بررسی اثر تاریخ کشت بر برنامه‌ریزی آبیاری تناوبی در اراضی شالیزاری با استفاده از مدل SWAP (مطالعه موردی: دشت آستانه- کوچصفهان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب- دانشکده علوم کشاورزی- دانشگاه گیلان- رشت- ایران

2 گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان

3 گروه مهندسی آب، دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان

چکیده

با توجه به کمبود منابع آب، افزایش بهره‌وری آب در کشت گیاه استراتژیک و پرمصرف برنج اهمیت به‌سزایی دارد. تاریخ نشاء‌کاری و برنامه آبیاری از عوامل مهم در افزایش بهر‌ه‌وری آب مورد استفاده در کشت برنج محسوب می‌شوند. هدف از این پژوهش بررسی اثر تاریخ نشاء‌کاری بر برنامه‌ریزی آبیاری و عملکرد برنج و ارائه یک راهکار قابل قبول برای تعیین تاریخ نشاء‌کاری مناسب با توجه به شرایط آب و هوایی و خصوصیات مزرعه است. برای این منظور مدل SWAP در محدوده دشت آستانه-کوچصفهان با داده‌های سه مزرعه برنج رقم هاشمی واسنجی و در دو مزرعه دیگر اعتبارسنجی شد. شاخص‌های ضریب تبیین بیش‌تر از 98/0 و RMSE-N کم‌تر از 10 درصد نشان داد مدل از دقت قابل قبولی برای شبیه‌سازی برخوردار است. مدیریت مناسب آبیاری تناوبی در تاریخ‌های نشاء‌کاری 1، 5، 10، 15، 20 و 25 اردیبهشت ماه با استفاده از مدل به ‌دست آمد. نتایج نشان داد تاریخ نشاء‌کاری اول اردیبهشت در سال مورد بررسی (1390) به دلیل بهره‌وری آب بر حسب آب آبیاری مناسب‌ترین تاریخ نشاء‌کاری بود. در این تاریخ نشاء‌کاری تخلیه مجاز رطوبتی 9 درصد و دوره تناوب آبیاری 7 روزه پشنهاد شد. همچنین در این دشت بیشترین و کم‌ترین درصد تخلیه مجاز رطوبتی در خاک رسی و رسی لومی شنی به ترتیب 15 و 2 درصد به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation the Effect of Transplanting Date on Intermittent Irrigation Planning in Paddy Fields Using SWAP Model (Case Study: Astaneh-Kochesfahan Plain)

نویسندگان [English]

  • Maryam Navabian 1
  • Mehrnaz Heydarian 2
  • Majid Vazifeh dost 3
1 Water Engineering Department, Faculty of Agricultural Science, University of Guilan, Rasht, Iran
2 of Water Eng. Dep., Agricultural Sciences Faculty, University of Guilan
3 Water Eng. Dep., Agricultural Sciences Faculty, University of Guilan
چکیده [English]

Due to the lack of water resources, increasing of the water productivity index in a strategic and high water consuming cultivation like as rice is getting more important. Planting date and irrigation program are important factors in increasing the productivity of rice. This study investigates the effect of transplanting date on irrigation programe and rice yield and provides an acceptable strategy for determining the appropriate planting date with respect to climatic conditions and field characteristics. Therefore, SWAP model was calibrated in the Astaneh-Koushfahan plain with data of three paddy fields (Hashemi variety) and validated with data of two other paddy fields. The R2 index greater than 0.98 and RMSE-N less than 10% indicated that the model had acceptable accuracy for rice growth simulation. After validation, the optimummanagement of intermittent irrigation was obtained in planting dates 1, 5, 10, 15, 20 and 25 May. The results showed that in 2011 1 May was the suitable planting date due to higher irrigation water productivity. At this date, 9% allowable moisture depletion and 7 days irrigation intervals were proposed. Also, in this plain, the maximum and minimum moisture allowable depletion was 15 and 2%, respectively in clay and sandy loamy clay soil texture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Intermittent irrigation
  • Moisture allowable depletion
  • Transplanting date
  • irrigation interval
اسدی، ر.، رضایی، م. و معتمد، م.ک. 1383. راه‌حل ساده برای مقابله با خشک‌سالی‌ها در شالیزارهای مازندران، فصل‌نامه علمی-ترویجی خشکی و خشک‌سالی کشاورزی. 4: 90-87.
اعلایی بازکیایی، پ.، امیری، ا.، کاظمی، ح. و رضایی، م. 1398. تاثیر تاریخ کاشت و دور آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد برنج (Oryza sativa L.) در شهرستان رشت. پژوهش آب در کشاورزی. 33 (2): 298-283.
امیری، ا.، رضایی، م. یزدانی، م. و رضوی‌پور، ت. 1386. ارزیابی کاربرد مدل SWAP جهت پیش‌بینی عملکرد برنج در شرایط خشکسالی، اولین همایش سازگاری با کم‌آبی. 2-5 بهمن، تهران.
آقاجانی، م.، نوابیان، م. وظیفه دوست، م. و رضایی، م. 1392. مقایسه شبیه سازی- بهینه یابی بهره وری آب با دوره ثابت و متغیر آبیاری برنج رقم هاشمی در رشت. پژوهش آب در کشاورزی. 27 (4): 623-635.
آقاجانی، م. 1396. کاربرد مدل‌های SWAT و SWAP در مدیریت آبیاری برنج بر اساس ویژگی‌های آب، خاک و زه‌آب در شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود، رساله دکترا آبیاری زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.
آقاجانی، م. 1390. بهینه‌سازی مدیریت آبیاری تناوبی برنج با استفاده از تلفیق مدل SWAP و الگوریتم ژنتیک. پایان‌نامه کارشناسی ارشد آبیاری زهکشی، دانشگاه گیلان.
بابایی فینی، ا.، قاسمی، ا. و فتاحی، ا. 1393. بررسی اثر تغییر اقلیم بر روند نمایه‌های حدی بارش ایران زمین. نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. 1 (3): 103-85.
تابعی، م.، برومندنسب، س. سلطانی محمدی، ا. و نصراللهی، ع.ح. 1394. شبیه سازی توزیع شوری درخاک تحت آبیاری قطره‌ای تیپ با آب شور با استفاده از مدل SWAP. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 29 (3):603-590.
ثابتی، ع.، و جعفرزاده کنارسر، م. 1385. بررسی اثر تاریخ، تراکم و آرایش کاشت بر عملکرد برنج. مجله کشاورزی. 8 (2): 22-13.
شرکت سهامی آب منطقه‌ای گیلان. 1392. گزارش ادامه مطالعه دشت‌‌های دارای شبکه سنجش کمی و کیفی محدوده مطالعاتی آستانه-کوچصفهان، شرکت مهندسین مشاور طولا رود گیل.
شرکت سهامی آب منطقه‌ای گیلان. 1395. بانک آمار سطح آب چاه‌های محدوده‌ی مطالعاتی آستانه-کوچصفهان از سال 94-81، سایت آب منطقه‌ای گیلان www.glrw.ir.
شهیدی، ع، و احمدی، م. 1391. آموزش تصویری مدلSWAP. انتشارات کلک زرین. 168 صفحه.
رضایی، م. و نحوی، م. 1382. اثر دور آبیاری بر مقدار مصرف آب و عملکرد برنج در گیلان. مجموعه مقالات یازدهمین همایش کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. تهران. شماره 83: 240-233.
رضایی، م. 1394. برآورد تاثیر تغییرات میزان کاربرد آب آبیاری بر بهره‌وری آب در سطح وسیع با استفاده از ترکیب داده‌های ماهواره‌ای و مدل DSSAT. رساله دکترا آبیاری زهکشی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.
علیزاده، م.ع. و عیسی‌وند، ح. ر. 1385. برنج در مصر، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. 200 صفحه.
کریمی، م.، ستوده، ف. و رفعتی، س. 1397. تحلیل روند تغییرات و پیش‌بینی پارامترهای حدی دمای سواجل جنوبی دریای خزر. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. 18 (48): 79-93.
کشاورزی، م.ح. 1378. بررسی اثر تراکم بوته و تاریخ نشاءکاری بر روی عملکرد و اجز ای عملکرد ارقام محلی برنج . پایان‌نامه کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد جیرفت.
دواتگر، ن. 1393. بانک داده، پهنه‌بندی و بسته‌های مدیریت حاصلخیزی خاک‌های استان گیلان، سایت موسسه تحقیقات برنج کشور http://berenj.areeo.ac.ir.
موسوی، ی. 1387. شناسایی مراحل رشد گیاه برنج. سایت برنج www.berenge.com.
مهدوی، ف. و پورعزیزی، م. 1382. مصرف بهینه آب در برنج. سایت برنج. www.berenge.com
نوابیان، م.، آقاجانی، م. وظیفه‌دوست، م. و رضایی، م. 1390. ارائه رژیم بهینه آبیاری برنج تحت تنش شوری با استفاده از مدل SWAP، نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 25 (6):1420-1413.
وزارت جهاد کشاورزی. 1395. آمارنامه کشاورزی، جلد اول: محصولات زراعی.
Amiri, E., and Rezaei, M. 2010. Evaluation of Water-Nitrogen Schemes for Rice in Iran, Using ORYZA2000 Model, Communications in Soil Science and Plant Analysis. 4: 2459–2477.
Bouman, B.A.M., Kropff, M.J., Tuong, T.P., Wopereis, M.C.S., Ten Berge, H.F.M., and Van Laar, H.H. ORYZA2000: Modeling Lowland Rice. International Rice Research Institute, and Wageningen University and Research Centre, Los Baños, Philippines and Wageningen, Netherlands. 235 pp.
Confalonieri, R., Gusberti, D., and Acutis, M. 2006. Comparison of WOFOST, Cropsyst and WARM for simulating rice growth (Japonica type – short cycle varieties), Italian Journal of Agro Meteorology. 7-16.
Confalonieri, R., Acutis, M., Donatelli, M., Bellocchi, G., Mariani, L., Boschetti, M., Stroppiana, D., Bocchi, S., Vidotto, F., Sacco, D., Grignani, C., Ferrero, A., and Genovese, G. 2005. WARM: A scientific group on rice modelling, Ital. Journal of Agrometeorol. 2: 54–60.
Confalonieri, R., Bellocchi, G., Boschetti, M., and Acutis, M. 2009. Evaluation of parameterization strategies for rice modeling. Spanish Journal of Agricultural Research. 7(3): 680-686.
Dagalo Hatiye, S., Hari Prasad, K.S., and Ojha, C.S.P. 2017. Water balance and water productivity of rice paddy in unpuddled sandy loam soil, Sustainable Water Resources Management. 3(2): 109-128.
Diepen, C.A., Rappoldt, C., Wolf, J., and van Keulen, H. 1988. Crop growth simulation model WOFOST. Documentation version 4.1, Centre for World Food Studies, Wageningen, The Netherlands. 299 pp.
Facon, T. 2006. Water management in rice in Asia: some issue for the future, http://www.fao.org/docrep/003/x6905e/x6905e0f.htm.
FAO. 2012. Harmonized World Soil Database (version 1.2), Food Agriculture Organization, Rome, Italy and ILASA, Laxenburg, Austria (webarchive.iiasa.ac.at/Research/LUC/External-World-soil-database/HTML/).
Feddes, R.A., Kowalik, P.J., and Zaradny, H. 1978. Simulation of field water use and crop yield, John Wiley and Sons, New York.
Gauch, H.G., Hwang, J.T.G., and Fick, G.W. 2003. Model evaluation by comparison ofmodel-based predictions and measured values. Agronomy Journal. 95: 1442–1446.
Jamieson, P.D., Porter, J.R., and Wilson, D.R. 1991. A test of the computer simulationmodel ARC-WHEATI on wheat crops grown in New Zealand. Field Crops Research. 27: 337-350.
Jalota, S.K., Singh, K.B., Chahal, G.B.S., Gupta, R.K., Chakraborty, S., Sood, A., Ray, S.S., and Panigrahy, S. 2009. Integrated effect of transplanting date, cultivar and irrigation on yield, water saving and water productivity of rice (Oryza sativa L.) in Indian Punjab: Field and simulation study. Agricultural Water Management 96: 1096–1104.
Jonubi, R., Verdinejad, V.R., and Salemi, H. 2018. Enhancing field scale water productivity for several rice cultivars under limited water supply, Paddy and Water Environment. 16: 125-141.
Iranian Space Agency. 2014. Development of a rice monitoring system supporting agricultural and environmental management for Caspian zone, using remotely sensed data and geographic information system.
Kroes, J.G., and Van Dam, J.C. 2003. Reference Manual SWAP version 3.03. (Ed), Alterra report: Alterra Green World Research, MI: Wageningen University and Research Centre. 773. 211 pp.
Liu, H., Genard, M., Guichard, S., and Bertin, N. 2007. Model-assisted analysis of tomato fruit growth in relation to carbon and water fluxes. Journal of Experimental Botany. 58(13): 3567-3580.
Maas, E.V., and Hoffman, G.J. 1977. Crop salt tolerance-current assessment. Journal of the Irrigation and Drainage Division. 103(2): 115-134.
Moriasi, J.G., Arnold, M.W., Van Liew, R.L., Bingner, R.D., Harme, M., and Veith, T.L. 2007. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations, Trans. ASABE. 50(3): 885-900.
Mukesh, I., Singh, R.K., Prasad P.D., and RAM, A. 2013. Effects of different transplanting dates on yield and quality of basmati rice (Oryza sativa) varieties. Indian Journal of Agronomy.58(2): 256__258.
Raes, D., Steduto, P., Hsiao, T.C., and Fereres, E. 2009. AquaCrop – the FAO crop model to simulate yield response to water: II. Main algorithms and software description Agron. 101: 438-447.
Singh, R., Van Dam J.C., and Feddes, R. A. 2006. Water productivity analysis of irrigated crops in Sirsa district, India. Agricultura Water Management. 82: 253-278.
Van Dam, J.C. 2000. Field-scale water flow and solute transport. SWAP model concepts, parameter estimation, and case studies. PhD-thesis, Wageningen University, The Netherlands. Available at: http://edepot.wur.nl/121243
Van Genuchten, M., Leij, N., and Yates, S. 1991. The RETC code for quantifying the hydraulic functions of unsaturated soils, Report NO. EPA/600/2-91-065. Ada. Okla. U.S. Environmental protection Agency, Kerr, R.S. Environmental Research laboratory.
Vories, E., Stevens, W.G., Rhine, M., and Straatmann, Z. 2017. Investigating irrigation scheduling for rice using variable rateirrigation, Agricultural Water Management. 179: 314-323.