تعیین تاریخ کاشت بهینه و شاخص‌های عملکرد و بهره‌وری آب در کشت گندم با مدل CERES-Wheat (مطالعه موردی: حوضه آبریز زاینده‌رود و شمال‌غرب استان اصفهان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

2 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

3 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

هدف از این پژوهش تعیین پتانسیل عملکرد گندم آبی و تاریخ کاشت مناسب در شهرستان‌های مختلف استان اصفهان با استفاده از مدل گیاهی CSM-CERES-Wheat بود، مدل با استفاده از داده‌های هواشناسی برای 63 پروفیل خاک، 18 تاریخ کاشت مختلف و 15 رقم رایج گندم با مدیریت زراعی بدون تنش آب و نیتروژن اجرا شد. متوسط پتانسیل تولید زیستتوده در منطقه مورد مطالعه 99/78±47/26392 کیلوگرم برهکتار، عملکرد دانه 62/442±17/11914 کیلوگرم بر هکتار، بهره‌وری آب (WP)، 11/73±0/1 کیلوگرم بر مترمکعب و بهره‌وری آب آبیاری (WPi)، 30/49±0/2 کیلوگرم بر مترمکعب بود. WP (ورزنه، کبوترآباد و لنجانات) 82/12 درصد بیشتر از مناطق غرب (چادگان، فریدونشهر و فریدن) و WPi برای مناطق غرب 30/16 درصد بیشتر از مناطق شرق بود. سهم آب سبز در تولید در مناطق غرب و شمال غرب استان 31/38 درصد و در مناطق شرق استان 86/18 درصد می‌باشد بنابراین جهت استفاده از ظرفیت آب سبز پیشنهاد می‌شود علاوه بر کاشت در تاریخ‌های مناسب تحت هر شرایطی مناطق غرب و شمال غرب استان اصفهان مناسب‌تر است. تاریخ کاشت مناسب بر اساس اینکه هدف بیشینه کردن شاخص عملکرد یا بهره‌وری آب باشد برای مناطق مختلف متفاوت بود، تاریخ کاشت مناسب برای شهرستان‌های فریدن، فریدونشهر و چادگان 26 شهریور تا 15 مهر، خوانسار و تیران 26 شهریور تا 25 مهر، گلپایگان 5 مهرماه تا 5 آبان، لنجانات، نجف آباد، کبوترآباد و ورزنه 15 مهر تا 25 آبان ماه بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Determining the Optimal Planting Date, Yield and Water Productivity Indicators of Wheat with the CERES-Wheat model (case study: Zayandeh Rud Catchment Area and Northwest of Isfahan Province)

نویسندگان [English]

  • sajad amirhajloo 1
  • Mahdi Gheysari 2
  • Mohammad Shayannejad 3
1 Department of Irrigation,, Collage of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
2 Department of Irrigation, College of Agriculture Isfahan University of Technology Isfahan, 84156-83111 Iran http://gheysari.iut.ac.ir
3 Department of Irrigation, College of Agriculture, Isfahan University of Technology
چکیده [English]

The purpose of this study was to determine the yield potential of winter wheat (Triticum aestivum) in Isfahan province and the appropriate cultivation date in different regions of the province using the CSM-CERES-Wheat plant model. For this purpose, 63 main areas of wheat cultivation were selected and their soil information was entered into the model. The model was run using meteorological data for 63 soil profiles, 18 different planting dates and 15 common wheat cultivars in the province with agronomic management without water and nitrogen stress. Average biomass production potential in the study area was 26392.47± 780.99 kg ha-1, grain yield 11914.17±442.62 kg ha-1, water productivity (WP) 1.73±0.11 kg m-3 and irrigation water efficiency (WPi) was 2.49±0.30 kg m-3. WP of the eastern regions of Zayandehrud basin (Varzaneh, Kabutarabad and lenjanat) was 12.82% higher than the western regions (Fereydunshahr, Fereydan and Chadegan) and WPi for the western regions was 16.30% higher than the eastern regions. In western and northwestern regions of the province, the production portion of green water is 38.31% and in eastern regions of the province is 18.86%. therefore, it is recommended to use the capacity of green water under any conditions in the western and northwest regions in addition to planting on suitable dates. Planting dates varied for different regions depending on whether the goal was to maximize the yield or water productivity index. Suitable planting date was obtained as following: for Fereydan, Fereydunshahr and Chadegan regions 26 September to 15 October, Khansar and Tiran 26 September to 25 October, Golpayegan 5 October to 5 November, Lenjanat, Najafabad, Kabutarabad and Varzaneh 15 October to 25 November.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Green water
  • Water Productivity
  • Irrigation Water Productivity
  • Yield Potential
  • Planting Date

مراجع

اندرزیان، س.ب.، عبدالمهدی، ب.، بنایان، ا.م. و امامی، ی. 1387.  ارزیابی مدل شبیه‌سازی CERES-Wheat در شرایط اقلیمی اهواز. پژوهش‌های زراعی ایران. 6 (1). 21-11.
بی‌نام. 1401. آمار زراعی. عملکرد و سیمای کشاورزی استان و شهرستان‌ها. سازمان جهاد کشاورزی استان اصفهان. https://www.agri-es.ir/Default.aspx?tabid=1927.
بی‌نام. 1400. برنامه ملی سازگاری با کم آبی.  https://www.wsanw.ir.
بی‌نام. 1391. چشم انداز بخش کشاورزی کشور در افق 1404 ه. ش (مصوبه ششمین جلسه شورای راهبری بخش کشاورزی). http://boe.nkj.ir/?partid=4836&indexid=416 .
توفیق، ص.، رحیمی، د. و یزدان‌پناه، ح. 1399. شبیه‌سازی عملکرد، تبخیرتعرق، نیاز آبی و کارآیی مصرف آب گندم با استفاده از مدل CERES-WHEAT-DSSAT در دشت شهرکرد. آب و خاک. 34 (3). 592-579.
حیدری، ن. 1400. بهره‌وری آب گندم در ایران و مقایسه آن با مقادیر چند کشور. پژوهش آب در کشاورزی. 35 (4). 435-421.
خسروی فرد، م.، قیصری،م. و شایانژاد، م. 1400. بهره‌وری آب گندم در دو تاریخ کاشت و مدیریت عرضه محور آب در شرق اصفهان. روابط آب و خاک. 12 (4). 107-93.
دل قندی، م.، اندرزیان، س.ب.، برومند نسب، س.، مساح بوانی، ع.، و جواهری، ا. 1393. ارزیابی مدل CERES-Wheat نسخه DSSAT 4.5 در شبیه سازی رشد، عملکرد و مراحل فنولوژی گندم در شرایط مدیریت‌های مختلف تخصیص آب در مزرعه (مطالعه موردی: شهرستان اهواز). آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 28 (1). 91-82.
رحیمی بدر، ب. 1396. اولویت‌بندی تولید محصولات کشاورزی منتخب با هدف تامین تقاضا در افق چشم انداز توسعه (1404). اقتصاد کشاورزی و توسعه. 25 (97). 157-182.
سعادتی، ز.، دلبری، م.، امیری، ا.، پناهی، م.، رحیمیان، م. و قدسی، م. 1395. ارزیابی مدل CERES-Wheat در شبیه‌سازی عملکرد ارقام گندم تحت تیمارهای مختلف آبیاری. نشریه حفاظت منابع آب و خاک (علمی-پژوهشی) 5 (3). 85-73.
عالی­مقام، س.م.، سلطانی، ا.، وادز، و.، زینلی،. ا. و زند، ا. 1399. عملکرد پتانسیل گندم آبی (Triticum aestivum L.) و تأثیر صفات گیاهی بر آن در شرایط اقلیم کنونی و آینده در سراسر ایران. بوم‌شناسی کشاورزی. 12 (3). 431-413.
فلاح، م.ح.، نظامی، ا.، خزاعی، ح.ر. و نصیری محلاتی، م. 1399. ارزیابی جامع مدل DSSAT-Nwheat در طیف وسیعی از مناطق اقلیمی ایران. بوم‌شناسی کشاورزی. 12 (4). 580-561.
قوام سعیدی نوقابی، س.، یعقوب زاده، م.، شهیدی، ع.، حمامی، ح. و کلانی، م. 1399. ارزیابی مدل DSSATv4. 7 در شبیه‌سازی مراحل فنولوژیکی و عملکرد گندم رقم آنفارم 4 تحت سطوح مختلف آبیاری. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 14 (2). 558-548.
کیانی، ع.، کوچکی، ع.، نصیری محلاتی، م. و بنایان اول، م. 1383. ارزیابی مدل CERES-Wheat در دو نقطه متفاوت اقلیمی در استان خراسان II شبیه سازی فنولوژی و پارامترهای رشد. بیابان. 9 (1). 142-125.
Abdulai, A.L., Kouressy, M., Vaksmann, M., Asch, F. and Giese, M. 2012. Latitude and date of sowing influences phenology of photoperiod‐sensitive sorghums. Journal of agronomy and crop science. 198 (5): 340-348.
Alexandratos, N. and Bruinsma, J. 2012. World agriculture towards 2030/2050: the 2012 revision.
Aziz, M., Tariq, M., Ishaque, W., 2016. Optimization of wheat and barley production under changing climate in rainfed Pakistan Punjab-A crop simulation modeling study. Annals of Arid Zone. 55 (3-4):1-13.
 Camargo, G. and Kemanian, A. 2016. Six crop models differ in their simulation of water uptake. Agricultural and forest meteorology. 220:116-129.
Dhakar, R., Chandran, S., Nagar, S., Visha Kumari, V., Subbarao, A., Bal, S.K. and Vijaya Kumar, P., 2018. Field crop response to water deficit stress: assessment through crop models. Advances in Crop Environment Interaction. 287-315.
Dokoohaki, H., Gheysari, M., Mehnatkesh, A. and Ayoubi, S., 2015. Applying the CSM-CERES-Wheat model for rainfed wheat with specified soil characteristic in undulating area in Iran. Archives of Agronomy and Soil Science. 61:1231-1245.
Duncan, D., 1955. Multiple range range and multiple F test Biometrics 11.
Farid, H., Bakhsh, A., Mahmood-Khan, Z., Ahmad, N. and Ahmad, A., 2015. Calibration and validation of CERES-Wheat (Triticum aestivum) model for simulating fertilizer application rates in management zones. Journal of Agricultural Science. 7 (7):115-127.
Fernández, J., Alcon, F., Diaz-Espejo, A., Hernandez-Santana, V. and Cuevas, M., 2020. Water use indicators and economic analysis for on-farm irrigation decision: A case study of a super high density olive tree orchard. Agricultural Water Management. 237, 106074.
Gheysari, M., Pirnajmedin, F., Movahedrad, H., Majidi, M.M. and Zareian, M.J., 2021. Crop yield and irrigation water productivity of silage maize under two water stress strategies in semi-arid environment: Two different pot and field experiments. Agricultural Water Management. 255, 106999.
Hoogenboom, G., C.H. Porter, V. Shelia, K.J. Boote, U. Singh, J.W. White, W. Pavan, F.A.A. Oliveira, L.P. Moreno-Cadena, J.I. Lizaso, S. Asseng, D.N.L. Pequeno, B.A. Kimball, P.D. Alderman, K.R. Thorp, M.R. Jones, S.V. Cuadra, M.S. Vianna, F.J. Villalobos, T.B. Ferreira, W.D. Batchelor, J. Koo, L.A. Hunt. and J.W. Jones. 2021. Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT) Version 4.8 (DSSAT.net). DSSAT Foundation, Gainesville, Florida, USA.
Jones, J.W., Antle, J.M., Basso, B., Boote, K.J., Conant, R.T., Foster, I., Godfray, H.C.J., Herrero, M., Howitt, R.E. and Janssen, S. 2017. Toward a new generation of agricultural system data, models, and knowledge products: State of agricultural systems science. Agricultural systems. 155: 269-288.
Jones, J.W., Hoogenboom, G., Porter, C.H., Boote, K.J., Batchelor, W.D., Hunt, L., Wilkens, P.W., Singh, U., Gijsman, A.J. and Ritchie, J.T. 2003. The DSSAT cropping system model. European journal of agronomy. 18(3-4): 235-265.
Kheir, A.M., Alrajhi, A.A., Ghoneim, A.M., Ali, E.F., Magrashi, A., Zoghdan, M.G., Abdelkhalik, S.A., Fahmy, A.E., Elnashar, A., 2021. Modeling deficit irrigation-based evapotranspiration optimizes wheat yield and water productivity in arid regions. Agricultural Water Management. 256, 107122.
Liu, P., 2017. The future of food and agriculture: Trends and challenges. FAO.
Lv, Z., Liu, X., Cao, W. and Zhu, Y. 2017. A model-based estimate of regional wheat yield gaps and water use efficiency in main winter wheat production regions of China. Scientific reports. 7(1): 1-15.
Malakar, A., Snow, D.D. and Ray, C. 2019. Irrigation water quality—A contemporary perspective. Water. 11(7):113-131.
Malik, W. and Dechmi, F. 2019. DSSAT modelling for best irrigation management practices assessment under Mediterranean conditions. Agricultural water management. 216: 27-43.
Montgomery, D.C. 2017. Design and analysis of experiments. John wiley and sons.
Ritchie, J., Godwin, D. and Otter-Nacke, S. 1985. CERES-Wheat. A simulation model of wheat growth and development. Texas A and M Univ. Press College Station.
Rong, L.-b., Gong, K.-y., Duan, F.-y., LI, S.-k., Ming, Z., Jianqiang, H., Zhou, W.-b. and Qiang, Y. 2021. Yield gap and resource utilization efficiency of three major food crops in the world–A review. Journal of Integrative Agriculture. 20(2): 349-362.
Schils, R., Olesen, J.E., Kersebaum, K.-C., Rijk, B., Oberforster, M., Kalyada, V., Khitrykau, M., Gobin, A., Kirchev, H. and Manolova, V. 2018. Cereal yield gaps across Europe. European Journal of Agronomy. 101: 109-120
Soltani, A. and Hoogenboom, G. 2007. Assessing crop management options with crop simulation models based on generated weather data. Field Crops Research. 103 (3):198-207.
Zhai, Z., Martínez, J.F., Beltran, V. and Martínez, N.L. 2020. Decision support systems for agriculture 4.0: Survey and challenges. Computers and Electronics in Agriculture. 170, 105256.
Zhang, D., Li, R., Batchelor, W.D., Ju, H. and Li, Y. 2018. Evaluation of limited irrigation strategies to improve water use efficiency and wheat yield in the North China Plain.
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 16، شماره 5 - شماره پیاپی 95
آذر و دی 1401
صفحه 950-962

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار