ارتقای بهره وری مصرف آب در محصول گندم تحت سناریوهای آبیاری مختلف با استفاده از مدل Aquacrop (مطالعه موردی مشهد)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب- دانشکده کشاورزی-دانشگاه فردوسی مشهد

2 - دانشیار گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 گروه مهندسی آب-دانشکده کشاورزی-دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

آب مهم‌ترین عامل محدودکننده برای توسعه کشاورزی در مناطق خشک و نیمه‌خشک محسوب می‌شود. در کشورمان، علاوه بر کمبود آب که مشکلاتی را برای توسعه کشاورزی در پی داشته، عدم استفاده بهینه از آب‌های استحصالی نیز باعث شده است تا محصول کمتری به عمل آید. لذا با توجه به سهم عظیم مصرف آب در بخش کشاورزی و همچنین پایین بودن بهره‌وری آب، انتخاب و به‏کارگیری راهکارهایی در زمینه‌ی بهبود روش‌های آبیاری و بهینه‌سازی مصرف آب در گیاهان، ضروری به‏نظر می‌رسد. در این تحقیق، برنامه‌‏ریزی مدیریت آبیاری برای گیاه گندم توسط مدل بهره‌وری آب محصول (AquaCrop) در مراحل مختلف رشد در شرایط کم آبیاری و بیش آبیاری در شرایط استرس بررسی شده است. با توجه به‏اینکه در برنامه‏ریزی آبیاری در طول دوره رشد، همواره عمق ثابتی از آب به گیاه‏داده می‏شود لذا در این پژوهش باتوجه‏به شرایط آب مورد نیاز گیاه در زمان‏های مختلف، عمق آب آبیاری تغییر یافت. بدین منظور، داده‌های مورد نیاز مدل شامل اطلاعات اقلیمی، گیاهی، مقادیر آبیاری اعمال شده و داده‌های خاک مربوط به گندم به مدل داده شد. سپس با تغییر دور و عمق آبیاری، میزان بهره‌وری آب و مقدار کل ماده خشک گندم ارزیابی شد. حالت بهینه انتخاب شده برای محصول استفاده شده در این پژوهش ،در دور 10 روز و با اعمال اعماق متفاوت آبیاری، با بهره‏وری 19/20 کیلوگرم بر متر مکعب به‏دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Improvement of Water Consumption prouctivity in Wheat Cultivars Under Different Irrigation Scenarios Using Aquacrop Model (Mashhad Case Study)

نویسندگان [English]

  • Marjan Ghoochanian 1
  • Hossein Ansari 2
  • Mohammad Fashaee 3
1 Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad
2 Associate Professor of Water Engineering Department, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad ., Mashhad., Iran
3 Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Water is the most important limiting factor for the development of agriculture in arid and semi-arid regions. In our country, in addition to water scarcity, which has caused problems for agricultural development, the lack of optimal use of extractive water has led to a lower yield. Therefore, considering the huge share of water use in agriculture and the low water productivity, it is considered necessary to select and apply methods for improving irrigation methods and optimizing water use in plants. Come In this research, irrigation management planning for wheat plant has been investigated using AquaCrop water productivity model at different stages of growth under low irrigation and irrigation under stress conditions. Due to the fact that irrigation planning during the growth period always has a constant depth of water to the plant. Therefore, in this study, due to the water requirements of the plant at different times, the depth of irrigation water was changed . For this purpose, the required data of the model including climatic, vegetation data, applied irrigation amounts and wheat data were given to the model. Then, by changing the distance and depth of irrigation, water productivity and total dry matter of wheat were evaluated. The optimum selection for the product used in this research was obtained at 10 days intervals by application of different irrigation depths with a yield of 19.19 kg / m3.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dry material
  • low irrigation
  • Wheat
  • Planning
امیری، ا.، بحرانی، ع.، خورسند، ا. ، حق‏جو، م. 1394. ارزیابی مدل AquaCrop پیش‏بینی عملکرد دانه و بیوماس گندم، تحت تنش کم‏آبی . نشریه دانش آب و خاک. 25. 2/4: 217-229.

انصاری، ح.، میر لطیفی، س.، فرشی، ع.ا. 1385. تاثیر کم آبیاری بر عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت زودرس. مجله علوم آب و خاک. 20. 2: 338-348.

بابازاده، ح.، سرائی تبریزی، م.1391. ارزیابی مدل AquaCrop تحت شرایط مدیریت کم آبیاری سویا. مجله آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 26. 2: 329-339.

سالنامه آماری بخش کشاورزی استان خراسان رضوی سال 1393. سازمان جهاد کشاورزی خراسان رضوی. آبان ماه 1394.

خلیلی، ن.، داوری، ک.، علیزاده، ا.، کافی، م.، انصاری، ح. 1393. شبیه‏سازی عملکرد گندم دیم با استفاده از مدل گیاهی آکواکراپ، مطالعه موردی ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم سیساب، خراسان شمالی. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 28. 5: 930-939.

علیزاده، ح. ع.، نظری، ب.، رمضانی اعتدالی، ه.، حانباز، ح. ر. 1389، ارزیابی مدل AquaCrop در مدیریت کم‏آبیاری گندم در منطقه کرج. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 4. 2: 373-283.

کریمی اورگانی، ح.، رحیمی خوب، ع.، نظری فر، م.ح. 1396، ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه سازی زیست توده جو در شرایط کم آبیاری. مجله پژوهش آب در کشاورزی. 30. 3: 341-353.

نخجوانی‏ مقدم، م. م.، قهرمان، ب.، داوری، ک.، علیزاده، ا.، دهقانی سانیچ، ح.، توکلی، ع. ر. 1395. افزایش بهره‏وری بارش برای گندم دیم در شرایط مدیریت برتر زراعی و آبیاری محدود در بالا دست حوضه کرخه. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 30. 3: 301-315.

هاشمی نیا، س.م. 1383. مدیریت آب در کشاورزی. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ اول.

Araya, A., Kisekka, I. & Holman, J. 2016. Evaluating deficit irrigation management strategies for grain sorghum using AquaCrop. Irrigation Science, 346: 465-481.

Doorenbos,J and Kassam,A.H .1979. Yield response to water. Irrig and Drainage paper no.33. FAO, Rome.

Heng, L.K., Evett,S.R., Howell,T.A and Hsiao,T.C. 2009. Calibration and testing of FAO AquaCrop model for maize in several locations. J. Agron., 101:488–498.

Hsiao T. C.,Heng L., Steduto P., Rojas-Lara B., Raes D. and FereresE.2009. AquaCrop – the FAO crop model to simulate yield response to water: III. Parameterization and testing for maize. Agronomy Journal, 101.3:448–459.

Raes D, Steduto P, Hsiao TC and Fereres E (2012). Reference manual AquaCrop, FAO, Land and Water Division, Rome, Italy.

Raes D., Steduto P., Hsiao T.C., and Fereres E. 2009. AquaCrop-The FAO crop model for predicting yield response to water: II. Main algorithms and software description. Agron. J. 101: 438–447

Steduto P., Hsiao T.C., Raes D., and Fereres E. 2007. On the conservative behavior of biomass water productivity. Irrig. Sci. 25:189–207.

Steduto P., Hsiao T.C., Raes D., and Fereres E. 2009. AquaCrop—the FAO Crop Model to Simulate Yield Response to Water: I. Concepts and Underlying Principles. Agron. J. 2009 101: 426–437

Steduto P., Hsiao T.C., Fereres E. and Raes D. 2012. Crop yield response to water. FAO Irrig. And Drain. Paper No. 66.

Tavakoli, A.R., Mahdavi Moghadam, M. and Sepaskhah, A.R. (2015). Evaluation  of the AquaCrop model for barley production under deficit irrigation and rainfed condition in Iran. Agricultural Water Management 161, 136-146.

Todorovic, M., Albrizio, R., Zivotic, L., Saab, M.T.A., Stockle, C. and Steduto, P. (2009) Assessment of Aqua Crop, CropSyst, and WOFOST models in the simulation of  sunflower growth under different water regimes. Journal of Agronomy. 101.3: 509–521