ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه‌سازی عملکرد زعفران تحت سناریوهای مختلف کم‌آبیاری و مصرف زئولیت

محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری

نیازعلی ابراهیمی پاک ¹ (دانشیار، بخش آبیاری و فیزیک خاک، موسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران)
محسن احمدی ² (دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران.)
اصلان اگدرنژاد ³ (استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.)
عباس خاشعی سیوکی ⁴ (دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند)

تاریخ دریافت : 1397/04/17 تاریخ پذیرش : 1397/09/03 تاریخ انتشار : 1397/09/01

کلید واژه: زئولیت پتاسیک, تنش آبی, سناریوهای آبیاری, مدل‌سازی گیاهی,

چکیده مقاله :

این پژوهش به‌منظور ارزیابی عملکرد و زیست‌توده زعفران با استفاده از مدل رشد گیاهی AquaCrop تحت گزینه‌های مختلف کم‌آبیاری و مصرف زئولیت با استفاده از نتایج آزمایش سال 1392 و 1393 انجام شد. در تحقیق انجام شده، 36 داده اندازه‌گیری شده برای هر پارامتر تحت تیمارهای سطح آبیاری (عرف محلی: I1، کم‌آبیاری با کاهش 70 درصد نیاز آبی گیاه: I2 و آبیاری براساس نیاز آبی کامل گیاه: I3) و کاربرد زئولیت (صفر: Z0، 5/0 درصد: Z1، 1درصد: Z2 و 2 درصد: Z3 درصد وزنی خاک) به‌صورت تصادفی به دو دسته تقسیم شدند. دسته نخست (شامل70 درصد داده‌ها) به‌منظور واسنجی و دسته دوم (شامل 30 درصد داده‌ها) برای صحت‌سنجی مدل AquaCrop مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج شبیه‌سازی نشان داد در هر دو مرحله واسنجی و صحت‌سنجی، تیمارهای شامل آبیاری عرف محلی بیش‌ترین اختلاف را با مقادیر اندازه‌گیری شده داشتند. در برخی موارد تیمارهای حاوی زئولیت این اختلاف را کاهش دادند لیکن رابطه معنی‌داری بین نتایج به‌دست آمده مشاهده نشد. آماره‌های RMSE، MBE و NRMSE برای شبیه‌سازی عملکرد زعفران در مرحله صحت‌سنجی به ترتیب برابر با 48/0 (کیلوگرم در هکتار)، 21/0- (کیلوگرم در هکتار) و 09/0 و برای زیست‌توده در همین مرحله به ترتیب برابر با 9/151 (کیلوگرم در هکتار)، 2/74 (کیلوگرم در هکتار) و 13/0 به دست آمدند. این مقادیر نشان دادند که این مدل دقت مناسبی برای شبیه‌سازی عملکرد و زیست توده زعفران داشت. کارایی این مدل با استفاده از مقادیر EF مطلوب بود به طوری که مقدار این آماره برای عملکرد در هر دو مرحله واسنجی و صحت‌سنجی به ترتیب برابر با 32/0 و 42/0 و برای زیست‌توده در همین دو مرحله به ترتیب برابر با 99/0 و 99/0 بود. براساس نتایج به دست آمده،این مدل دقت کافی برای شبیه‌سازی عملکرد و زیست‌توده زعفران در شرایط کم آبیاری و کاربرد زئولیت را داشت. بنابراین استفاده از این مدل، به‌عنوان یک مدل مطلوب گیاهی برای شبیه سازی زعفران پیشنهاد می‌شود.

چکیده انگلیسی:

This research was conducted to evaluate AquaCrop to simulate saffron (Crocus sativus L.) yield and biomas under water management and zeolite amounts using collected data during 2013-2015. Treatments consisted of irrigation (traditional: I1, deficit irrigation as 70% moisture depletion: I2 and full irrigation: I3) and zeolite rates (0: Z0, 0.5: Z1, 1: Z2 and 2: Z3 as weight percentage) divided into two groups. The first group (consisted of 70% data) was used to calibrate and the second one (consisted of 30% data) was considered to validate the accuracy of AquaCrop. The highest differences between measured and simulated data was found in traditional irrigation. Mentioned differences in some treatments with zeolite decreased. Nevertheless, there was no significant relation between those results. RMSE, MBE and NRMSE values for saffron yield were 0.48 (kg.ha-1), -0.21 (kg.ha-1), 0.09, respectively. These values for biomass were 151.9 (kg.ha-1), 74.2 (kg.ha-1) and 0.13, respectively. The aforementioned results showed that AquaCrop had a good accuracy to simulate saffron yield and biomass. Efficiency of the model was found in an appropriate range so that values of EF for calibration and validation stages were 0.32 and 0.42 for saffron yield, respectively, and were 0.99 and 0.99 for saffron biomass, respectively. Regarding the results, AquaCrop had a sufficient precision to simulate saffron yield and biomass under different irrigation and zeolite amounts. As an accurate crop growth model, it is recommended to use this model for simulating saffron yield.