پیش‌بینی رطوبت و شوری نیمرخ خاک در مزارع ذرت‌دانه‌ای و کنجد با استفاده از مدلSWAP در شرایط مدیریت زارعین (مطالعه موردی منطقه لارستان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

چکیده

در این تحقیق عملکرد مدل SWAP در شبیه­سازی رطوبت و شوری نیمرخ خاک در شرایط مدیریت زارعین، در یک منطقه خشک واقع در منطقه لارستان در استان فارس، بررسی و ارزیابی شد. برای این منظور اطلاعات مزرعه­ای از قبیل رطوبت، شوری خاک، پارامترهای گیاه، خاک و هواشناسی، کمیت و کیفیت آب آبیاری از مزارع پایلوت ذرت­دانه­ای و کنجد طی سال زراعی 92-1391 اندازه­گیری و مدل تحلیل حساسیت، واسنجی و صحت­سنجی گردید. ارزیابی عملکرد مدل براساس شاخص­های آماری نشان داد که مدل از دقت بسیار بالا در تخمین رطوبت و شوری نیمرخ خاک برخوردار است. متوسط ریشه میانگین مربعات خطای برآورد رطوبت و شوری برای ذرت دانه­ای به ترتیب 9/1 درصد حجمی و 29/0 دسی­زیمنس بر متر و برای کنجد به ترتیب 8/1 درصد حجمی و 63/0 دسی­زیمنس بر متر به­دست آمد. متوسط شاخص NSE برای پیش­بینی شوری خاک در مزرعه ذرت دانه­ای 89/0 و برای مزرعه کنجد 90/0 به­دست آمد. این شاخص در پیش­بینی رطوبت خاک در مزرعه ذرت دانه­ای و کنجد به­ترتیب 77/0 و 79/0 محاسبه گردید. به­منظور پیش­بینی شوری و رطوبت نیمرخ خاک در شرایط شوری آب آبیاری، SWAP یک مدل دقیق و مناسب می­باشد.  

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Prediction of Soil Profile Water Content and Salinity in Sesame and Maize Fields by SWAP Model under Farmers Management Conditions (Case Study Larestan Region)

نویسندگان [English]

  • Ali Asghar Bamdad 1
  • Vahid Reza Rezaverdinejad 2
  • Ali Asghar Ghaemi 3
1 M.Sc. Graduated of Irrigation and Drainage Engineering, Department. of Water Eng., Urmia University., Urmia., Iran
2 Assistant Professor, Department. of Water Engineering, Urmia University., Urmia., Iran
3 Associate Professor, Department. of Water Engineering, Shiraz University ., Shiraz., Iran
چکیده [English]

In this research the performance evaluation of SWAP model was investigated for simulating of soil water content and salinity under farmers management in an arid region located in Larestan region in Fars province. For this reason, all field experimental data such as soil water content, soil salinity, crop and soil parameters, meteorological parameters and quality and quantity of irrigation water were measured from Sesame and Maize pilot fields, for 2012-2013 periods and model was sensitivity analyzed, calibrated and validated. Performance evaluation based on statistic indices indicated that the model has a high accuracy in simulating of soil water content and salinity. The estimation average of root mean squares errors of soil water content and salinity were calculated for Maize, 0.019 (cm3cm-3) and 0.29 dS/m, respectively and for Sesame 0.018 (cm3cm-3) and 0.63 dS/m, respectively. The average of NSE for soil salinity obtained for Maize and Sesame 0.89 and 0.90, respectively. The NSE calculated for prediction of soil water content to Maize and Sesame, 0.77 and 0.79, respectively. So as for predicting of soil salinity and soil water content, with saline irrigation water, SWAP is a precision and appropriate model.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Performance Evaluation
  • Water balance
  • Solutes Balance
  • Larestan Plain
  • Simulation Model

ابطحی،ع. 1380. واکنش نهال دو رقم پسته نسبت به مقدار و نوع شوری خاک در شرایط گلخانه. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 5 2: 93-101.

جلینی،م.، کاوه،ف.، پذیرا، ا.، پاره­کار،م. و عابدی،م. 1384. برآورد رطوبت در محدوده توسعه ریشه چغندرقند با استفاده از مدل LEACHM. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، ۱۲ ۵: 28-38.

