واسنجی و صحت‌سنجی مدل AquaCrop برای شبیه‌سازی عملکرد گندم بهاره تحت تنش همزمان شوری و خشکی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد.

2 دانشیار گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد.

3 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

4 استادیار مدیریت آب و آبیاری، مرکز تحقیقات و توسعه پن هندل، دانشگاه نبراسکا لینکلن.

5 دانشیار گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

doi
10.22092/jwra.2015.103054
چکیده

مدل­های شبیه­سازی رشد گیاه از جمله مدل AquaCrop برای پیش­بینی اثرات آب و شوری بر روی عملکرد دانه، زیست توده و کارایی مصرف آب گیاهان مختلفی توسعه یافته­اند. این مدل­ها برای مناطق مختلف با استفاده از داده­های اندازه­گیری شده در مزرعه واسنجی و صحت­سنجی می­شوند. این مطالعه به منظور اعتبار سنجی مدل AquaCropتحت تنش همزمان شوری و کم­آبی، در دو سال زراعی 89-1388 و 90-1389 بر روی گندم بهاره در مشهد اجرا گردید. از داده­های زراعی سال اول برای واسنجی مدل و داده­های زراعی سال دوم برای صحت­سنجی مدل استفاده شدند. مقادیر متوسط ریشه دوم میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE)، حداکثر خطای نرمال شده (NME)، شاخص سازگاری(d)، ضریب باقیمانده (CRM) و ضریب تعیین (R2) در دو حالت واسنجی و صحت­سنجی (در دو سال) برای عملکرد دانه به ترتیب 3/۱۳ درصد، 1/۳۶ درصد، 95/۰، ۰۷۲/0- و 87/۰ و برای زیست توده به ترتیب ۵۹/12 درصد، 46/۳۴ درصد، 92/۰، ۰۵۷/0 و 77/۰ بدست آمد. همچنین مقادیر متوسط NRMSE، ME، dو CRM برای رطوبت خاک به ترتیب 84/۱۱ درصد، 72/۲۵ درصد، 93/۰و ۰۳۲/0 و برای شوری خاک به ترتیب 25/۲۶ درصد، 5/۵۸ درصد، 91/۰و ۱۲/0- بدست آمد. نتایج نشان داد که عملکرد محصول، زیست توده، کارایی مصرف آب، شاخص برداشت، رطوبت و شوری نیم­رخ خاک برای گندم در شرایط شوری و کم­آبی به خوبی شبیه­سازی شدند هر چند که دقت مدل در شبیه­سازی شاخص برداشت و شوری نیم­رخ خاک کمتر از سایر پارامترها بود. تحلیل حساسیت نشان داد که مدل نسبت به ضریب گیاهی مربوط به تعرق (KC-Tr)، بهره­وری آب نرمال شده (WP*)، شاخص برداشت (HIO)، رطوبت در ظرفیت زراعی، شرایط اولیه رطوبت خاک و دمای هوا حساس­تر از سایر پارامترهاست. هر چند دقت پیش­بینی مدل با افزایش تنش­های شوری و خشکی کمی کاهش یافت اماAquaCrop می­تواند مدلی ارزشمند برای شبیه­سازی عملکرد گندم بهاره و شبیه­سازی رطوبت و شوری در منطقه مشهد باشد. زیرا مدل به پارامترهای ورودی کم نیاز دارد که به آسانی قابل دسترس هستند و یا قابل جمع­آوری می­باشند.