4. امداد، م.ر.، تافته، آ.، و ابراهیمی­پاک، ن،ع.، 1401. کارایی مدل آکواکراپ در شبیه‌سازی عملکرد کینوا در مدیریت‌های مختلف کم‌آبیاری. نشریه آب‌وخاک، 36(3): 331-319.
  5. امیری، ا.، و خورسند، ا.، 1397. ارزیابی مدل AquaCrop در پیش­بینی ماده خشک کل و عملکرد دانه ذرت تحت مدیریت آبیاری و نیتروژن، مجله اکوفیزیولوژی گیاهی، 33(10): 185-174.
  6. برادران فیروزآبادی، م.، 1381. بررسی رابطه صفات مرفولوژی و فیزیولوژیکی ارقام چغندرقند با تنش خشکی. پایان‌نامه کارشناس ارشد زراعت. دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.
  7. ببران، ص.، و هنربخش، ن.، 1387. بحران وضعیت آب در جهان و ایران. مجله راهبرد، 8: 212-193.
  8. حکیمی نیا، ع.، و بلندنظر، ص.ع.، 1389. اثر آبیاری محدود بر عملکرد و کارایی مصرف آب پیاز خوراکی رقم قرمز آذرشهر. اولین همایش ملی کشاورزی پایدار و تولید محصول سالم. مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان. 23(3): 27-11.
  9. دبیری، ف.، خوشنویس­یزدی، س.، و زندی، ف.، 1392. اثرات بهره‌وری کشاورزی در رشد اقتصادی ایران، پژوهشنامه اقتصاد و کسب و کار، 4(5): 31-17.
  10. رحیمیان، م.ح.، و اسدی، ح.، 1379. تأثیر تنش آبی بر عملکرد کمی و کیفی چغندرقند و تعیین تابع تولید ضریب گیاهی آن. مجله خاک و آب ویژه‌نامه آبیاری. 12(10): 63-58.
  11. کوچکی، ع.، کوک، د.ا.، و سلطانی ا 1375. زراعت چغندرقند. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد، مشهد.
  12. کیانیان، ن.، و عالی­نژادیان بیدآبادی، ا.، 1400. بررسی تأثیر کم‌آبیاری بر برخی خصوصیات عملکردی چغندرقند در منطقه ماهیدشت استان کرمانشاه. دومین همایش ملی کم‌آبیاری و استفاده از آب‌های نامتعارف در کشاورزی مناطق خشک، دانشگاه فسا.
  13. سعادتی، ز.، دلبری، م.، پناهی، م.، و امیری، ا.، 1397. شبیه‌سازی رشد چغندرقند تحت تنش آبی با استفاده از مدل AquaCrop، مجله حفاظت منابع آب‌وخاک، 3(3): 19-1.
  14. فرهادی، م.ع.، 1376. مقایسه آبیاری قطره‌ای و شیاری به خصوصیات کمی و کیفی خربزه در منطقه تربت‌جام. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران.
  15. قدیریان، ا.م.، یعقوب­زاده، م.، زمانی، غ.ر.، و شهیدی، ع.، 1399. واسنجی و صحت سنجی مدل گیاهی AquaCrop جهت شبیه‌سازی عملکرد سه رقم گندم تحت تنش رطوبتی مختلف، مجله آبیاری و زهکشی ایران، 14(6): 2267-2257.
  16. محمدجانی، ا.، و یزدانیان، ن.، 1393. تحلیل وضعیت بحران آب در کشور و الزامات مدیریت آن، 65 و 66: 144-117.
  17. محمدی، م.، داوری، ک.، قهرمان، ب.، انصاری، ح.، و حق‌وردی، ا.، 1394. واسنجی و صحت‌سنجی مدل AquaCrop برای شبیه‌سازی عملکرد گندم بهاره تحت تنش هم‌زمان شوری و خشکی (مطالعه موردی : مشهد). نشریه پژوهش آب در کشاورزی (علوم و صنایع کشاورزی). 29(3) :295-277.
  18. مهـدی حـسین‌آبـادی، ز.، و قـائمی، ع.ا.، 1383. مقایـسه ضــرائب یکنـواختی و عملکـرد چغندرقنـد در آبیـاری نــواری قطره‌ای(Tape) و جویچه‌ای. دومین کنفرانس ملی دانشجویی منابع آب‌وخاک. دانـشکده کشاورزی. دانـشگاه شیراز.
  19. یعقوب زاده، م.، 1394. شبیه‌سازی تبخیر و تعرق و رطوبت خاک به‌منظور ارزیابی خشک‌سالی کشاورزی برای دوره­های پایه و آتی به کمک سنجش‌ازدور، رساله دکتری دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز.
  20. Al-Omran, A. M., Sheta, A. S., Falatah, A. M., and Al-Harbi, A. R., 2004. Clay Deposits for Water Management of Sandy Soils. Arid Land Res. Manage. 18: 171-183.
  21. Biswas, S. K., Sarker, P. K., Islam, A. M., Bhuiyan, M. A., & Kundu, B. C., 2003. Effect of irrigation on onion production. Pakistan Journal of Biological Sciences (Pakistan). 6(20) : 1725-
  22. Camposeo, S., Rubino, P., 2003 Effect of irrigation frequency on root water uptake in sugar beet. Springer Science, Business Media BV, Formerly Kluwer Academic Publishers BV, 253 (2) : 301–309.
  23. Cavazza, L., Venturi, G., Amaducci, M.T., 1976. Outlines on the state of irrigation of the sugar beet in the world. 39th Winter Congress, Bruxelles.
  24. English, M., James, L., and Chen, C. F., 1990. Deficit irrigation. II: observations in Columbia basin. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 116 (3): 413-426.
  25. Fabrio, C., Martin de Santa Olalla, Lopez, R., Dominguez, A., 2003. Production and quality of sugar beet (Beta vulgaris L.) cultivated under controlled deficit irrigation condition in semiarid – climate. Agricultural Water Management, 62: 215-227.
  26. Lamm-F., Manges, H.B., Stonc. L.R., Khan, A., and Rogers, D., 1995. Water requirement of subsurface drip irrigated corn in dorthuest kansus. AS. AE, 38(2) : 441-448.
  27. Kaboosi, K., & Kaveh, F., 2010. Sensitivity analysis of Doorenbos and Kassam (1979) crop water production function. African Journal of Agricultural Research, 5(17) : 2399-2417.
  28. Patel, N., Kumar, P., & Singh, N., 2008. Performance evaluation of AquaCrop in simulating potato yield under varying water availability conditions. Indian Agricultural Research Institute.
  29. Raes, D., Steduto, P., Hsiao, T. C., & Fereres, E., 2009. AquaCrop—the FAO crop model to simulate yield response to water: II. Main algorithms and software description. Agronomy Journal, 101(3) : 438-447.
  30. Raes, D., Steduto, P., Hsiao, T. C., & Fereres, E., 2012. FAO, Land and Water Division Rome, Italy.
  31. Sharmasarkar, FC., Held L.J., Miller, G., 2001. Agroeconomic analyses of drip irrigation for sugar beet production, Agron.J. (93) : 517-523.
  32. Sakellariou- Makrantonali, M., Kalfountzos, D., Vyrlas, P., 2002. Water saving and yield increase of sugarbeet with subsurface drip irrigation. Global Nest: the Int. J., 4(2-3): 85-91.
  33. Singh, R., 2004. Simulations on direct and cyclic use of saline waters for sustaining cotton–wheat in a semi-arid area of north-west India. Agricultural Water Management, 66(2): 153-162.
پژوهش آب در کشاورزی
دوره 37، شماره 4
بهمن 1402
صفحه 323-335

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار