بررسی کارایی مدل AquaCrop در تعیین زمان آبیاری گیاه نیشکر و پایش آن با شاخص تنش آبی گیاه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد آبیاری و زهکشی و کارشناس مؤسسه تحقیقات و آموزش توسعه نیشکر

2 استاد آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

3 گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

کمبود آب یکی از فاکتورهای مهم و تأثیرگذار در تولید محصولات کشاورزی تلقی می‌گردد. استفاده از مدل‌های مدیریت زراعی همچون مدل AquaCrop می‌تواند ابزاری مفید برای بررسی راه‌کارها و امکان بررسی آن‌ها در شرایط مختلف باشد. این تحقیق به‌منظور بررسی کارایی مدل AquaCrop در تعیین زمان آبیاری گیاه نیشکر و پایش آن با شاخص تنش آبی گیاه در سال زراعی 96-1395 در اراضی کشت و صنعت نیشکر دعبل خزاعی در مزرعه R7-11 با مساحت 25 هکتار و پلنت (کشت جدید) واریته CP69-1062 در جنوب اهواز انجام شد. واسنجی‏ لازم برای تعیین دقت مدل در زمان آبیاری گیاه نیشکر شامل بررسی‏ شاخص تنش آبی گیاه (CWSI) با دماسنج مادن قرمز انجام شد. این واسنجی‏ نشان داد، مدل AquaCrop در تعیین زمان آبیاری گیاه نیشکر از قدرت شبیه‏ سازی نسبتاً بالایی برخوردار می‏ باشد. تحلیل آماری دقت مدل در پیش‌بینی زمان آبیاری مزرعه با شرایط واقعی مزرعه برابر CRM=0.006، d=1.0، RMSE=%2.0 به دست آمد. برنامه‏ریزی آبیاری مزرعه R7-11 با مدل AquaCrop با مجموع دور آبیاری اعمال شده در مزرعه 16.6 دور (از فروردین تا مهرماه 1396) انجام شد، این تعداد دور آبیاری با تعداد دور آبیاری مزارع پلنت واریته CP69-1062 کشت و صنعت دعبل خزاعی که به طور میانگین با مجموع دور آبیاری اعمال شده در مزارع 20.8 دور بود مقایسه شد، مشاهده می ‏شود مزرعه R7-11 تعداد 2/4 دور آبیاری در آن سال صرفه‏ جویی شده است. میزان عملکرد محصول این مزرعه 128 تن در هکتار و متوسط عملکرد مزارع پلنت واریته CP69-1062 کشت و صنعت دعبل خزاعی برابر 103.60 تن در هکتار بدست آمد. کیفیت شربت نیشکر مزرعه R7-11 شامل درصد خلوص (PTY%) و درصد استحصال شکر سفید (R.S%) برابر PTY= %90 و R.S= %11.1 و میانگین مزارع پلنت واریته CP69-1062 کشت و صنعت دعبل خزاعی برابر PTY= %88.6 و R.S= %10.8 بدست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد، با توجه به این که مدل AquaCrop از دقت بالایی برخوردار است، استفاده از این روش برای تعیین زمان آبیاری نسبت به روش فعلی (کراپ لاگ) که در شرکت‏های توسعه نیشکر خوزستان رایج است، هم از لحاظ هزینه و هم از لحاظ استفاده از آن در طرح‏های تحقیقاتی توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Reviews of the performance of the model set irrigation in sugarcane plant AquaCrop time monitoring it with plant water stress index

نویسندگان [English]

  • jamal Mohammadimoalezade 1
  • Abdali Naseri 2
  • Abd ALrahim Hooshmand 3
1 Master of Irrigation and Drainage and Expert of Sugar Cane Research and Development Institute
2 Professor of Irrigation and Drainage, Faculty of Water Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
3 Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran.
چکیده [English]

Water scarcity is considered as one of the important factors affecting the production of agricultural products. Using crop management models such as the AquaCrop model can be a useful tool for reviewing the options and the ability to examine them in different situations. This study was conducted to evaluate the AquaCrop model's ability to determine the irrigation time of sugarcane plant and it’s monitoring with water stress index in 2017 in cultivars and cultivars of sugarcane arranger cultivars in a R7-11 field with a total area of 25 hectares and a plant (new crop) Variety CP69-1062 was performed in south Ahwaz. The calibration was done to determine the accuracy of the model at the time of irrigation of the sugarcane plant, including an examination of the water stress index (CWSI) with a reddened thermometer. This calibration showed that the AquaCrop model has a relatively high simulation ability in determining the cannabis irrigation time. The statistical analysis of the accuracy of the model in predicting the irrigation time of the field with the actual field conditions was RMSE = 2.0 %, d = 1.0 and CRM= 0.006. The irrigation scheduling of R7-11 farm with AquaCrop model was carried out with a total irrigation interval of 16.6 rounds (from April to October 2017), the number of irrigation intervals with the number of irrigation intervals in plantations of CP69-1062 plant cultivars and dental industry Compared with the total irrigation intervals in the farms of 20.8 rounds, the Khazaee was compared, it is observed that a R7-11 farm saved a quarter of the irrigation round in that year. The yield of this field yielded 128 tons per hectare and the average yield of planted plots of CP69-1062 varieties and cultivars were about 106.63 tons per hectare. The quality of the R7-11 sugarcane syrup contains purity (PTY %) and the percentage of white sugar (RS %) of PTY = 90.0 % RS = 11.1 % and the average plant plantation varieties of CP69-1062 cultivars and cultivars, PTY = 88.6 % and RS = 10.8 % were obtained. The results of this study showed that considering the AquaCrop model has high accuracy, the use of this method to determine the irrigation time compared to the current method (crop log) that is common in sugar cane companies in Khuzestan, both in terms of cost and in terms of its use in research projects.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Irrigation time
  • moisture stress index
  • vegetation temperature
  • sugar cane
  • AquaCrop

الماسی شوشتری، م. ، برومند نسب ، س. ، کشکولی، ح. ع. 1387. تعیین زمان آبیاری با استفاده از تفاوت دمای پوشش سبز گیاه – هوا و شاخص تنش آبی در نیشکر. دومین همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده مهندسی علوم آب.

برومند نسب، س. طاهری قناد، س. و معیری، م. 1383. استفاده از درجه حرارت پوشش سبز برای برنامه‌ریزی آبیاری ذرت بهاره در شرایط شمال خوزستان. مجله علمی کشاورزی، دانشکده کشاورزی اهواز.

برومند نسب،س.، کشکولی،ح.ع.، ناصری،ع،ع، فرهاد،ر.، 1386، تعیین زمان آبیاری با استفاده از شاخص تنش آبی در گیاه نیشکر، جلد هفتم، شماره اول، بهار 1386.

جودی، ف.، 1390. استفاده از دماسنج مادون‌قرمز در برنامه‌ریزی آبیاری گیاه آفتابگردان در خوزستان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه شهید چمران.

روحانی، ه.، 1392. تعیین زمان آبیاری با اندازه‌گیری دمای پوشش سبز گیاه، دمای هوا و رطوبت خاک برای محصول نیشکر (مطالعه موردی: اراضی شرکت کشت و صنعت سلمان فارسی). پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه شهید چمران.

رشید زاده، ف.، 1382. تعیین زمان آبیاری با استفاده از شاخص تنش آبی در گیاه نیشکر در منطقه شعبیه شوشتر. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه شهید چمران.

طاهری قناد، س.، 1381، استفاده از درجه حرارت پوشش سبز گیاه جهت برنامه‌ریزی آبیاری ذرت بهاره در شرایط شمال خوزستان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد و دانشگاه چمران.

علیزاده، ا. 1388. رابطه آب‌وخاک و گیاه. انتشارات آستان قدس رضوی دانشگاه امام رضا.

گلابی،م.، ناصری،ع،ع. 1394، به ارزیابی مدل AquaCrop در پیش‌بینی عملکرد نیشکر و شوری پروفیل خاک تحت تنش شوری در استان خوزستان، تحقیقات آب‌وخاک ایران، دوره 46، شماره 4، زمستان 1394 (ص 694-685)

Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D and Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration. Guidelines for Computing Crop Water Requirements. FAO Irrigation Drainage Paper No. 56, FAO. Rome, Italy. pp 1-326.

Asari, A.Q., and Loomis, W.E. 1959. Leaf temperature. Am. J. Bot. 46: 713-717.

Curtis, O.F. 1938. Wallace and Clum "leaf temperatures" - A critical analysis with additional data. Amer. J. Bot. 25: 761-771.

Doorenbos, J., A. H. Kassam. 1979. "Yield response to water". Irrigation and drainage. Paper No. 33. FAO. Rome.

Ehrler, W.L, Idso, S. B, Jackson, R. D and Reginato, R. J. 1978. Wheat canopy temperature relation to water potential. Agronomy Journal, Vol 70:251-256.

Farahani, H. J., G. Izzi, and T. Y. Oweis. 2008. "Parameterization and Evaluation of the AquaCrop Model for Full and Deficit Irrigation Cotton'‘. Agron J.101:469-476.

Garcia-Vila, M., E. Fereres, F. Orgaz, and P. Stedute. 2008. Deficit Irrigation Optimazation of Cotton with AquaCrop. Agron J. 101:477-478.

Halim Orta, A., Y. Erdem. And T. Erdem. 2003. Crop Water Strees Index for Watermelon. Scientia Horticulturae. 98:121-130.

Idso, S.B., R.D. Jackson. And R.J. Reginato. 1977. Remote Sensing of Crop Yields. Science. 196:19-25.

Idso, S. B, Reginato, R. J and Radin, J. W. 1982. Leaf diffusion resistance and photosynthesis in cotton as related to a foliage temperature-based plant water stress index. Agricultural Meteorology. 27: 27-34.

Patel, N., P. Kumar, and N. Sign. 2008. Performance evaluation of AquaCrop in simulating Potato yield under varying water availability condition. Indian Agricultural Research Institute, New Delhi- 110012, India.

Paltineanu, C., Septar, L., and Moale, C. 2013. Crop Water Stress in Peach Orchards and Relationships with Soil Moisture Content in a Chernozem of Dobrogea.ASCE. J. Irrig. Drain Eng., 139: 20-25.

Russo D and Bakker D. 1986. Crop water production function for sweet corn and cotton irrigated and saline water. Soil science society and American journal. 51, 1554-1562.

Todorovic, M., R. Albrizio, L. Zivotic, M. Therese Abi Saab, C. Stockle, and P. Steduto. 2009. Assessment of AquaCrop, CropSyst and WOFOST Models in the simulations of Sunflower growth under different water regimes. Agron. J. 101:509-521.

Wiegand, C.L. and L.N. Namken 1966. Influences of Plant Moisture Strees, Solar Radiation and Air Temperature on Cotton Leaf Temperature. Agron J. 58:522-556.