تهیه نقشههای پهنهبندی نیاز آبی سویا در استان مازندران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

پژوهشگر پسا دکتری، گروه مهندسی آب، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

با توجه به کشت سویا در فصول گرم سال و ضرورت تامین آب برای آن، در این تحقیق تهیه نقشه نیاز آبی سویا در استان مازندران مدنظر قرار گرفت. اطلاعات مورد نیاز شامل داده­های اقلیم، گیاه و منطقه موردمطالعه در محیط GIS جمع­آوری شد. تبخیر-تعرق مرجع به روش فائو-پنمن-مانتیث و با استفاده از داده­های 51 ایستگاه هواشناسی محاسبه شد. با تعیین نمودار ضریب گیاهی در مراحل مختلف رشد، نیاز آبی در دوره­های 10 روزه بدست آمد. پس از انجام آنالیز روند و ناهمسانگردی، تابع رفتاری داده­ها با محاسبه نیم­تغییرنمای تجربی و برازش مدل‌های نیم­تغییرنما تعیین شد. درون‌یابی داده­ها با استفاده از روش‌های مختلف زمین­آماری و قطعی انجام شد. خطای درون‌یابی بر اساس شاخص­های ریشه میانگین مربع خطا (RMSE) و ریشه میانگین مربع خطای استاندارد شده (RMSSE) حاصل از ارزیابی متقابل بدست آمد. نقشه­ها نشان دادند که بیش­ترین میزان نیاز آبی در مرداد­ماه و 45/4 تا 26/5 میلی­متر در روز است. مجموع نیاز آبی 511 تا 613 میلی­متر بدست آمد که در مناطق غربی 511 تا 560 و در مناطق شرقی در بخش­های شمالی 560 تا 580، بخش­های مرکزی 580 تا 595 و بخش­های جنوبی 595 تا 613 میلی‌متر می­باشد. نتایج با مقادیر سند ملی و کتاب مرجع اختلاف معنی­داری داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Preparation of Spatial Distribution Maps of Soybean Water Requirement in Mazandaran

نویسنده [English]

  • Mohammad Ismaeil Kamali
Postdoctoral Research Fellow, Water Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad Email: kamalipasha@yahoo.com
چکیده [English]

Soybeans are usually grown in warm weather and water supply is necessary for them. Therefore, preparation of soybeans water requirement maps in Mazandaran province was aimed in the current study. The needed information including the characteristics of climate, crop and the study area was formed in GIS. Reference evapotranspiration was computed by using FAO Penman-Monteith method and climatic data from 51 weather stations. By determining crop coefficient curve in the different growth stages, the 10-day soybean water requirement was obtained. After conducting trend and anisotropy analysis, spatial autocorrelation of the data was determined by calculating experimental semivariograms and fitting semivariogram models. Data were interpolated by using different deterministic and geostatistic methods. Interpolations error were determined based on Root Mean Square Error (RMSE) and Root Mean Square Standardized Error (RMSSE) from cross validation technique. Maps showed that the highest soybean water requirement happened in August which was 4.45-5.26 mm/day. Total soybean water requirement was obtained 511 to 613 that was 511 to 560 mm for the western region, followed by 560 to 580 mm for the eastern coastal, 580 to 595 mm for the eastern central and 595 to 613 mm for the eastern south. Resuts had significant difference compared to studied stations in Reference Book and National Water Document.

کلیدواژه‌ها [English]

  • GIS
  • Ordinary Kriging
  • Semivariogram
  • Spatial variation
  • soybean
اسدی،م.ا و  فرجی ا. 1388. مبانی کاربردی زراعت دانه‌های روغنی (سویا، پنبه، کلزا و آفتابگردان). انتشارات آموزش و ترویج کشاورزی.

اکبری نودهی،د. 1391. تأثیر تنش خشکی در مراحل مختلف رشد بر عملکرد و کارایی مصرف آب سویا در مازندران. نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار. 22 . 1: 23-13.

بهبهانی،م.ر.، رحیمی خوب،ع.، نظری فر،م.ه و مومنی،ر. 1387. برآورد مکانی و زمانی نیاز آبی گندم در دوره‌های آبی مختلف با استفاده از روش‌های زمین آماری-مطالعه موردی استان همدان. دومین همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی. اهواز.

بی‌نام. 1378. سند ملی آب کشور (ایران)، نیاز آبی گیاهان، الگوی کشت، راندمان آبیاری، وزارت جهاد کشاورزی.

توانا،ا.، هوشمند،ع.ر و فتحیان،ح. 1390. پهنه‌بندی تبخیر- تعرق مرجع منطقه‌ای با استفاده از تخمینگرهای زمین‌آماری و GIS (مطالعه موردی: استان خوزستان)، اولین کنفرانس ملی هواشناسی و مدیریت آب کشاورزی، تهران.

حسنی پاک،ع.ا. 1377. زمین‌آمار (ژئواستاتیستیک). انتشارات موسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران، چاپ اول، 314ص.

زارع ابیانه،ح.، بیات ورکشی،م.، سبزی پرور،ع.ا و معروفی،ص. 1389. ارزیابی روش‌های مختلف برآورد تبخیر تعرق گیاه مرجع و پهنه‌بندی آن در ایران، مجله پژوهش­های جغرافیای طبیعی. 74: 110-95.

شریفان،ح و قهرمان،ب. 1385. بررسی روند تغییرات مکانی و زمانی تبخیر-تعرق در استان گلستان با استفاده از سیستم GIS. دومین کنفرانس مدیریت منابع آب. اصفهان.

 شهابی­فر،م.، کوچک­زاده،م.، محمدزاده،م و میرلطیفی،س.م. 1383. استفاده از روش‌های زمین‌آماری در تعیین نیاز آبی چغندرقند در استان تهران. چغندرقند. 20. 2: 147-133.

ضیاء تباراحمدی،م. 1374. بررسی و مقایسه روش­های برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل در استان مازندران، مجله نیوار، شماره 28، 53-40.

 عیوضی،م و مساعدی،ا. 1390. بررسی الگوی گسترش مکانی بارش در سطح استان گلستان با استفاده از مدل‌های قطعی و زمین‌آماری، نشریه آب و خاک، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. 26. 1: 64-53.

فرشی،ع.ا.، شریعتی،م.ر.، جاراللهی،ر.، قائمی،م.ر.، شهابی­فر،م و تولائی،م.م. 1376. برآورد آب موردنیاز گیاهان عمده زراعی و باغی کشور. جلد اول (گیاهان زراعی). انتشارات نشر آموزش کشاورزی وابسته به معاونت آموزش و تجهیز نیروی انسانی سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، چاپ نخست.

قربان­زاده نقاب،م.، بابایی،ح.ر.، رسام،ق.ع.، دادخواه،ع.ر و خوشنود یزدی،ا. 1392. پاسخ عملکرد، اجزای عملکرد، محتوای پروتئین و روغن دانه ارقام سویا به تغییر تاریخ کاشت در منطقه شیروان. مجله به­زراعی کشاورزی. 15. 2: 41-31.

قلی زاده،ح. عبادزاده،ح.ر.، حاتمی،ف.، حسین پور،ر.، محیطی،ض.، فضلی استبرق،م.، رضایی،م.م.، عرب،ح.، کاظمی فرد،ر.، فضلی،ب.، عبدشاه،ه.، سفیدی،ه.، رفیعی،م و کاظمیان،ا. 1395. آمارنامه محصولات زراعی (سال زراعی 95-1394 ). انتشارات وزارت جهاد کشاورزی (معاونت برنامه ریزی و اقتصادی، مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات)

گنجی زاده،ر.، برومندنسب،س.، سلطانی محمدی،ا و گنجی زاده،ح. 1392. تعیین تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از روش‌های درون‌یابی و مقایسه آن با روش‌های تجربی (مطالعه موردی: استان گلستان)،  اولین همایش ملی بحران آب، اصفهان.

