ارزیابی مدل AquaCrop برای شرایط اثر متقابل تنش شوری در مراحل مختلف رشد ذرت (در منطقه قزوین)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران.

چکیده

آگاهی از پاسخ گیاهان به شیوه‌های کاربرد تنش شوری در مراحل رشد، می‌تواند باعث مدیریت بهتر تنش‌ها بشود. این پژوهش در سال 1400 بر روی ذرت رقم سینگل کراس 704، در فضای مینی‌لایسیمتر و در منطقه قزوین انجام شد. آزمایش به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. تیمارهای شوری عصاره اشباع خاک (فاکتور اصلی) در چهار سطح (S1)7/1، (S2)3، (S3)5 و (S4)7 دسی‌زیمنس بر متر به کار برده شدند. تیمارهای مرحله رشد گیاه (فاکتور فرعی) به‌‌صورت یک مرحله‌ای در مراحل (C1) 6برگی، (C2) گل‌دهی، (C3) شیری شدن دانه‌ها و دو مرحله‌ای شامل C1C2، C1C3 و C2C3 تعریف شدند. هدف از پژوهش، شبیه‌سازی عملکرد ذرت با مدل AquaCrop، در شرایط اعمال ناپیوسته تنش شوری در مراحل رشد گیاه بود. برای این منظور، از داده‌های تیمارهای یک مرحله‌ای رشد برای واسنجی مدل‌ AquaCrop و از داده‌های تیمارهای دو مرحله‌ای رشد برای ارزیابی مدل‌ مذکور استفاده شد. در اثر افزایش تنش شوری تا سطح S4، میزان ماده خشک گیاهی از 2/157 گرم به 9/115، 2/53، 7/77، 1/86، 97 و 5/46 گرم در هر بوته برای تیمارهای C1، C2، C3، C1C2، C1C3 و C2C3 رسید. نتایج نشان داد که کاربرد ناگهانی تنش شوری در یک مرحله حساس رشد (مانند گل‌دهی یا شیری شدن دانه‌ها)، باعث ضرر بیشتر نسبت به تیمارهای C1C2 و C1C3 شده است. زیرا یک‌بار اعمال تنش شوری در مرحله 6 برگی (C1) رشد، موجب سازگاری (افزایش آستانه تحمل) گیاه به تنش‌های آتی شد. در ارزیابی مدل AquaCrop آماره‌های CRM، EF، R2، RMSE، NRMSE و ME به‌ترتیب با مقادیر 084/0-، 833/0، 91/0، 05/12، %34/11 و 32/18 بیانگر دقت مناسب مدل در شبیه‌سازی عملکرد ذرت بود. درنتیجه با مدیریت تنش شوری در مراحل رشد گیاه، می‌توان اثرات منفی بر مقدار عملکرد محصول را کاهش داد. از طریق شبیه‌سازی عملکرد با مدل‌ AquaCrop، حالات مختلف کاربرد تنش‌ها قابل ارزیابی خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the AquaCrop Model for Conditions of Interaction Effect of Salinity Stress in Different Growth Stages of Maize (in Qazvin Region)

نویسنده [English]

  • reza saeidi
Dept of Water Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
چکیده [English]

The knowledge of crops response to salinity stress application methods in growth stages, can lead to better management of stresses. This research was done on the S.C 704 maize, in the mini-lysimeter space and in Qazvin region. The experiment was performed factorial and in a completely randomized design. The salinity treatments of soil saturated extract (the main factor) were applied at four levels of 1.7(S1), 3(S2), 5(S3) and 7(S4) dS.m-1. The crop growth stage treatments (sub-factor) were defined as one-stage of 6 leaves (C1), flowering (C2), seeds milking (C3) and two-stages of C1C2, C1C3 and C2C3. The research target was to simulate the maize yield by AquaCrop model, in conditions of pulsed salinity stress application in crop growth stages. The stress application data in one and two growth stages, were used for calibration and evaluation the AquaCrop model, respectively. From S1 to S4 treatment, the crop dry matter was decreased from 157.2 g. plant-1 to 115.9, 53.2, 77.7, 86.1, 97 and 46.5 g. plant-1 in the C1, C2, C3, C1C2, C1C3 and C2C3 treatments, respectively. The sudden application of salinity stress in a sensitive growth stage (C2 and C3 treatments), was caused the more damage relative to C1C2, C1C3 treatments. Because once application of salinity stress in the 6-leaf stage (C1) has caused the crop adaptation to future stresses (increasing the tolerance threshold). In AquaCrop model evaluation, the statistical parameters of CRM, EF, R2, RMSE, NRMSE and ME were equal to -0.084, 0.833, 0.91, 12.05, 11.34% and 18.32, respectively. Those showed good accuracy of AquaCrop model in simulation the maize yield. As a result, by management the salinity stress in crop growth stages, will be reduced the negative effects on the maize yield. With simulation the crop yield by AquaCrop model, different stress application states can be evaluated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Growth stage sensitivity
  • Simulation
  • Yield

