Iranian Journal of Irrigation & Drainage

Iranian Journal of Irrigation & Drainage

Determination of Optimal Planting Date Based on Rainfall Distribution during the Rice Growing Season in Guilan Province

Document Type : Original Article

Authors
1 Head of the Applied Meteorology Development Group, Gilan, Iran
2 Research Expert, Research Institute of Meteorology and Atmospheric Science (RIMAS), Tehran, Iran
3 Assistant professor of Meteorology and Atmospheric Sience
4 Department of water engineering, La.C., Islamic Azad University, Lahijan, Iran
Abstract
Irregular rainfall often causes water shortages, resulting in reduced plant growth and grain yield. This study aimed to identify the optimal transplanting time to maximize rainfall utilization during the rice growing season. To identify the most suitable probability distributions for estimating precipitation during the rice growing season in Guilan Province, data from seven synoptic stations over a 30-year period (1991–2020) were analyzed. Daily precipitation was aggregated into 10-day cumulative intervals from Farvardin 1 to Shahrivar 30 (March 21–September 22), forming 18 decades. Box plots were generated based on statistical analysis to assess probabilistic variations in precipitation. The results showed that the Johnson SB distribution, with Kolmogorov–Smirnov (K-S = 0.11119) and Anderson–Darling (A-D = 0.49044), had the best fit for rainfall during the rice growing season in Guilan Province. The highest average rainfall with a 50% probability occurred in the second and third decades of September, measuring 56.4 mm and 61.2 mm, respectively. At the 75% probability level, rainfall during these periods is expected to be less than 100 mm and 99 mm, respectively. In the third decade of April, coincides with transplanting in very early-planted fields, rainfall with a 75% probability is expected to be less than 48 mm. Given the negative impact of rainfall in late August and September on the harvesting process, late planting is not recommended. Overall, the occurrence of adequate rainfall in spring and early summer creates favorable conditions for rice cultivation and management. Therefore, it is recommended that rice transplanting in Guilan province be conducted in early May for early-planted fields (with a 75% probability of receiving less than 43 mm of rainfall for early-planted fields) and in mid-May for fields with timely planting schedules(with a 75% probability of receiving less than 24 mm of rainfall for timely-planted fields).
Keywords

اسعدی اسکویی، ا.، موسوی بایگی، م. یزدانی، م. علیزاده، ا. و زهد قدسی، م.ج. 1396. اثر عمق غرقابی بر دمای آب و خاک در شالیزار(مطالعه موردی: رشت). هواشناسی کشاورزی. 1(5): 48-56.
اصفهانی، م.، ندیمی دفرازی، م.ح. و اعلمی، ع. 1393. اثر زمان کاشت بر خصوصیات مورفولوژیک، عملکرد و اجزای عملکرد سه رقم برنج(Oryza sativa L.) در شرایط آب و هوایی روبار. تحقیقات غلات، 3 (4): 471-483.
اعلایی بازکیایی، پ.، کامکار، ب. امیری، ا. کاظمی، ح. و رضایی، م. 1398. تأثیر تاریخ کاشت و دور آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد برنج(Oryza sativa L.) در شهرستان رشت. پژوهش آب در کشاورزی. 33 (2): 283-297.
جهانتیغ، م.، کاراندیش، ف. و دلبری، م. 1395. تحلیل اثرات تقویم کشت بر نیاز آبی گندم در استان سیستان و بلوچستان در شرایط تغییر اقلیم. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 10(4): 489-498.
زینالی، ب.، مینایی، س. و فروتن، م. 1401. بررسی آماری و همدیدی بارش­های فوق سنگین استان گیلان. مطالعات علوم محیط زیست. 7 (4): 5695-5682.
شمسی پور، ع. ا.، صادقی، ح. محمدی، ح. و کریمی، م. 1401. رابطه فضایی متغیرهای اقلیمی با عملکرد برنج و گندم (مطالعه موردی: سواحل جنوبی خزر). تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. ۹ (۴) :۱۷۹-۱۹۴.
صادقی، ح.، محمدی، ح. شمسی پور، ع. ا. بازگیر، س. کریمی، م. و صوفی زاده، س. 1401. تحلیل آماری-فضایی تغییرات عملکرد برنج، گندم و جو در سواحل جنوبی خزر. تحقیقات اقتصاد و توسعه کشاورزی ایران. 53 (3): 627-645.
کاظم­نژاد، ز.، فرج­زاده اصل، م. و برنا، ر. 1396. تحلیل تغییر­پذیری عملکرد محصول برنج با رویکرد تغییرات اقلیمی(مورد مطالعه: استان گیلان). فصل­نامه جغرافیای طبیعی. 10 (38): 64-48.
ناصری تهرودی، م. و رمضانی، ی. 1397. تحلیل فراوانی خشکی رودخانه با استفاده از توزیع­های آماری رایج و پیشرفته، مطالعه موردی: رودخانه­های غرب دریاچه ارومیه. نشریه علمی-پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز. 10(3): 317-304.
مدیری،ا.، براری تاری، د. امیری، ا. نیک­نژاد، ی. فلاح، ه. و خزایی، م. 1397. ارزیابی و برآورد میزان تبخیر و تعرق گیاه برنج در استان­های شمالی کشور. جغرافیا(برنامه­ریزی منطقه­ای). 9 (1): 572-561.
موسوی بایگی، م.، اسعدی اسکویی، ا. یزدانی، م. ر. و علیزاده، ا. 1396. اثر عمق غرق آبی بر تلفات تبخیر از سطوح شالیزاری. پژوهش­های حفاظت آب و خاک. 24 (1): 221-235.
Ahmad, M.J. and Choi, K.-S. 2021. Climate-Induced Perspective Variations in Irrigation Schedules and Design Water Requirements for the Rice–Wheat System. Agronomy. 11(10): 2006. https://doi.org/10.3390/agronomy11102006
Aryal, S. 2012. Rainfall and water requirement of rice during growing period. The Journal of Agriculture and Environment. 13: 1-5.
Asadi Oskouei, E., Delsouz Khaki, B., Lopez-Baeza, E., Kouzegaran, S., Navidi, M.N., Haghighat, M., Davatgar, N. and Lopez-Baeza, E. 2022. Mapping climate zones of Iran using hybrid interpolation methods. Remote Sensing. 14 (11):1-21.
Barati, M.K., Manivasagam, V.S., Nikoo, M.R., Saravanane, P., Narayanan, A. and Manalil, S. 2022. Rainfall Variability and Rice Sustainability: An Evaluation Study of Two Distinct Rice-Growing Ecosystems. Land. 11 (8): 1242.
Belal Hossain, M., Roy, D., Hasan Mahmud, M., Chandra Paul, P., Shetara Yesmin, M. and Kumar Kundu, P. 2021. Early transplanting of rainfed rice minimizes irrigation demand by utilizing rainfall. Environmental Systems Research. 10 (34): 1-11.
Chen, H., Wu, Y.C., Cheng, C.C. and Teng, C.Y. 2023. Effect of climate change-induced water deficit Stress on long-term rice yield. PLoS ONE. 18(4): e0284290.
Gao, S., Gu, Q., Gong, X., Li, Y., Yan, S. and Li, Y. 2023. Optimizing water-saving irrigation schemes for rice (Oryza sativa L.) using DSSAT-CERES-Rice model. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2: 142-151.
He, J., Ma, B. and Tian, J. 2022. Water production function and optimal irrigation schedule for rice (Oryza sativa L.) cultivation with drip irrigation under plastic film‑mulched. Scientific Reports. 12:17243.
Hussain, S., Mubeen, M., Nasim, W., Fahad, S., Ali, M., Ehsan, M.A. and Raza, A.2023. Investigation of Irrigation Water Requirement and Evapotranspiration for Water Resource Management in Southern Punjab, Pakistan. Sustainability. 15 (3): 1768.
Limsakul, A. and Singhruck, P. 2016. Long-term trends and variability of total and extreme precipitation in Thialand. Atmosphere Research. 169: 301-317.
Mahmood, N., Ahmad, B., Hassan, S. and Bakhsh, K. 2012. Impact of temperature and precipitation on rice productivity in rice-wheat cropping system of PUNJAB province. The Journal of Animal & Plant Sciences. 22(4): 993-997.
Majidian, M., Rabiee, M., Alizadeh, M. and Kavoosi, M. 2021. Evaluation of energy use efficiency and greenhouse gas emission in rapeseed (Brassica napus L.) production in paddy fields of Guilan province of Iran. Energy. 217(9): 119-411.
Mall, R k., Gupta, A. and Sonkar G. 2017. Effect of Climate Change on Agricultural Crops. Current Developments in Biotechnology and Bioengineering. 10: 23-46.
Shako, O. 2020.  The impact of rainfall variability on rice production in Region Six- Guyana.  Journal of Agricultural Economics, Extension and Rural Development. 8(4): 033-042.
Tozzi, R., Masci, F. and Pezzopane, M. 2020. A stress test to evaluate the usefulness of Akaike information criterion in short-term earthquake prediction. Scientifc Reports. 10(1), 1-9.
Verma, S. 2019.  Impact of weather on rice production in India. International Journal of Advanced Research (IJAR). 7(7): 777-787.
Wei, G., Chen, H., Lin, E., Hu, X., Xie, H., Cui, Y. and Luo, Y. 2023. Identification of Water Layer Presence in Paddy Fields Using UAV-Based Visible and Thermal Infrared Imagery. Agronomy.13 (7), 1932.