وفاخواه،م.، محسنی ساروی،م و اونق،م. 1388. مقایسه روش‌های زمین آمار در برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل (مطالعه موردی: حوزه آبخیز دریاچه نمک). مجله پژوهش های آبخیزداری. 22. 2 (پیاپی 83):39-30.

Abayomi,A.Y. 2008. Comparative growth and grain yield response of early and late soybean maturity group to induced soil moisture stress at different growth stage. World journal of agrigucltural science. 4.1:71-78.

Allen,R.G., Pereira,L.S., Raes,D., Smith,M. 1990. Crop evapotranspiration. Irrigation and Drainage Paper No.56. F.A.O. Rome. Italy.

Boken,V.K., Hoogenboom,G., Hook,J.E., Thomas, D.L., Guerra,L.C and Harrison,K.A. 2004. Agricultural water use estimation using geospatial modeling and a geographic information system. Agricultural Water Management. 67: 185–199.

Cambardella,C. A., Moorman,T.B., Novak,J.M., Parkin,T.B., Karlen,D.L., Turco,R.F and Konopka,A.E. 1994. Field-scale variability of soil properties in central Iowa soils. Soil Science Society of America Journal 58:1501-1511.

Doorenbos,J and Kassam,A.H. 1979. Yield response to water. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 33, FAO, Rome, Italy, 193 pp.

Isaaks,E.H and Srivastava,R.M. 1989. An Introduction to Applied Geostatistics. Oxford University Press. NewYork. P.561.

Johnston,K., Ver Hoef,J. M., Krivoruchko,K and Lucas,N. 2003. ArcGIS9: Using ArcGIS Geostatistical Analyst, The ESRI guide to ArcGIS Analyst. ESRI, 380 New York Street, Redlands, CA 92373-8100, USA.

Li,J., Heap,A.D. 2008. A Review of Spatial Interpolation Methods for Environmental Scientists. Geoscience Australia Press, Australia, P.137.

Matheron,G. 1963. Principles of geostatistics. Economic geology. 58: 1246-1266.

Matheron,G. 1965. La Theorie des Variables Regionalisees et ses Applications. Massson, Paris.

Motz,D.S and Searcy,S.W. 1993. Interpolation Methods for Spatially Variable Data. ASAE Paper. 93-3561:1-12.

Nalder,I.A and Wein,R.W. 1998. Spatial interpolation of climatic normals: Test of a new method in the Canadian boreal forest. Journal of Agricultural Forest Meteorology. 92.4: 211-225.

Oliver,M.A and Webster,R. 2014. A tutorial guide to geostatistics: computing and modeling variograms and kriging. Catena. 113: 56-69.

Rosenberg,N.J. 1969. Advective Contribution of Energy, Utilized in Evapotranspiration by Alfalfa in the East Central Great Plain. Agricultural Meteorological. 6: 179-184.

Sousa,V and Pereira,L.S. 1999. Regional Analysis of Irrigatoin Water Requirement Using Kriging Application to Potato Crop (Solanum tuberosum L.) at Tras-os-montes. Journal of Agricultural Water Management. 40: 221-233.

Tong,L., Kang,S and Zhang,L. 2007. Temporal and spatial variations of evapotranspiration for spring wheat in the Shiyang river basin in northwest China. Journal of Agricultural Water Management. 87.3: 241–250.

Webster,R and Oliver,M.A. 2001. Geostatistics for environmental scientists. John Wiley and Sons, Chichester, England. 271 pp.

Weiss,E.A. 2000. Oil seed crops. Blackwell Science Ltd. 165-205.

Wilcox,J.R and Frankenberger,E.M. 1987. Indeterminate and determinate soybean responses to planting date. Agronomy Journal. 79: 1074-1078.

Yang,J., Liu,Q., Mei,X., Yan,C., Ju,H and Xu,J. 2013. Spatiotemporal Characteristics of Reference Evapotranspiration and Its Sensitivity Coefficients to Climate Factors in Huang-Huai-Hai Plain, China, Journal of Integrative Agriculture. 12.12: 2280-2291.