شبیه‌سازی عملکرد دانه و ماده خشک کلزا در شرایط تنش آبی با استفاده از مدل SWAP

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 وزارت کشور

2 دانشیار بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز

3 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.

چکیده

در سال‌های اخیر به منظور حل مشکلات بخش کشاورزی راه‌ کارهایی ارائه شده است. از جمله آن‌ها استفاده از مدل‌های شبیه‌ساز رشد گیاهی به منظور مدیریت آب در این بخش بود که با استفاده از این مدل‌ها تا حدودی می‌توان مشکلات آب را بهبود بخشید. مزیت اصلی استفاده از مدل‌ها توانایی تعیین برنامه‌ آبیاری بهینه از نظر اقتصادی است. مدل SWAP از جمله مدل‌هایی می‌باشد که در تحقیقات گسترده‌ای در سطح جهان و در طیف وسیعی از گیاهان نتایج مطلوبی از خود نشان داده است. هم‌چنین در این پژوهش با استفاده از اطلاعات دو دوره کشت در منطقه باجگاه استان فارس عملکرد این مدل در زمینه شبیه‌سازی رشد گیاه کلزا مورد بررسی  قرار گرفت و مقدار رطوبت خاک، تبخیر و تعرق، ماده‌ خشک و عملکرد دانه مورد واسنجی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل در بخش عملکرد در دو مرحله واسنجی و ارزیابی به ترتیب دارای میانگین خطای نرمال شده 0/8 و 2/14 و در بخش شبیه‌سازی ماده خشک دارای میانگین خطای نرمال شده 9/3 در مرحله واسنجی و 8/10 در مرحله ارزیابی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of Seed Yield and Dry Matter of Canola Under The Condition of Water Stress Using SWAP Model

نویسندگان [English]

  • Seyed Farshid Mousavi Zadeh 1
  • Tooraj Honar 2
  • Hosien Rahmati 3
چکیده [English]

In recent years, in order to solve problems were presented the way tasks in the agricultural sector. Among these, growth simulation models have been provided for water management, which it possible to reduce the difficulties in agricultural water. The main advantage of these models is that, they can optimize irrigation schedule economically. SWAP model is of the most widely used models in the world which has shown good results for variety of crops. So that, in this practice the performance of this model for simulating the growth of Canola was evaluated according to the data relating to two cultivation periods in Badjgah. The studied parameters consist of soil water content, evapotranspiration, dry matter, and seed yield. The results indicated that, in the calibration and evaluation phases for seed yield respectively, mean normalized error was 8.0 and 14.2. What is more, mean normalized error for simulation of dry matter was 3.9 and 10.8 in calibration and evaluation periods, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Seed yield simulation
  • SWAP Model
  • canola
1-  بابازاده، ح. و م. سرائی تبریزی. 1391. واسنجی مدل SWAP برای شبیه‌سازی عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و کارایی مصرف آب سویا، مجله علمی کشاورزی علوم و مهندسی آبیاری 35(4): 93-86.

 

2-  بادیه نشین، ع.ر.، نوری، ح. وظیفه‌دوست. 1393. بهبود برآورد عملکرد محصول در مدل شبیه‌سازی SWAP با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای. مجله تحقیقات آب و خاک ایران،45(4): 388-379.

 

3-  ثابت،ع. 1388. شبیه سازی رشد و عملکرد گیاه کلزا بوسیله مدل‌های گیاهی CropSyst و CRPSM تحت تیمارهای تنش آبی در مراحل مختلف رشد، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، 198صفحه.

 

4-  رادسر، ع. و ش. زندپارسا. 1385. اصلاح مدل ونگنوختن- معلم درپیش‌بینی توابع هدایت هیدرولیکی رطوبت خاک و مقایسه نتایج آن و دیگر مدل‌ها با مقادیر اندازه‌گیری شده در برخی از خاک‌های موجود در بانک اطلاعاتی UNSODA، اولین همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز. اریبهشت ماه.

 

5-  زندپارسا، ش. 1381. آینده مدل‌های کامپیوتری رشد گیاهان، سمینار دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز.

 

6-  شعبانی،ع. 1385. بررسی اثر تنش آبی در مراحل مختلف رشد بر گیاه کلزا. پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز،213صفحه.

 

7-  شیرشاهی، ف.، بابازاده، ح.، کاوه، ف.، امیری، ا. 1392. ارزیابی مدل SWAP در شرایط مدیریت آبیاری گندم(مطالعه موردی: شبکه آبیاری و زهکشی سد درودزن). دومین کنفرانس بین المللی مدلسازی گیاه، آب، خاک و هوا، کرمان - دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته.

 

8-  فولادمند، ح. و ع.ر. سپاسخواه. 1386. تجزیه و تحلیل مدل بیلان آب خاک برای انگور دیم در ریز حوضه‌های کشت، مجله علوم کشاورزی ایران،  13(1) 94-85.

 

9-  مسعودی، ع.ر.، شاهرخیان قهفرخی، ز.، کریمی، ع.ر. و ف. میرزایی اصل. 1390. اعمال مدیریت‌های آبیاری تحت سناریوهای SWAP. نخستین کنفرانس ملی هواشناسی و مدیریت آب کشاورزی، تهران،  دانشگاه تهران، گروه مهندسی آبیاری، 19 صفحه.

 

10-  موسوی‌زاده، س.ف. 1393. ارزیابی مدیریت‌های مختلف آبیاری بر‌ تولیدکلزا با استفاده از مدل­ AquaCrop .پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، رشته آبیاری و زهکشی، بخش مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، 198 صفحه.

 

11-  وردی نژاد و.ر، سهرابی ، ت.، فیضی، م.، حیدری، ن.، و ش. عراقی نژاد. 1389.  الگوبندی عملکرد محصولات مختلف در شرایط شوری آب آبیاری با استفاده از مدل SWAP. مجله دانش آب و خاک. 1(20): 111-97.

 

12-  هنر، ت، ثابت سروستانی، ع.، کامگار‌حقیقی، ع.ا. و ش. شمس، 1390. واسنجی مدل گیاهی CropSyst جهت تخمین عملکرد و شبیه‌سازی رشد گیاه کلزا، نشریه آب و خاک، 25(3):605-593.

 

13- Bonfante, A. Basil, A. Acutis, M. De Mascellis, R. Manna, P. Perego, A., and F. Terribile. 2010. SWAP, CropSyst and MACRO comparison in two contrasting soils cropped with maize in   northern Italy. Agricultural Water Management, 97: 1051-1062.

 

14- Droogrs, p., Bastiaanssen, W., Beyazagul, M., Kayam, Y., Kite, G. and H. Murray-Rust. 2000. Distributed agro-hydrological modeling of an irrigation system in western Turkey. Agricultural Water Management, 43(2): 183-202.

 

15- Feddes, R.A., Kowalik, P.J. and H. Zaradny. 1978. Simulation of field water use and crop yield. Simulation Monographs, Pudoc, Wageningen, 189 p.

 

16- Huygen, J. Van Dam, J.C. Kroes, J. and C. Wesseling. 1997. SWAP 2/0: Users guide: Input and output manual. Wageningen Agricultural University and DLO, Staring Centrum Wageningen, 211 p.

 

17- Javidfar, F. Talebnezhad, A. Paseban Islam, B. Shariaty, A. Yazdandost, M. Khiavi, M. Naser Ghadimi, F. Hashemi Jezi, M. and A. Falah Tosi. 2004. Evaluation of advaned rapeseed (Brassica napus L.) varieties in adaptability to cold and temperate regtions. Publication of Anuual Rapeseed and Safflower Congress, Seed and Plant Improvement Institute, Oilseeds Research Division, Karaj, Iran.

 

18- Kabat, P. Broek, B.J. van dem, J.C. and R.A. Feddes. 1992. SWACROP: A water management and crop production simulation model. ICID Bulletin. 92, 41(2): 61-84.

 

19- Kroes, J. and J. Van Dam. 2003. Refrnce manual SWAP version 3.0.3. Alterra, Green World Research, Wageningen, Available at: www.alterra.nl/models/swap, 284 p.

 

20- Kroes, J. van Bakel, P.J.T. Huygen, J. Kroon, T. and R.  Pastoors. 2001. Actualization van de hydrology voor STONE 2.0. Rapport 298, Alterra, Wageningen, 68 p.

 

21- Kumar. P., Sarangi, A. Singh, D.K.  Parihar, S.S. and R.N. Sahoo. 2015. Simulation of salt dynamics in the root zone and yield of wheat crop under irrigated saline regimes using SWAP model. Agricultural Water Management, 148: 72-83.

 

22- Mualem, Y. 1976. A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media. Water Resourse. Res., 12: 513-522.

 

23- Noory, H. Van Der Zee, S. E. Liaghat, A.T.M. Parsinejad, A. and J. C. Van Dam. 2011. Distributed agro-hydrological modeling with SWAP to improve water and salt management of the Voshmgir Irrigation and Drainage Network in Northern Iran. Agricultural Water Management, 98(6): 1062-1070.

 

24-  Richards, L.A. 1931. Capillary conduction of liquids through porous mediums. Physics, 1(5): 318–333.

 

25- Sepaskhah,A. R. Saadi, S. and Sh. Zand parsa. 2011. Logistic model application for predication of maize yield under water and nitrogen management. Agricultural Water Management, 99: 51-57.

 

26- Utset, A. velicia, H. Rio, B. and R. Morillo. 2007. Calibrating and validating an agro hydrological model to simulate sugarbeet water use under Mediterranean conditions. Agricultural Water Management. 94: 11-21.

 

27- Van Dam, J.C. Huygen, J. Wesseling, J.G. Feddes, R.A. Kabat, P. Van Walsum, P.E.V. Groenendijk, P. and C.A. van Diepen, 1997. Theory of SWAP version 2.0. Simulation of water flow, solute transport and plant growth in the Soil Water Atmosphere Plant environment. Wageningen University and Alterra, Technical Document 45.

 

28- Van Den Broek, B.J. Van Dam, J.C. Elbers, J.A. Feddes, R.A. Huygen, J. Kabat, P. and J.G. Weseling, 1994. Input instructions manual. Report 45, Dep. Water Resources, Wageningen Agricultural University.

 

29- Van Genuchten, M.Th. 1980. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal, 44 (5): 892–898.

 

30- Van Genuchten, M.Th, Leij, F.J. and S.R. Yates, 1991. The RETC code for quantifying the hydraulic functions for unsaturated soils. U.S. Salinity Laboratory, Riverside, California, 93 p.