کیانی،ع.ر و همایی،م. 1386. ارزیابی مدل  SWAPدر شبیه­سازی انتقال آب و املاح در نیم­رخ خاک. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، 8 1 : 13-30.

Ben Asher,J., Van Dam,J., Feddes,R.A and Jhorar,R.K. 2006. Irrigation of grapevines with saline water II: Mathematical simulation of vine growth and yield, Journal of Agricultural Water Management, 83: 22-29.

Bonfante,A., Basile,A., Acutis,M., De Mascellis,R., Manna,P., Perego,A and Terribile,F. 2010. SWAP, CropSyst and MACRO comparison in two contrasting soils cropped with maize in Northern Italy. Agricultural Water Management. 97:1051-1062.

Brandyle,T., Szaty,L., Gnatow,S and Tomasz,O. 2005. Examination of SWAP suitability to predict soil water conditions in a field Peat-Moorsh soil, Department of environmental improvement, Warsaw Agricultural University, Poland.

Droogers,P., Akbari,M., Torabi,M and Pazira,E. 2000a. Exploring field scale salinity using simulation modeling, Example for Rudasht area, Esfahan Province, Iran. IAEIR-IWMI Research Report 2, 16 p.

Droogers,P., Salemi,H.R and Mamanpoush,A.R. 2000b. Exploring basin scale salinity problems using a simplified water accounting model: The example of Zayandeh Rud basin, Iran. IAERI-IWMI Research Report 5.

Eitzinger,J., Trnka,M., Hosch,J., Zalud,Z and Dubrovsky,M. 2004. Comparision of CERES, WOFOST and SWAP models in simulating soil water content during growing under different soil conditions, Ecological Modeling, 171.3: 223-246.

Feddes,R.A., Kowalik,P.J and Zaradny,H. 1978. Simulation of field water use and crop yield. Pudoc. Wageningen, 189.

Huygen,J., Van Dam,J.C and Kroes,J.G. 2000. Introduction to SwapGui, the Swap 2.0 Graphical User Interface. Unpublished manual. Wageningen, etherlands. DLO-Staring Centre and Wageningen Agricultural University. 98p. Record No: H 23829.

Kroes,J.G and Van Dam,J.C. 2008. Reference manual SWAP version 3.2. Alterra Green World Research, Wageningen, Report 1649, Availabel at: www.alterra.nl/models/swap.

Liu,H.F., 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.

Marinov,D., Querner,E and Roelsam,J. 2005. Simulation of water flow and nitrogen transport for a Bulgarian experimental plot using SWAP and ANIMO models, Journal of Contaminant Hydrology, 77: 145-164.

Mass,E.V and Hoffman,G.J. 1977. Crop salt tolerance current assessment. Journal of Irrigation and Drainage Division, ASCE, 103.2: 115-134.

Mostafazadeh-fard,B., Mansouri,H., Mousavi,S.F and Feyzi,M. 2009. Effects of Different Levels of Irrigation Water Salinity and Leaching on Yield and Yield Components of Wheat in an Arid Region. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 135.1: 32-38.

Moriasi,D.N., Arnold,J.G.,  Van Liew,M.W., Bingner,R.L., Harmel,R.D. Veith,T.L. 2007. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Soil and Water Division of ASABE. 885-900.

Mualem,Y. 1976. A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media. Water Resource Research, 12: 513–522.

Postel,S. 1996. Forging a sustainable water strategy, Brown, R. L. State of the world 1996, Earthscan Publication Ltd, London. 40-59.

Singh,U.K., Ren,L and Kang,S. 2010. Simulation of soil water in space and time using an agrohydrological model and remote sensing techniques, Agricultural Water Management., 97.8: 1210-1220.

Singh,R. 2004. Simulation on direct and cyclic use of saline waters for sustaining cotton-wheat in a semi-arid area of north-west India. Agricultural Water Management, 66: 153-162.

Skaggs,T.H., van Genuchten,M.Th. Shouse,P.J. and Poss,J.A. 2006. Macroscopic approaches to root water uptake as a function of water and salinity stress. Agricultural Water Management, 86: 140-149.

Van Genuchten,M.Th. 1980. A closed form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal. 44: 892–898.

Vazifedoust,M., Van Dam,J.C., Feddes,R.A and Feizi,M. 2008. Increasing water productivity of irrigated crops under limited water supply at field scale. Agricultural Water Management, 95: 89-102.