مراجع

امیری، ا. و خورسند، ا. 1397. ارزیابی مدل AquaCrop در پیش‌بینی ماده خشک کل و عملکرد دانه ذرت، تحت مدیریت آبیاری و نیتروژن. مجله اکوفیزیولوژی گیاهی. 10(33): 174-185.
بابازاده، ح. و سرائی تبریزی، م. 1391. ارزیابی مدل AquaCrop تحت شرایط مدیریت کم‌آبیاری سویا. مجله آب و خاک. 26(2): 329-339.
بذرافشان، ا.، شرفا، م.، محمدی، م. ح. و ذوالفقاری، ع. ا. 1398. پاسخ ذرت به تنش شوری با استفاده از مدل‌های جذب آب در فصول مختلف. مجله تحقیقات آب و خاک ایران. 50(9): 2171- 2182.  
حسن‌لی، م.، افراسیاب، پ. و ابراهیمیان، ح. 1394. ارزیابی مدل‌های AquaCrop و SALTMED در تخمین عملکرد محصول ذرت و شوری خاک. مجله تحقیقات آب و خاک ایران. 46(3): 487-498.
حیدری‌نیا، م.، برومند نسب، س.، ناصری، ع. ع. و الباجی، م. 1396. ارزیابی مدل AquaCrop در تخمین عملکرد ذرت و شوری خاک تحت شرایط مدیریت‌های مختلف زراعی و آبیاری با آب شور. مجله تحقیقات آب و خاک ایران. 48(1): 50-61.
خلیلی، ن.، داوری، ک.، علیزاده، ا.، کافی، م. و 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.
دهقانی، ا.، کاظمینی، س. ع.، زارعی، م. و علی‌نیا، م. 1396. تأثیر تنش شوری و قارچ میکوریزا بر ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیک گیاه ذرت شیرین. نشریه تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. 7(1): 101- 113.
دهقانی سانیج، ح.، کنعانی، ا. و اخوان، س. 1396. ارزیابی تبخیر-تعرق ذرت و اجزای آن و ارتباط آن‌ها با شاخص سطح برگ در سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی. مجله آب و خاک. 31(6): 1549-1560.
رنجبر، ا.، رحیمی خوب، ع. و ابراهیمیان، ح. 1396. ارزیابی روش نیمه‌کمی مدل AquaCrop برای شبیه‌سازی پاسخ ذرت به کود نیتروژن. مجله آبیاری و زهکشی ایران. 2(11): 286-298.
سرکهکی، ا.، اگدرنژاد، ا. و مینایی، س. الف 1400. تعیین دقت و کارایی دو مدل گیاهی آب‌محور و کربن‌محور برای شبیه‌سازی عملکرد، زیست‌توده و کارایی مصرف آب ذرت. نشریه علوم آب و خاک. 25(1): 141-156.
سرکهکی، ا.، اگدرنژاد، ا. و مینایی، س. ب 1400. ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه‌سازی عملکرد و کارایی مصرف آب در کشت ذرت با مدیریت‌های مختلف آبیاری تحت تنش شوری. مجله پژوهش آب ایران. 15(1): 133-147.
سرکهکی، ا.، اگدرنژاد، ا. و مینایی، س. 1401. تحلیل حساسیت مدلAquaCrop  نسبت به تغییرات پارامترهای رشد گیاه ذرت تحت تنش شوری در روش‌های مختلف آبیاری. مجله آبیاری و زهکشی ایران. 16(4): 727-738.
سعیدی، ر.، رمضانی اعتدالی، ه.، ستوده‌نیا، ع.، کاویانی، ع. و ب. نظری. 1397. تعیین روابط بین عملکرد و ‌تبخیر-تعرق ذرت علوفه‌ای، در شرایط تنش شوری و محدودیت نیتروژن. مجله پژوهش آب در کشاورزی. 32(3): 351-366.
سعیدی، ر.، سلطانی، م.، لیاقت، ع. و ستوده‌نیا، ع. 1398. تأثیر شوری بر عملکرد ذرت در مراحل مختلف رشد. مجله تحقیقات آب و خاک ایران. 50(8): 1975-1983.  
سعیدی، ر. الف 1400. اثر تنش خشکی و شوری در برآورد عملکرد ذرت علوفه‌ای از طریق تبخیر-تعرق دوره‌ای، با استفاده از مدل‌های مختلف. مجله پژوهش آب در کشاورزی، 35(2): 107-122.
سعیدی، ر. ب 1400. جداسازی تبخیر و تعرق در کشت ذرت و بررسی پاسخ آن‌ها به سطوح مختلف آبیاری. مجله تحقیقات آب و خاک ایران، 52(5): 1263-1273.
سعیدی، ر. و ستوده‌نیا، ع. 1400. واکنش عملکرد به تبخیر-تعرق ذرت، تحت تأثیر تنش آبی در مراحل مختلف رشد (در دشت قزوین). مجله تحقیقات آب و خاک ایران، 52(3): 611- 620.
سعیدی، ر.، رمضانی اعتدالی، ه.، ستوده‌نیا، ع.، نظری، ب. و کاویانی، ع. 1400. ارزیابی مدل  AquaCropدر برآورد روند تغییرات رطوبت خاک، تبخیر-تعرق و عملکرد ذرت، تحت تنش‌های شوری و حاصلخیزی. مجله تنش‌های محیطی. 14(1): 195-210.
سعیدی، ر. 1401. تعیین ضریب تنش شوری در مراحل مختلف رشد ذرت علوفه‌ای. مجله پژوهش آب در کشاورزی. 36(1): 75- 92.
ضیائی، غ.، بابازاده، ح.، عباسی، ف. و کاوه، ف. 1393. بررسی عملکرد مدل‌های AquaCrop و CERES-Maize در برآورد اجزای بیلان آب خاک و عملکرد ذرت. مجله تحقیقات آب و خاک ایران. 45(4): 435-445.
محمدی، ح.، ایمانی، ا.، اصغری، م. ر.، طلایی، ع. و عبدوسی، و. 1400. بررسی اثرات تنش شوری آب آبیاری و اسید سالیسیلیک بر عناصر غذایی برگ در سه رقم بادام پیوندی. مجله فرآیند و کارکرد گیاهی. 10(41): 53-75.
مولوی، ح.، محمدی، م.، و لیاقت، ع. 1391. اثر مدیریت آب شور طی دوره رشد بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت دانه‌ای و پروفیل شوری خاک. مجله علوم مهندسی و آبیاری. 35(3): 11-18.
Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D. and Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration. Guidelines for Computing Crop Water Requirements. FAO Irrigation Drainage. 56: 1-326.
Ayers, R. S., and Westcott. D. W. 1985. Water quality for agriculture. FAO irrigation and drainage. 29: 31.
Farooq, M., Hussain, M., Wakeel, A. and Kadambot, H. M. 2015. Salt stress in maize: effects, resistance mechanisms, and management. Institute national de la recherché agronomies (INRA). 35: 461-481.
Nielsen, R. L. 2002. Drought and heat stress effects on corn pollination. Journal of Agronomy (Purdue). 196: 19-25.
Saeidi, R., Ramezani Etedali, H., Sotoodenia, A., Kaviani, A. and Nazari, B. 2021. Salinity and fertility stresses modifies  and readily available water coefficients in maize (Case study: Qazvin region). Journal of irrigation science. 39: 299- 313.
Saeidi, R., Sotoodenia, A. and H. Ramezani Etedali. 2022. Modelling the relationships between the yield and evapotranspiration of maize under salinity stress and nitrogen deficiency. Journal of irrigation and drainage. 1-15
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 17، شماره 4 - شماره پیاپی 100
مهر و آبان 1402
صفحه 743-757

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار