نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

• رضا سعیدی

گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران.

چکیده

برای یک برنامه‌ریزی دقیق آبیاری، باید میزان تخلیه روزانه آب خاک در طول دوره رشد گیاه برآورد شود. تخلیه آب خاک وابسته به مقدار تبخیر-تعرق روزانه گیاه است. در این پژوهش مقدار تبخیر-تعرق روزانه ذرت رقم سینگل کراس 704، در بستر کشت مینی‌لایسیمتر اندازه‌گیری شد. برآورد روزانه تبخیر-تعرق گیاه از طریق پایش مداوم رطوبت خاک انجام شد. مقاومت روزنه‌ای برگ‌ها‌ی گیاهان به‌صورت روزانه و توسط دستگاه پرومتر AP4 اندازه‌گیری شد. حد تخلیه مجاز آب خاک در چهار مرحله رشد اولیه(C1) ، توسعه (C2)، میانی (C3) و پایانی (C4)، بر اساس واکنش مقاومت روزنه‌ای برگ‌ها تعیین شد. به این صورت که لحظه افزایش مقاومت روزنه‌ای برگ‌ها (در هر مرحله رشد) نسبت به گیاهان شاهد، زمان اتمام آب سهل‌الوصول و انجام آبیاری جدید بود. فاکتور اصلی شامل اثر مرحله رشد بر میزان تبخیر-تعرق گیاه و ضریب تخلیه مجاز آب خاک بود، که در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی و با سه تکرار بررسی شد. برای شبیه‌سازی مقدار ضریب تخلیه مجاز آب خاک (P) بر اساس تبخیر-تعرق روزانه گیاه (ETc)، از توابع (مدل‌های) رگرسیونی استفاده شد. واسنجی مدل‌ها با داده‌های روزانه در مراحل اولیه و توسعه رشد و ارزیابی مدل‌ها با داده‌های روزانه در مراحل میانی و پایانی رشد انجام شد. هم‌چنین مدل خطی فائو-56 با مدل‌های معرفی‌شده در پژوهش حاضر مقایسه شد. نتایج نشان داد که نرخ ETc ذرت (S.C 704) در مراحل اولیه، توسعه، میانی و پایانی رشد به ترتیب در بازه 5/1-5/4، 9/3-1/7، 4/1-5/7 و 2/0-1/2 میلی‌متر در روز قرار داشت. حد تخلیه مجاز آب خاک در مراحل رشد مذکور به ترتیب 45/0، 66/0، 61/0 و 7/0 محاسبه شد. حساسیت متفاوت در مراحل رشد گیاه باعث شد که حد آب سهل‌الوصول در دوره رشد ثابت نباشد. در مراحل مختلف رشد، افزایش مقدار ETc موجب کاهش ضریب P و کاهش مقدار ETc، باعث افزایش ضریب P شد. توابع خطی، نمایی، لگاریتمی، درجه دوم، توانی و خطی فائو-56 بررسی شد. تابع درجه دوم با شاخص‌های آماری 00035/0=RMSE، 054/0=NRMSE، 0008/0=ME، 000005/-=CRM، 999/0=R2 و 999/0=EF، مدل‌ بهینه در تخمین ضریب P بود. دلیل ضعف عملکرد مدل فائو-56، ثابت بودن حد تخلیه سهل‌الوصول آب و متوسط نرخ ETc در فصل رشد بود. ازاین‌رو مدل فائو-56 اصلاح شد. دستاورد پژوهش این بود که بدون پایش روزانه رطوبت خاک، می‌توان ضریب تخلیه مجاز آب خاک را (با استفاده از ETc) برآورد نمود. این روش به‌خصوص در برنامه‌ریزی آبیاری با دورهای کوتاه، مفید خواهد بود. به‌طوری‌که زمان و حجم مناسب آبیاری برای جلوگیری از اتلاف آب تعیین می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

• حساسیّت مرحله رشد
• آب سهل‌الوصول
• مدل‌سازی رگرسیونی

موضوعات

• آب موردنیاز، نیاز آبی ، پن من مانتیث

عنوان مقاله [English]

Simulation of the Amount of Water Allowable Depletion Coefficient, based on Daily Evapotranspiration in Different Growth Stages of Silage Maize (Case Study: Qazvin Plain)

نویسنده [English]

• reza saeidi

Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.

چکیده [English]

For an accurate irrigation schedule, should be estimated the daily soil water depletion amount during the crop growth period. Soil water depletion is dependent to daily evapotranspiration amount. In this research, daily evapotranspiration of S.C 704 maize was measured in mini-lysimeter. Estimation of daily evapotranspiration was done by continuous measurement of soil moisture. Leaves stomatal resistance was measured as daily, and by AP4 Porometer device. Soil water allowable depletion limit in four growth stages of initial(C1), development(C2), mid(C3) and late(C4), was determined based on the leaves stomatal resistance response. The time of leaves stomatal resistance increasing (at each growth stage) relative to control crops, was the time of readily available water ending and doing of new irrigation. Main factor was included of growth stage effect on crop evapotranspiration and water depletion coefficient amounts, which was investigated in a completely randomized basic design, with three replications. Regression functions (models) were used for simulation of soil water allowable depletion coefficient (P) based on the daily evapotranspiration (ETc). The models were calibrated by daily data in initial and development stages, and they were evaluated by daily data in mid and late stages. The FAO-56 linear model was compared with introduced models in this research. The results showed that maize ETc (S.C 704) rate in initial, development, mid, and late stages was in the range of 1.5-4.5, 3.9-7.1, 1.4-7.5, and 0.2-2.1 mm.d-1, respectively. The allowable soil water depletion limit in mentioned stages was calculated as 0.45, 0.66, 0.61 and 0.7, respectively. Different sensitivity in crop growth stages was caused that, readily available water limit not be constant in growth period. The ETc increasing was caused a decreasing in P coefficient, and ETc decreasing was caused an increasing in P coefficient, in growth stages. Linear, exponential, logarithmic, polynomial, power, and FAO-56 linear functions, were investigated. Polynomial function with statistical indices of RMSE=0.00035, NRMSE=0.054, ME=0.0008, CRM=-000005, R2=0.999 and EF=0.999, was the optimal model in estimation of P coefficient. The reason of weak performance in FAO-56 model, was considering the constant limit for readily available water and mean ETc rate in growing season. Therefore, the FAO-56 model was modified. The research result was to estimate the soil water allowable depletion coefficient (by using ETc), without daily measurement of soil moisture. This method will be useful in irrigation scheduling with short rounds, especially. So that, the suitable time and volume of irrigation are determined for water loss prevention.

کلیدواژه‌ها [English]

• Growth stage sensitivity
• Readily available water
• Regression modeling