ارزیابی مدل‌های AquaCrop و DSSAT در شبیه‌سازی عملکرد و بهره‌وری آب گیاه سیب‌زمینی تحت شرایط مختلف تنش آبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.

2 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

3 عضو هیات علمی بخش آبیاری و زهکشی موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

چکیده

شبیه‌سازی گیاه سیب‌زمینی به محققان کمک می‌کند تا بتوانند برنامه‌ریزی صحیحی در خصوص واکنش این گیاه نسبت به مقدار آب آبیاری داشته باشند. مدلهای AquaCrop و DSSAT به عنوان دو مدل‌ پرکاربرد در این خصوص مطرح هستند ولی تاکنون در شرایط یکسان برای شبیه‌سازی عملکرد و بهره‌وری آب سیب‌زمینی مورد ارزیابی قرار نگرفته‌اند. بر این اساس، در پژوهش حاضر از داده‌های برداشت شده از یک مزرعه واقع در کرمانشاه برای ارزیابی این دو مدل تحت تنش‌های مختلف آب آبیاری استفاده شد. تیمارهای آبیاری مورد بررسی در این تحقیق شامل تأمین 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی سیب زمینی تحت آبیاری قطره‌ای سطحی بود. نتایج نشان داد که هر دو مدل AquaCrop و DSSAT در شبیه‌سازی عملکرد و بهره‌وری آب سیب‌زمینی دچار خطای بیش‌برآوردی شدند. دقت این دو مدل برای شبیه‌سازی عملکرد و بهره‌وری آب در دسته عالی قرار داشت .در مرحله واسنجی، خطای مدل AquaCrop برای شبیه‌سازی عملکرد و بهره‌وری آب سیب‌زمینی به ترتیب برابر با 3/1 تن در هکتار و 22/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. در حالی که مقادیر خطا برای این پارامترها در مرحله صحت‌سنجی به ترتیب برابر با 5/1 تن در هکتار و 23/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. خطای مدل DSSAT در مرحله واسنجی برای شبیه‌سازی عملکرد و بهره‌وری آب به ترتیب برابر با 4/2 تن در هکتار و 34/0 کیلوگرم بر مترمکعب و در مرحله صحت‌سنجی به ترتیب برابر با 61/0 تن در هکتار و 11/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود.مقادیر آماره EF برای عملکرد شبیه‌سازی شده توسط مدل‌های AquaCrop و DSSAT به ترتیب برابر با 92/0 و 98/0 بود.مقادیر این آماره برای بهره‌وری آب این دو مدل به ترتیب برابر با 6/2- و 17/0 تعیین شد.با توجه به این نتایج، کاربرد هر دو مدل AquaCrop و DSSAT برای شبیه‌سازی سیب‌زمینی پیشنهاد می‌شود. گرچه نتایج به دست آمده برای مدل DSSAT دقت و کارایی بهتری داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment the AquaCrop and DSSAT Models in Simulating Potato Yield and Water Productivity under Different Water Stress Conditions

نویسندگان [English]

  • Hamid Neysi 1
  • Aslan Egdernezhad 2
  • Saloome Sepehri 3
1 M.Sc. Student of Irrigation and drainage, Department of Water Sciences and Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
2 Assistant professor, Department of Water Sciences and Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.
3 A faculty member of irrigation and drainage department of Agricultural Engineering Research Institute
چکیده [English]

Simulation of Potato growth helps researchers to plan crop's response to the amount of irrigation water. AquaCrop and DSSAT are the most widely used crop models but have not yet been evaluated under the same conditions for potato simulation. Therefore, in the present study, biennial data collected from a research farm located in Kermanshah, Iran, were used to evaluate these two models under different irrigation water stresses. Irrigation treatments include: 100% supply; T2: 75% supply and T3: 50% water supply in surface drip irrigation. The results showed that both AquaCrop and DSSAT had overestimated errors in simulating potato yield and water productivity (MBE<0). The accuracy of these two models was excellent for simulating yield and water productivity (NRMSE<0.10). In calibration stage, the error of AquaCrop to simulate yield and water productivity of potato water was equal to 1.3 ton.ha-1 and 0.22 kg.m-3, respectively. While the error values for these parameters in the validation stage were equal to 1.5 ton.ha-1 and 0.23 kg.m-3, respectively. DSSAT model error in the calibration stage to simulate water yield and productivity is equal to 2.4 ton.ha-1 and 0.34 kg.m-3, respectively, and in the validation stage is equal to 0.61 ton.ha-1 and 0.11 kg.m-3, respectively. Therefore, both crop models used had acceptable error. The EF values for the yield simulated by AquaCrop and DSSAT models were 0.92 and 0.98, respectively. The EF values for water productivity of these two models were determined to be -2.6 and 0.17, respectively. According to these results, the use of both models for potato simulation is suggested. However, the results obtained for the DSSAT were better accurate and efficient.

کلیدواژه‌ها [English]

  • crop growth model
  • Drip Irrigation
  • Water-driven Model
  • Water requirement
  • water stress