ارزیابی مدل DSSATv4.7 در شبیه‌سازی مراحل فنولوژیکی و عملکرد گندم رقم آنفارم 4 تحت سطوح مختلف آبیاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 استادیارگروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، بیرجند، ایران

3 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

4 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

5 گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران

چکیده

مدل‌های شبیه‌سازی رشد و نمو گیاهی یکی از پیشرفته‌ترین ابزارهایی است که امروزه به‌منظور تخمین عملکرد و بهینه‌کردن عملیات زراعی استفاده می‌شود. از این‌رو، این پژوهش با هدف ارزیابی توانایی مدل گیاهی DSSAT-CERES-Wheat نسخه 7/4 در شبیه‌سازی مراحل فنولوژیکی و عملکرد گندم رقم آنفارم 4 برای شرایط آب و هوایی بیرجند انجام شد. بدین منظور، آزمایشی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 96-1395 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل سطوح مختلف آبیاری I1، I2، I3 و I4 که به‌ترتیب معادل 125، 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی گیاه و I5 تیمار دیم با یک آبیاری تکمیلی بود. نتایج نشان داد، مقادیر ضرایب ژنتیکی گندم شامل P1V، P1D، P5، G1، G2، G3 و PHINT در مرحله واسنجی مدل به‌ترتیب برابر با 25، 0، 17، 5/20، 16/30، 982/1 و 30 بود. در مرحله صحت‌سنجی نیز، کم‌ترین و بیش‌ترین مقدار NRMSE به‌ترتیب در برآورد پارامترهای تاریخ گرده افشانی (75/5 درصد) و ماده خشک تولیدی (37/18 درصد) مشاهده شد. به‌طور کلی می‌توان بیان نمود که مدل DSSAT به‌خوبی مراحل فنولوژیکی و عملکرد گندم را برای منطقه بیرجند شبیه‌سازی نموده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of DSSATv4.7 Model in Simulation of Phenological Stages and Wheat Yield of Anfarm 4 under Different Irrigation Levels

نویسندگان [English]

  • saeid ghavamsaeidi noghabi 1
  • Mostafa Yaghoobzadeh 2
  • Ali Shahidi 3
  • Hossein Hammami 4
  • Mahdi Kalanaki 5
1 Department of Science and Water Engineering, Faculty of Agriculture, University of Birjand, Birjand, Iran
2 Assistant Professor, Department of Science and Water Engineering, University of Birjand., Birjand., Iran
3 Associate professor, Department of Science and Water Engineering, University of Birjand., Birjand., Iran
4 Assistant professor, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, University of Birjand, Birjand, Iran
5 department of Water engineering, Faculty of Water and Soil, University of Zabol, Zabol, Iran
چکیده [English]

Crop growth simulation models are one of the most advanced tools used today to estimate yield and optimize crop yields. Therefore, this study aimed to evaluate the ability of DSSAT-CERES-Wheat version 4.7 plant model to simulate the phenological stages and wheat yield of Anfaram 4 for Birjand weather conditions. For this purpose, a randomized complete block design with 3 replications was conducted at research field of agriculture, University of Birjand in 2016-2017. The treatments consisted of different levels of irrigation I1, I2, I3 and I4, respectively 125, 100, 75 and 50% of plant water requirement and I5 including rain fed with one supplementary irrigation. The results showed that the values of wheat genetic coefficients including P1V, P1D, P5, G1, G2, G3 and PHINT at model calibration stage were 25, 0, 17, 20.5, 30.16, 1.982 and 30, respectively. At the validation stage, the lowest and highest NRMSE values were observed in the estimation of pollination date (5.75%) and dry matter (18.37%), respectively. Therefore, it can conclude that DSSAT model simulated the phenological stages and yield of wheat for Birjand region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Birjand
  • DSSAT-CERES-Wheat crop model
  • Genetic coefficients
  • Phenological stages

مراجع

احمدی، م.، خاشعی سیوکی، ع.، سیاری، م.ح. 1395. بررسی مدل مناسب تعیین نیاز آبی زعفران (Crocus sativus L.) و تعیین میزان تنش‌های آبی وارده. مجله بوم‌شناسی کشاورزی. 8. 4: 505-520.
اندرزیان، ب.، بخشنده، ع.، بنایان، م.، امام، ی. 1387. ارزیابی مدل شبیه‌سازی CERES-Wheat در شرایط اقلیمی اهواز. مجله پژوهش‌های زراعی ایران. 6. 1: 11-22.
خلیلی، ن.، داوری، ک.، علیزداه، ا.، کافی، م.، انصاری، ح. 1393. شبیه‌سازی عملکرد گندم دیم با استفاده از مدل گیاهی آکواکراپ، مطالعه موردی ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم سیساب، خراسان شمالی. مجله آب و خاک. 28. 5: 930-939.
دلقندی، م. 1391. بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر محصول گندم و ارائه راهکارهای سازگاری با آن با در‌نظر گرفتن عدم قطعیت مدل‌های AOGCM و سناریوهای انتشار گازهای گلخانه‌ای در راستای افزایش امنیت غذایی (مطالعه موردی: دشت خوزستان). رساله دکتری آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز.
دلقندی، م.، اندرزیان، ب.، برومند‌نسب، س.، مساح بوانی، ع.ر.، جواهری، ا. 1393. ارزیابی مدل CERES-Wheat نسخه DSSAT 4.5 در شبیه‌سازی رشد، عملکرد و مراحل فنولوژی گندم در شرایط مدیریت‌های مختلف تخصیص آب در مزرعه (مطالعه موردی: شهرستان اهواز). مجله آب و خاک. 28. 1: 82-91.
سعادتی، ز.، دلبری، م.، امیری، ا.، پناهی، م.، رحیمیان، م.ح.، قدسی، م. 1395. ارزیابی مدل CERES-Wheat در شبیه‌سازی عملکرد ارقام گندم تحت تیمارهای مختلف آبیاری. مجله حفاظت منابع آب و خاک. 5. 3: 73-85.
شهیدی، ع. 1387. اثر برهم‌کنش کم آبیاری و شوری بر عملکرد و اجزاء عملکرد ارقام گندم با تعیین تابع تولید آب- شوری در منطقه بیرجند. رساله دکتری آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز.
طلایی سمیرمی، ج.، امیری، ا.، آیین، ا.، برومند، ن.، جوکار، م.ا. 1396. ارزیابی کارایی مدل DSSAT برای تخمین عملکرد بالقوه سیب‌زمینی در نظام زراعی کشت پاییزه (مطالعه موردی: منطقه جیرفت). مجله به‌زراعی کشاورزی. 19. 4: 893-905.
قوام‌سعیدی نوقابی، س. 1398. اثر تغییر اقلیم بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم تحت شرایط تنش خشکی با استفاده از مدل گیاهی DSSAT. پایان‌نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه بیرجند.
کلانکی، م. 1394. بررسی تأثیر مدیریت آبیاری در افزایش بهره‌وری آب گیاه ذرت با در‌نظر گرفتن تغییر اقلیم. پایان‌نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه زابل.
کلانکی، م.، کاراندیش، ف.، صابر‌علی، س.ف. 1396. اثر تلفیق مدیریت آبیاری و تاریخ کشت بر کارایی مصرف آب ذرت با استفاده از مدل DSSAT. مجله پژوهش آب در کشاورزی. 31. 4: 509-522.
ماهرو کاشانی، ا.‌ح.، سلطانی، ا.، گالشی، س.ا.، کلاته‌عربی، م. 1389. برآورد ضرایب ژنتیکی و ارزیابی مدل DSSAT برای ارقام استان گلستان. مجله تولید گیاهان زراعی. 3. 2: 229-253.
مهاجر‌میلانی، پ.، سعادت، س.، وکیل، ر. 1378. تغذیه گندم در شرایط شور استان قم. مجله علوم آب و خاک. 12. 6: 187-196.
Bannayan, M., Crout, N.M.J., and Hoogenboom, G. 2003. Application of the CERES-Wheat model for within-season prediction of winter wheat yield in the United Kingdom. Agronomy Journal. 95(1): 114-125.
Eitzinger, J., Trnka, M., Hösch, J., Žalud, Z., and Dubrovský, M. 2004. Comparison of CERES, WOFOST and SWAP models in simulating soil water content during growing season under different soil conditions. Ecological Modelling. 171(3): 223-246.
Hoogenboom, G., Jones, J.W., Wilkens, P.W., Porter, C.H., Batchelor, W.D., Hunt, L.A., ... and Gijsman, A.J. 2004. Decision support system for agrotechnology transfer version 4.0. University of Hawaii, Honolulu, HI (CD-ROM).
Hoogenboom, G., Jones, J.W., Wilkens, P.W., Porter, C.H., Boote, K.J., Hunt, L.A., ... and Ogoshi, R. 2015. Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT) Version 4.6. DSSAT Foundation, Prosser, Washington.
Hoogenboom, G., Porter, C.H., Shelia, V., Boote, K.J., Singh, U., White, J.W., ... and Asseng, S. 2017. Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT) Version 4.7. DSSAT Foundation, Gainesville, FL, USA.
Hoogenboom, G., White, J.W., and Messina, C.D. 2004. From genome to crop: integration through simulation modeling. Field Crops Research. 90(1):145-163.
Jones, J.W., Hoogenboom, G., Porter, C.H., Boote, K.J., Batchelor, W.D., Hunt, L.A., ... and Ritchie, J.T. 2003. The DSSAT cropping system model. European journal of agronomy. 18(3-4): 235-265.
Kheir, A.M., El Baroudy, A., Aiad, M.A., Zoghdan, M.G., El-Aziz, M.A.A., Ali, M.G., and Fullen, M.A. 2019. Impacts of rising temperature, carbon dioxide concentration and sea level on wheat production in North Nile delta. Science of The Total Environment. 651: 3161-3173.
Panda, R.K., Behera, S.K., and Kashyap, P.S. 2003. Effective management of irrigation water for wheat under stressed conditions. Agricultural water management. 63(1): 37-56.
Patel, C., Nema, A.K., Singh, R.S., Yadav, M.K., Singh, S.K., and Singh, S.M. 2017. Evaluation of DSSAT-CERES model for irrigation scheduling of wheat crop in Varanasi region of Uttar Pradesh. Journal of Agrometeorology. 19(2): 120-124.
Soler, C.M.T., Sentelhas, P.C., and Hoogenboom, G. 2007. Application of the CSM-CERES-Maize model for planting date evaluation and yield forecasting for maize grown off-season in a subtropical environment. European Journal of Agronomy. 27(2-4):165-177.
Tan, X., Shao, D., Liu, H., Yang, F., Xiao, C., and Yang, H. 2013. Effects of alternate wetting and drying irrigation on percolation and nitrogen leaching in paddy fields. Paddy and Water Environment. 11(1-4): 381-395.
Tubiello, F.N., Rosenzweig, C., Kimball, B.A., Pinter, P.J., Wall, G.W., Hunsaker, D.J., ... and Garcia, R.L. 1999. Testing CERES-wheat with free-air carbon dioxide enrichment (FACE) experiment data: CO2 and water interactions. Agronomy Journal. 91(2): 247-255.
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 14، شماره 2 - شماره پیاپی 80
خرداد و تیر 1399
صفحه 548-558

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار