پهنه‌بندی برنامه‌بندی آبیاری گندم زمستانه در استان فارس با استفاده از اطلاعات بارندگی(استوکاستیک)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

2 استاد بخش آبیاری دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

3 استادیار بخش مدیریت مناطق بیابانی دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

4 دانشیاربخش آبیاری دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

چکیده

گندم یکی از محصولات عمدۀ استان فارس می­باشد و برنامه­بندی صحیح آبیاری آن باعث افزایش راندمان آبیاری و در نتیجه امکان استفاده بهینه از منابع آب می­گردد.آبیاری گندم زمستانه به­دلیل تطابق فصل کشت و رشد محصول با فصل بارندگی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. لذا در این تحقیق، با استفاده از مدل دوجزئی(زنجیره مارکوف و تابع توزیع گاما) مقدار روزانه بارش در دراز مدت شبیه‌سازی گردید. خروجی این مدل به‌عنوان عامل تصادفی و تبخیر – تعرق روزانه گندم به­عنوان عاملی یقینی در ترکیب با معادله بیلان آب خاک در 32 ایستگاه هواشناسی استان فارس، جهت پیش­بینی عمق و تاریخ آبیاری مورد استفاده قرار گرفت. هم­چنین در این پژوهش، بافت خاک غالب در هر ایستگاه و طول دوره­های مختلف رشد گندم در شرایط مختلف آب و هوایی در نظر گرفته شده است. در گام بعدی در یک سطح احتمال مشخص، تاریخ هر کدام از آبیاری­ها و مقدار آبیاری در هر نوبت پیش­بینی گردید. در نهایت، نقشه­های پهنه­بندی هم­احتمال برای پارامترهای شبیه‌سازی ‌شده، توسط نرم‌افزارArc GIS رسم گردید. با توجه به اینکه حساس­ترین مرحله رشد گندم، در مرحله خوشه­دهی و دو هفته پیش از گرده‌افشانی گندم(گلدهی) است، بررسی نتایج اجرای مدل نشان داد که در این مرحله، آبیاری گندم پیش­بینی گردیده است. این نشان داد که در ایستگاه­های موردبررسی، خروجی مدل براساس احتمال در نظر گرفته‌شده، منجر به تنش آبی در گیاه نگردید. با توجه به احتمال 75% نتایج، بیش­ترین تعداد آبیاری مورد نیاز در ایستگاه­های واقع در جنوب، جنوب­شرق و جنوب­غرب استان مشاهده شد. هم­چنین بیش­ترین نیاز آبیاری در ایستگاه­های واقع در جنوب و جنوب­شرق استان مشاهده گردید. تحلیل نتایج با توجه به سطح ریسک­پذیری، در تعیین نیاز آبیاری قابل تخصیص در کشت گندم زمستانه به کار رفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Spatial Irrigation Scheduling for Winter Wheat in Fars Province Using Stochastical Analysis of Rainfall Data

نویسندگان [English]

  • Reiyhaneh sadat Mousavi-Zadeh-Mojarad 1
  • Ali Akbar Kamgar-Haghighi 2
  • Ali Reza Sepaskhah 2
  • Arman Ganji 3
  • Shahrokh Zande-Parsa 4
  • Masoumeh Sadat Hashemi-Tame 1
1 Former Graduate Student, Department of water Engineering, Shiraz University., Shiraz., Iran
2 Professor, Department of Water Engineering, Shiraz University., Shiraz., Iran
3 Assistant Professor, Department of Desert Regions Management. Shiraz University., Shiraz., Iran
4 Associate Professor, Department of Water Engineering, shiraz University., Shiraz., Iran
چکیده [English]

Wheat is one of the most important product in Fars province and accurate irrigation scheduling causes to increase irrigation efficiency and optimal use of water resources. Because, most of rain events occurs during wheat growing period in Fars province, irrigation of winter wheat is important. Therefore, in this study, a simple daily rainfall generator model with two components was used. Stochastic output of this model coupled to a water balance model that used average deterministic ETp values. Irrigation dates and amounts at 32 climatologically stations in Fars province were determined. The model was based on daily water balance approach and used crop and soil data as input. In the next step, a predictive irrigation schedule at selected probability level for irrigation dates developed with Arc GIS. Finally, spatial maps of simulated values under same probability level was drawn. Because wheat is most sensitive to water stress during critical stages of booting and two weeks before pollination, predictive scheduling does not lead to water stress.  The results showed that number of irrigation in southern, west southern and east southern stations in Fars province is higher. Under 75% probability also the highest irrigation requirement was predicted in southern and east southern station. Analyzing the result of model according to certain risk level, is helpful in determining irrigation requirement ofwinter wheat and water resources strategies in Fars province.   
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wheat
  • Irrigation requirement
  • scheduling
  • Stochasti
آرین،ا. 1371. برازش مدل کامپیوتری مدیریت و برنامه بندی آبیاری و تخمین محصول گندم آبی (CRPSM)، پایان نامه کارشناسی ارشد، بخش آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز.
زارعی. 1387. اطلاعات منتشر نشده نقشه­های هم­بافت خاک­های استان فارس، مرکز تحقیقات کشاورزی استان فارس، زرقان.
علیزاده،ا. 1379. اصول هیدرولوژی کاربردی، انتشارات دانشگاه امام رضا (ع)، 622صفحه.
مجیدی،ع.، رضوی،ر.، آشوری،ش.، امامی،ع.، رنجی،ح و همایونی فر،م. 1378. ارتقاء بهره­وری مصرف آب گندم در مراحل رشد و کیفیت دانه، دومین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری زهکشی، دانشگاه شهیدچمران اهواز، اهواز، ایران.
نجمایی،م. 1368. هیدرولوژی مهندسی، انتشارات سارا، چاپ اول، 431 صفحه.
Allen,R.G., Pereira,L.S., Reas,D and Smith,M.1998. Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper. No. 56. FAo. United Nations, Rome, Italy, 300 pp.
Baily,R.J. 1990. Irrigated crop and their Management.Farming Press, Ipswich (UK), 192 pp.
Borg,H and Grimes,D.W. 1986. Depth development of roots with time: An empirical description. Transactions of the ASAE (American Society of Agricultural Engineers). 29: 194-197.
Doorenbos,J and Pruitt,W.O. 1977. Crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper. No.24. FAO. United Nations, Rome, Italy, 144P.
George,A., Shende,S.A and Raghuwanshi,N.S. 2000. Development and Testing of an Irrigation Scheduling Model. Agricultural Water Management, 46: 121-136.
Hess,T.M. 1994. IMS irrigation scheduling program. Unpublished, Silsoe College, UK.
Li,J., Nanaga,S., Li,Z and Eneji,A.E. 2005. Optimization irrigation scheduling for Winter Wheat in North Chin Plain. Agricultural Water Management. 76: 8-23.
Mahbod,M., Sepaskhah,A.R and Monfared,M.2009.Development and application of a computer model for irrigation scheduling and management.Journal ofSciencesand Technology ofAgricultureandNatural Resources water and soil science.13:49.1-11.
Naadimuthu,G., Raju,K and Lee,E.S. 1999. A heuristic dynamic optimization algoritm for irrigation scheduling. Mathematical and computer modeling, 30:160-183.
Razzaghi,F and Sepaskhah,A.R. 2012. Calibration and validation of four common ET0 estimation equations by lysimeter data in semi-arid environment. Archives of agronomy and soil science. 58: 303-319.
Sepaskhah,A.R., Rezaee-pour,Sh and Kmgar- Haghighi,A.A. 2006. Water budget approach to quantify cowpea yield using crop characteristic equation .Journal of  Biosystems Engineering. 95:4. 583-596.
Villalobos,F.G and Fereres,E. 1989. A simulation model for irrigation scheduling under variable rainfall.Transactions of the ASAE (American Society of Agricultural Engineers). 32:1. 181-188.
Zand-Parsa,Sh., sepaskhah,A.R and Ronaghi,A. 2006. Development and evaluation of integrated water and nitrogen model for maize. Agricultural Water Management. 81: 227-256
Zhang,H and Oweis,T. 1988. Water – Yield and Optimal Irrigation Scheduling of Wheat in the Mediterranean Region. Agricultural Water Management. 38: 195-211.