farzin parchami araghi
-
سابقه و هدفاگرچه کنجد از دیرباز محصول مناطق گرم و خشک جنوب کشور بوده است اما ویژگی های زراعی مطلوب و همچنین صرفه اقتصادی زراعت آن به دلیل افزایش شدید قیمت کنجد در چند سال اخیر موجب اقبال برای توسعه کشت این محصول در نیمه شمالی کشور شده است. با این حال کنجد علیرغم داشتن پتانسیل بالا به دلایلی از جمله مدیریت ضعیف زراعی، تنش های محیطی و عدم استفاده از ارقام اصلاح شده از عملکرد پایینی برخوردار است. بنابراین ارقام اصلاح شده کنجد بویژه از نظر مقاومت به ریزش دانه در کنار مدیریت به زراعی صحیح شاید تنها گزینه موجود برای توسعه کشت کنجد در نقاط مختلف کشور باشد. بذر یک ژنوتیپ ناشکوفا کنجد (S29) در سال 1395 وارد کشور شد. بررسی های چند ساله در ارتباط با این ژنوتیپ موید مقاوم به ریزش بودن آن می باشد. با این حال در ارتباط با مدیریت زراعی این ژنوتیپ از جمله آرایش کاشت و تراکم بوته بهینه آن اطلاعاتی در اختیار نیست. به همین منظور آزمایش حاضر طراحی و اجرا گردید.مواد و روش هاآزمایش در مزارع پژوهشی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی مازندران (ساری) و اردیبل (مغان) در سال های 1399 و 1400 اجرا شد. در این آزمایش اثر فاصله بین خطوط کشت30، 45 و 60 سانتی متری و فاصله بوته ها روی خطوط کشت 5، 8، 11 و 14 سانتی متری، با حداقل تراکم 12 بوته در مترمربع تا حداکثر تراکم 67 بوته در مترمربع، بر ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، اجزای عملکرد، عملکرد دانه و درصد روغن ژنوتیپ ناشکوفا کنجد مورد بررسی قرار گرفت. در هر مکان، آزمایش به صورت بلوک های خرد شده (نواری) در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد.یافته هانتایج نشان داد در هر دو منطقه بیشترین ارتفاع بوته از فاصله بین خطوط کاشت 45 سانتی متری و فاصله بین بوته هشت سانتی متری بدست آمد و افزایش تراکم تا 45 بوته در مترمربع موجب افزایش ارتفاع بوته شد اما بیشتر شدن تراکم، ارتفاع بوته را کاهش داد. از طرف دیگر با نزدیک شدن فاصله بین خطوط کاشت و بین بوته ها که مترادف با افزایش تراکم کاشت است از تعداد شاخه فرعی، تعداد کپسول در بوته و تعداد دانه در کپسول در هر دو منطقه کاسته شد. حداکثر عملکرد دانه در منطقه مغان به مقدار 1465 کیلوگرم در هکتار از آرایش کاشت 8×45 سانتی متر بدست آمد هرچند تفاوت معنی داری با عملکرد حاصله از آرایش کاشت 5×45 سانتی متر نداشت. این در حالی است که بیشترین عملکرد دانه در ساری به مقدار 824 کیلوگرم در هکتار از آرایش کاشت 14×30 سانتی متر حاصل شد. نتایج بیانگر آن است که در هیچکدام از مناطق اجرای آزمایش، فاصله عریض بین خطوط کاشت (60 سانتی متر) بیشترین عملکرد دانه را حاصل نکرد. با مشتق گیری از تابع رگرسیونی عملکرد دانه، تراکم بهینه برای منطقه مغان 23 بوته در مترمربع و برای منطقه ساری 31 بوته در مترمربع برآورد شد.نتیجه گیرینتایج نشان داد که ژنوتیپ وارداتی ناشکوفا پتانسیل مطلوبی برای کشت در منطقه ساری ندارد به این دلیل که متوسط عملکرد و حتی حداکثر عملکرد آن در مقایسه با متوسط عملکرد منطقه پایین تر بود. در مقابل در منطقه مغان متوسط عملکرد این ژنوتیپ با متوسط عملکرد منطقه تقریبا برابری داشته و حداکثر عملکرد حاصله از این ژنوتیپ که از آرایش کاشت 8×45 سانتی متر بدست آمد تا 250 کیلوگرم در هکتار از متوسط عملکرد کنجد در منطقه مغان بیشتر بود. بنابراین این ژنوتیپ به دلیل عملکرد دانه مناسب و همچنین کاهش هزینه های زراعت آن ناشی از امکان برداشت مکانیزه پتانسیل مطلوبی برای کشت در این منطقه دارد.کلید واژگان: عملکرد دانه, فاصله بین خطوط کاشت, فاصله بین بوته ها, مقاومت به ریزش دانهBackground and ObjectivesAlthough sesame has traditionally been grown in southern Iran's warm and arid regions, its desirable agronomic traits and economic profitability have led to increased interest in cultivating this crop in the northern regions. However, sesame often exhibits low performance due to poor agronomic management, environmental stress, and limited use of improved varieties. Therefore, the use of improved sesame varieties, mainly those resistant to shattering, along with proper agronomic management, maybe the key to successful cultivation in various parts of the country. The seed of a non-dehiscent sesame genotype (S29) was imported into the country in 2016. Several years of studies related to this genotype confirm that it is resistant to seed shattering. In this regard, the present study was designed and conducted to investigate the effects of planting arrangement and plant density on the performance of a non-dehiscent sesame genotype.Materials and MethodsThe experiment was conducted in research fields located in Mazandaran (Sari) and Ardabil (Moghan) in 2020 and 2021. The effects of three planting row distances (30 cm, 45 cm, and 60 cm) and four plant spacing on the rows (5 cm, 8 cm, 11 cm, and 14 cm), with a minimum density of 12 plants per square meter to a maximum density of 67 plants per square meter, were evaluated in terms of plant height, number of branches, yield components, seed yield and oil percentage of the shattering-resistant sesame genotype. The experiment was set up in a randomized complete block design with split-plot arrangements and three replications in each location.ResultsThe results showed that the highest plant height in both regions was achieved with a row distance of 45 cm and a plant spacing of 8 cm. Additionally, increasing plant density up to 45 plants per square meter resulted in increased plant height, but further increase in density decreased plant height. Decreasing the distance between planting rows and plant spacing, equivalent to increasing planting density, reduced the number of branches, capsules per plant, and seeds per capsule in both regions. The maximum seed yield in the Moghan region (1465 kg/ha) was obtained from the 45×8 cm arrangement. However, there was no significant difference compared to the yield obtained from the 45×5 cm planting arrangement. In contrast, the highest seed yield in the Sari region (824 kg/ha) was achieved with the planting arrangement of 30×14 cm. Based on regression analysis of seed yield, the optimum density was estimated to be 23 plants per square meter for the Moghan region and 31 plants per square meter for the Sari region.ConclusionThe results indicated that the imported non-shattering sesame genotype did not exhibit desirable potential for cultivation in the Sari region due to its lower average yield than the regional average. However, in the Moghan region, this genotype showed a comparable average yield and even higher maximum yield (250 kg/ha) than the regional average, with the highest yield obtained from the 45×8 cm planting arrangement. Therefore, due to its suitable seed yield performance and the potential for mechanized harvesting, this genotype holds promise for cultivation in the Moghan region.Keywords: Plant Spacing, Resistance To Seed Shattering, Row Spacing, Seed Yield
-
با توجه به اهمیت اقتصادی تولید جو در کشور، بررسی حجم آب آبیاری و بهره وری آب برای تولید این محصول استراتژیک ضرورت دارد. به این منظور، حجم آب آبیاری و عملکرد جو در 296 مزرعه منتخب 12 استان (75 درصد سطح زیرکشت آبی و تولید جو در کشور) شامل استان های خوزستان، آذربایجان شرقی، اردبیل، خراسان شمالی، فارس، خراسان رضوی، تهران، سمنان، مرکزی، اصفهان، همدان و قزوین به طور مستقیم اندازه گیری گردید. در انتهای فصل و پس از تعیین میانگین عملکرد محصول جو طی سال زراعی 1400-1399، مقادیر بهره وری آب آبیاری و بهره وری آب کل (آبیاری + بارندگی موثر) در مزارع منتخب جو در هر منطقه تعیین شد. نتایج نشان داد تفاوت عملکرد، حجم آب آبیاری و شاخص های بهره وری آب در استان های یادشده معنی دار بود. حجم آب آبیاری جو در مناطق موردمطالعه از 1900 تا 9300 متر مکعب در هکتار متغیر و میانگین وزنی آن 4875 متر مکعب در هکتار بود. میانگین عملکرد جو در مزارع منتخب از 1630 تا 7050 کیلوگرم در هکتار متغیر و میانگین وزنی آن 3985 کیلوگرم در هکتار بود. بهره وری آب آبیاری نیز در استان های منتخب از 22/0 تا 53/1 متغیر و میانگین وزنی آن 90/0 کیلوگرم تعیین شد. پیشنهاد می شود به منظور کاهش مصرف آب و بهبود بهره وری آب، تحویل آب به مزارع در طول فصل مدیریت شود و حقابه متناسب با نیاز آبی در نظر گرفته شود. استفاده از برنامه ریزی مناسب آبیاری به طور مسلم موجب تلفات آب و افزایش بهره وری در مزارع جو می گردد. برای بهبود بهره وری لازم است تمام نهاده های موثر در تولید بهینه و اقتصادی ازجمله آب، بذر، کود، سم، تجهیزات و ادوات، نیروی انسانی آموزش دیده توجه لازم مبذول گردد.
کلید واژگان: آب مصرفی, آبیاری, بازده کاربرد, تولید جو, کارآیی مصرف آبIntroductionThe basic strategy to mitigate water crisis is to save agricultural water consumption by increasing productivity, which will result in more income for farmers and sustainable production. Due to the economic importance of barley production in the country, it is necessary to study the volume of irrigation water and water productivity to produce this strategic product. Based on extensive field research on irrigation water management and application of different irrigation methods in barley farms, the innovations of this research were: a) measuring water consumed and determining water use efficiency in barley production, b) the up-to-date of the measurements and research findings, c) findings applicability for application in agricultural planning at the national and regional levels, d) the ability to development the findings in barley farms at the national level to improve water use efficiency. The hypotheses of this research are: a) barley irrigation water is various in different regions, b) water applied in barley farms is more than the required one, c) the water use efficiency of barley is different in the main production areas, and d) The applied water of barley is not the same in different irrigation methods. Therefore, the main objective of this study is to determine the water consumed and water use efficiency in barley production; to measure the water applied to barley farms in the main production areas; to compare the water measured in the production areas with the net irrigation requirement; and finally to determine water use efficiency of the barley in the main production areas in the Iran.
Materials and MethodsFor this purpose, the volume of irrigation water and barley yield in 296 selected farms in 12 provinces (about 75% of the area under cultivation and production of barley in Iran) including Khuzestan, East Azerbaijan, Ardabil, North Khorasan, Fars, Khorasan Razavi, Tehran, Semnan, Markazi, Isfahan, Hamedan and Qazvin were measured directly. Farms in the mentioned provinces were selected to cover various factors such as irrigation method, level of ownership, proper distribution and quality of irrigation water. By carefully monitoring the irrigation program of selected farms during the growing season, the amount of irrigation water for barley during one year was measured. At the end of the season and after determining the average yield of barley during the 2020-2021 year, the values of irrigation water productivity and total water productivity (irrigation+effective rainfall) were determined in selected barley farms in each region. The volume of water supplied was compared with the gross irrigation requirements estimated by the Penman-Monteith method using meteorological data from the last ten years, and compared with the values of the National Water Document. Analysis of variance was used to investigate the possible differences in yield, irrigation water and water productivity in barley production.
Results and DiscussionTo assess the reliability of statistical analysis, we evaluated the sufficiency of the number of measurements needed for both the quantity of irrigation water and the ley yield on the farms. Subsequently, we computed statistical indices, such as the mean and standard deviation. The results showed that the number of measurements of irrigation water and barley yield was to be 296 and 283, respectively, which was more than the number of measurements required for irrigation water (41 dataset) and yield (50 dataset). Therefore, the sufficiency of the data for the statistical analysis was reliable. The results showed that the difference in yield, volume of irrigation water and water productivity indices were significant in the mentioned provinces. The volume of barley irrigation water in the studied areas varied from 1900 to 9300 cubic meters per hectare and its average weight was 4875 cubic meters per hectare. The average barley yield in selected farms varied from 1630 to 7050 kg ha-1 and the average was 3985 kg ha-1. Irrigation water productivity in selected provinces ranged from 0.22 to 1.53 and its weight average was 0.90 kg m-3. Average gross irrigation water requirement in the study areas by the Penman-Monteith method using meteorological data of the last ten years and the national water document were 4710 and 4950 cubic meters per hectare, respectively. Irrigation efficiency of barley fields in the country is estimated at 62-65% without deficit irrigation.
ConclusionIn order to reduce water consumption and improve water productivity, it is suggested to manage water delivery to farms during the season and deliver water rights to them according to crops water requirements. To reduce water losses and enhance productivity in the barley farms, it is suggested the application of modern irrigation systems according to the farms conditions with the suitable operation; and modification and improvement of surface and traditional irrigation methods. Note that, water is only one of several necessary and effective inputs in the optimal and economic production of barley. On the other hand, attention should be paid to the optimal application of other inputs including: seeds, fertilizers, equipment and tools etc.
Keywords: barley, Irrigation water, Water Productivity, yield -
در این پژوهش شاخص های حجم آب آبیاری، عملکرد و بهره وری آب محصولات کشاورزی در شرایط مدیریت باغداران برای 195 باغ در قطب های تولید هلو و شلیل کشور شامل آذربایجان شرقی، آذربایجان غربی، مازندران، گلستان، همدان، فارس، مرکزی، قزوین، اردبیل، تهران، البرز و چهارمحال و بختیاری، در سال زراعی1398-1397 اندازه گیری شد. نتایج تحلیل واریانس نشان داد که تفاوت حجم آب آبیاری، عملکرد، بهره وری آب آبیاری و بهره وری آب (آب آبیاری + بارش موثر) در استانهای مذکور در سطح احتمال پنج درصد معنی دار است. میانگین حجم آب آبیاری در استان های مذکور به ترتیب 8617، 7178، 2012، 2842، 6428، 8814، 10806، 8675، 8140، 8568، 8137 و 7763 با میانگین وزنی کشوری 6734 مترمکعب در هکتار بدست آمد. میانگین وزنی عملکردکشوری 20 تن در هکتار اندازه گیری شد. میانگین بهره وری آب آبیاری و بهره وری آب کل کشوری به ترتیب 3.06 و 2.44 کیلوگرم برمترمکعب به دست آمد. همچنین میانگین حجم آب آبیاری باغ های هلو و شلیل در مناطق مورد مطالعه بجز دو استان گلستان و مازندران برای دو روش آبیاری سطحی و قطره ای به ترتیب برابر 9325 و 7098 مترمکعب در هکتار تعیین شد (1%>p). این نتایج نشان داد که با تغییر روش آبیاری از سطحی به قطره ای، حجم آب آبیاری 25 درصد کاهش و بهرهوری آب آبیاری، 34 درصد افزایش یافته است. برای کاهش حجم آب آبیاری و بهبود بهره وری آب ، در شرایط اقلیمی مناسب که آب آبیاری از کیفیت خوبی برخوردار باشد، در صورت رعایت ضوابط فنی طراحی، اجرا و بهره برداری و ملاحظات اقتصادی، استفاده از روش آبیاری قطره ای پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: بهره وری آب, عملکرد هلو و شلیل, روش آبیاری قطره ای, آبیاری سطحیProviding food security in scarcity conditions of water resources requires macro-planning for the supply, allocation and water consumption in different sections such as agricultural section. In Iran, like in other countries of the world, most fresh water resources are consumed in the agricultural sector. In this situation, one of the effective and practical solutions is the optimal use of irrigation water in the agricultural sector, which consumes the most water. The most basic component for optimal irrigation water management in Iran is the awareness of applied water in the production of various agricultural products under the farmers’ management conditions. Therefore, this study was conducted with the aim of appraising irrigation water management indicators such as seasonal applied water, yield , and irrigation water productivity, total water productivity (irrigation water plus plus effective rainfall ) in Azarbayjan Sharghi, Azarbayjan Gharbi, Ardabil, Alborz, Tehran, Chaharmahal and Bakhtiari, Fars, Qazvin, Markazi, Hamedan, Golastan and Mazandaran provinces as peach and nectarine production hubs in Iran.
MethodologyIn this study, a field survey was conducted to measure applied irrigation water and yield under the gardeners’ management in peach and nectarine production hubs. This indicators was measured in 195 gardenes in Azarbayjan Sharghi, Azarbayjan Gharbi, Ardabil, Alborz, Tehran, Chaharmahal and Bakhtiari, Fars, Qazvin, Markazi, Hamedan, Golastan and Mazandaran provinces with different conditions of climates, irrigation methods (surface and drip), salinity of irrigation water and soil; and different peach and nectarine cultivars during growing season 2018-2019. To measuring irrigation water volume, after determining the inflow of water to the garden by carefully monitoring the garden irrigation time and measuring the irrigated area, the volume of irrigation water applied by peach and nectarine trees in each garden was measured. Crop yield was obtained in three consecutive years and their mean was used in the analysis. Irrigation water productivity (WPIrr) and total water productivity (WPIrr+pe) were calcucated as the ratio of yield to applied water and irrigation water plus effective rainfall, respectively. Then, the effect of modern irrigation methods (surface drip irrigation) on applied water, WPIrr and WPIrr+pe were investigated in the study areas. Analysis of variance was used to investigate the possible difference between yield, applied water and WP among the hubs. Data adequacy was assessed by using the method provided by Sarmad et al. (2001)
Results and DiscussionThe results showed that the difference between average volume of water applied by gardeners, yield, WPIrr and WPIrr+pe, in the studied sites were significant at 5% probability level. The average amount of applied water by gardeners in Azarbayjan Sharghi, Azarbayjan Gharbi, Ardabil, Alborz, Tehran, Chaharmahal and Bakhtiari, Fars, Qazvin, Markazi, Hamedan, Golastan and Mazandaran provinces was 8617, 7178, 8140, 8137, 8568, 7763, 8814, 8675, 10806, 6428, 2842 and 2012 m3/ha, respectively, and the average was 6734m3/ha. The yield of peach and nectarine varied from 10 to 50 tons/ha with an average of 20 tons/ha. Irrigation water productivity (WPIrr) varied from 1.6 to 8.6 and its average was 3.06 kg/m3. The average WPIrr+pe for peach and nectarine was 2.44 kg/m3. The results showed that the average applied water for peach and nectarine orchards in the study areas except for Golestan and Mazandaran provinces for surface and drip irrigation methods were 9325 and 7098 m3/ha, respectively, (p<1%). Therefore, in drip irrigation method, applied water was 25% less and WPIrr was 34% higher.
ConclusionsIn general, the results of this study provide useful information on irrigation water management indicators in peach and nectarine production to managers and water decision makers within Iran. Accordingly, in order to reduce the volume of irrigation water and improve peach and nectarine water productivity, it is recommended to use drip irrigation method in suitable climatic conditions where irrigation water is of good quality and the technical criteria of design, implementation, operation, and economic considerations are met. Also, training and application methods to improve the performance of surface irrigation to reduce evaporation and applied irrigation water is recommended.
Keywords: Water productivity Peach, Nectarine yield Drip irrigation Surface irrigation -
ارزیابی عملکرد آبیاری در شرایط واقعی بهره برداری به عنوان نخستین گام در جهت بهبود مدیریت منابع آب کشاورزی محسوب می شود. در این پژوهش، عملکرد فصلی آبیاری هلو و شلیل در شرایط واقعی بهره برداری از طریق پایش 24 باغ واقع در استان اردبیل (شهرستان های پارس آباد و مشگین شهر)، در فصل زراعی 1398-1397 مورد ارزیابی قرار گرفت. مجموع آب کاربردی و بارش موثر فصلی (I + Pe) و عملکرد میوه به ترتیب، بین 280 تا 1675 میلی متر و 00/1 تا 43/32 تن بر هکتار اندازه گیری شد (به ترتیب، با میانگین وزنی 582 میلی متر و 61/14 تن بر هکتار). میانگین نمایه تامین نسبی آبیاری (RIS) برای روش آبیاری قطره ای (25/1) به طور معنی داری (P < 0.05) پایین تر از روش آبیاری سطحی (66/1) بود. اثر سطح مهارت بهره بردار، کشت مخلوط درختان، فواصل کشت درختان، روش آبیاری و خسارت های بیماری/سرمازدگی بر نمایه های بهره وری آب معنی دار (P < 0.05) بود. در باغ های تحت کشت ارقام زودرس، دیررس و ترکیبی از ارقام زودرس و دیررس به ترتیب، 75، 25 و 15 درصد از آب کاربردی فصلی به دوره پس از برداشت میوه اختصاص یافت. خسارت بیماری/سرمازدگی موجب کاهش به ترتیب، 87 و 85 درصدی عملکرد میوه و نمایه بهره وری آب (WPI+Pe) در مقایسه با باغ های فاقد خسارت شدید شد. تحت محدودیت های فنی و اقتصادی فعلی، اکثر باغ های مورد مطالعه مدیریت منطقی (اما با بهره وری پایین) آب آبیاری را تجربه کردند. ارتقای راندمان آبیاری و عملکرد میوه، کنترل خسارت های بیماری/سرمازدگی و اجرای کم آبیاری کنترل شده در دوره های قبل و پس از برداشت میوه موثرترین راهکارهای بهبود نمایه های بهره وری آب در منطقه مطالعاتی است.
کلید واژگان: آبیاری سطحی, آبیاری قطره ای, خسارت پیچیدگی برگ, خسارت سرمازدگی, فائو پنمن-مانتیثIrrigation performance assessments under actual operation conditions are required as a first step toward improving agricultural water management. In this study, the seasonal irrigation performance of peaches and nectarines was evaluated under actual operation conditions by monitoring 24 orchards, in Ardabil Province (Parsabad and Meshginshahr counties), Iran, during the growing season 2018-2019. The total sum of seasonal applied water and effective precipitation (I + Pe) and the fruit yield ranged from 280-1675 mm and 1.00-32.43 ton ha-1 (with a weighted average of 582 mm and 14.61 ton ha-1), respectively. The mean Relative Irrigation Supply index (RIS) for the drip irrigation method (1.25) was significantly (P < 0.05) lower than the surface irrigation method (1.66). The water productivity indicators were significantly (P < 0.05) affected by the orchardist's skill level, interplantion of trees, tree spacing, irrigation method, and disease/frost (DF) damage. Post-harvest period accounted for a mean proportion of 75, 25, and 15% of the seasonal applied water in orchards with early-season, late-season, and mixed early- and late-season cultivars, respectively. DF damage accounted for an 87 and 85% reduction in fruit yield and water productivity (WPI+Pe), respectively, compared to the orchards without severe DF damage. Under the current technological and economic constraints, most of the study orchards experienced a rational (but yet with low productivity) irrigation water management. Improving irrigation efficiency and fruit yield, controlling DF damage, and implementing regulated deficit irrigation during pre- and post-harvest stages are the most effective approaches to improve water productivity indicators in the study area.
Keywords: Drip Irrigation, FAO Penman-Monteith, Frost damage, Leaf Curl Damage, Surface irrigation -
در دست داشتن برآوردهایی معتبر از آب کاربردی فصلی و نمایه های ارزیابی عملکرد آبیاری در شرایط واقعی مدیریت آبیاری و بهره برداری اعمال شده در مزارع، پیش نیاز بهبود مدیریت منابع آب کشاورزی است. در پژوهش حاضر، آب کاربردی فصلی و نمایه های ارزیابی عملکرد آبیاری جو زمستانه در 25 مزرعه تحت مدیریت زارعین واقع در استان اردبیل (شهرستان های اردبیل، نمین، نیر و کوثر)، در فصل زراعی 1400-1399 مورد مطالعه قرار گرفت. نیاز آبی خالص جو در مزارع مطالعاتی در فصل زراعی 1400-1399 و میانگین 10 ساله آن به ترتیب، در دامنه 476 تا 652 و 403 تا 535 میلی متر برآورد شد (به ترتیب، با میانگین 530 و 449 میلی متر). مجموع آب کاربردی و بارش موثر فصلی (I + Pe) و عملکرد دانه جو به ترتیب، بین 266 تا 716 میلی متر و 14/0 تا 07/4 تن بر هکتار اندازه گیری شد (به ترتیب، با میانگین وزنی 475 میلی متر و 33/2 تن بر هکتار). در نتیجه محدودیت دسترسی به آب آبیاری، 3 تا 91 درصد (با میانگین وزنی 52 درصد) از عملکرد مورد انتظار جو آبی در منطقه (5/4 تن بر هکتار) محقق گردید. اثر سطح مهارت بهره برداران، تناوب زراعی، نوع منبع تامین آب آبیاری و روش آبیاری بر نمایه های بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب، معنی دار (P < 0.05) بود. نتایج نشان داد در منطقه مطالعاتی، مزارع با منبع آب سطحی از بیشترین آسیب پذیری نسبت به شرایط خشکسالی، برخوردار هستند. بهبود انعطاف پذیری مدیریت آب در مزارع و کاهش اثرات مخرب روزهای گرم و پرباد در مرحله پرشدن دانه ها، می تواند بهبود نمایه های بهره وری آب را در پی داشته باشد.
کلید واژگان: آبیاری بارانی, آبیاری سطحی, تناوب زراعی, تنش خشکی, فائو پنمن- مانتیثReliable estimates of the seasonal applied water and irrigation performance assessment indicators under current irrigation and farm management are perquisites for improving water resources management. In this study, seasonal applied water and irrigation performance assessment indicators of winter barley were studied by monitoring 25 farms under actual conditions, in Ardabil Province (Ardabil, Namin, Nir and Kosar counties), Iran, during the growing season 2020-2021. The seasonal estimates of the net irrigation requirement during the growing season 2020-2021 and its 10-year average ranged from 476 to 652 mm and from 403 to 535 mm (with a mean of 530 and 449 mm), respectively, over the study farms. The total sum of seasonal applied water and effective precipitation (I + Pe) and the barley grain yield ranged from 266 to 716 mm and from 0.14 to 4.07 ton ha-1 (with a weighted average, WA, of 475 mm and 2.33 ton ha-1), respectively. As a result of limited irrigation water availability, 3-91% (with a WA of 52%) of the intended yield of irrigated barley in the study area (4.5 ton ha-1) was achieved. Physical and economic water productivity indicators were significantly (P < 0.05) affected by farmer's skill level, crop rotation, type of irrigation water source, and irrigation method. The results indicated that farms with surface water supply showed the highest vulnerability to drought periods. Improving the on-farm water management flexibility and mitigating the negative impacts of hot and windy days during the grain filling stage can improve water productivity indicators in the study area.
Keywords: crop rotation, Drought stress, FAO Penman- Monteith, Sprinkler irrigation, Surface irrigation -
در شرایط کنونی محدودیت منابع آب، بهبود بهره وری آب کشاورزی ضرورتی اجتناب ناپذیر است. بنابراین، در دست داشتن برآوردهایی معتبر از مقادیر فصلی آب آبیاری و بهره وری آب در شرایط فعلی مدیریت آبیاری و بهره برداری اعمال شده در مزارع حایز اهمیت است. در پژوهش حاضر، آب کاربردی فصلی و بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب سویا در 29 مزرعه تحت مدیریت زارعین واقع در بخش پایین دست شبکه آبیاری و زهکشی مغان، استان اردبیل، در فصل زراعی 1400-1399 مورد مطالعه قرار گرفت. نیاز آبی خالص سویا در مزارع مطالعاتی در فصل زراعی 1400-1399و میانگین 10 ساله آن به ترتیب، در دامنه 417 تا 719 و 457 تا 797 میلی متر برآورد شد (به ترتیب، با میانگین 539 و 581 میلی متر). مجموع بارش موثر و آب کاربردی فصلی (I + Pe) و عملکرد دانه سویا به ترتیب، بین 3859 تا 7105 مترمکعب بر هکتار و 30/1 تا 80/2 تن بر هکتار اندازه گیری شد (به ترتیب، با میانگین 5664 مترمکعب بر هکتار و 35/2 تن بر هکتار). محدودیت انعطاف پذیری در تحویل آب به مزارع موجب اعمال یک برنامه ریزی آبیاری غیرمنطبق با نیاز آبی گیاه گردید. برآیند اثر عوامل محدود کننده تولید سویا در منطقه مطالعاتی موجب شد حداکثر عملکرد مشاهداتی دانه سویا به طور قابل توجهی پایین تر از عملکرد پتانسیل سویا در دشت مغان (00/4 تن بر هکتار) باشد. عملکرد دانه سویا یک همبستگی درجه دوم با I + Pe را نشان داد. نمایه های بهره وری مجموع آب کاربردی و بارش موثر (WPI+Pe) و بهره وری اقتصادی آب آبیاری (WP$) در مزارع مطالعاتی به ترتیب، بین 33/0 تا 47/0 کیلوگرم بر مترمکعب و 18/21 تا 29/48 هزار ریال بر مترمکعب متغیر بود (به ترتیب، با میانگین 42/0 کیلوگرم بر مترمکعب و 89/39 هزار ریال بر مترمکعب). میانگین راندمان کاربرد اسراییلسن (AE) در مزارع مطالعاتی برای مراحل ابتدایی، توسعه ای و میانی رشد گیاه به ترتیب، برابر با 19، 95 و 100 درصد به دست آمد.
کلید واژگان: تاریخ کشت, تنش خشکی, راندمان کاربرد, فائو پنمن-مانتیث, هیرم کاریDue to limitation of available water resources, improving agricultural water productivity has become an inevitable necessity. Therefore, it is important to have reliable estimates of the seasonal applied water and water productivity under current irrigation and farm management. In this paper, the seasonal applied water and physical and economic water productivity of soybean were studied through monitoring 29 farms under actual conditions located at the tail end region of Moghan irrigation and drainage network, Ardabil Province, Iran, during the growing season 2020-2021. The net water requirement estimates of soybean during the growing season 2020-2021 and its 10-year average ranged from 417-719 mm and 457-797 mm with a mean of 539 and 581 mm, respectively, over the studied farms. The total applied water (irrigation + effective precipitation, I + Pe) and the grain yield ranged from 3859-7105 m3 ha-1 and 1.30-2.80 ton ha-1, with a mean of 5664 m3 ha-1 and 2.35 ton ha-1, respectively. The lack of flexibility in water allocations led irrigation schedule to be not adapted with the crop water requirement. The limiting factors of soybean production in the study area caused the observed maximum grain yield to be significantly lower than the potential level of soybean yield in Moghan plain (4.00 ton ha-1). The soybean grain yield exhibited a quadratic correlation with I + Pe. Total water productivity (WPI+Pe) and economic water productivity (WP$) ranged from 0.33 to 0.47 kg m-3 and 21.18 ´ 103 to 48.29 ´ 103 Rials m-3 with a mean of 0.42 kg m-3 and 39.89 ´ 103 Rials m-3, respectively. The mean Israelsen's application efficiency (AE) over initial, development, and mid-season plant growth stages in the study fields were obtained 19, 95, and 100%, respectively.
Keywords: Application efficiency, Drought stress, FAO Penman-Monteith, planting date, Wet Planting -
سابقه و هدف:
رعایت تاریخ کاشت مناسب در کلزا امکان رشد و نمو کافی را به گیاه زراعی داده و اثرات خسارت زای ناشی از تنش ها را به حداقل می رساند. از طرف دیگر، بارندگی های اوایل پاییز و مشکل تهیه زمین به موقع، در دسترس نبودن زمین به دلیل برداشت کشت های تابستانه مانند بادام زمینی در منطقه مغان باعث تاخیر در تاریخ کاشت به هنگام محصولات پاییزه مانند کلزا می شود. مشکلات تامین آب جهت آبیاری اول برای استقرار و سبز مناسب مزرعه کلزا، حمله آفاتی مانند کک در کشت های کرپه، احتمال خسارت تنش سرما و یخ زدگی و همچنین، افت عملکرد به دلیل برخورد کلزا به تنش خشکی و گرمای آخر فصل به دلیل تاخیر در کاشت از مشکلات عمده زراعت کلزا در منطقه مغان است. در این میان، کشت نشایی کلزا می تواند مشکلات موجود را از میان برداشته و راهکار مناسبی در شرایط مذکور باشد.
مواد و روش هابه منظور ارزیابی زراعی و مقایسه کشت مستقیم و کشت نشایی کلزای بهاره در تراکم های مختلف بوته و در شرایط کشت تاخیری در منطقه مغان، آزمایشی به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در دو سال زراعی 1399-1398 و 1400-1399 اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل کشت مستقیم بذر به عنوان شاهد به میزان 6 کیلوگرم در هکتار، کشت نشایی با تراکم های 20، 30 و 40 بوته در متر مربع هر کدام به دو صورت ریشه لخت و ریشه پر و نیز با یک نشا و دو نشا در حفره کاشت بودند. در طی آزمایش از صفات روز تا شروع گلدهی، روز تا پایان گلدهی، مدت گلدهی، طول دوره رشد، ارتفاع بوته، ارتفاع اولین خورجین از سطح زمین، قطر ساقه، تعداد شاخه فرعی، طول خورجین، قطر خورجین، تعداد خورجین در بوته، تعداد دانه در خورجین، وزن هزاردانه و عملکرد دانه یادداشت برداری شد. همبستگی بین صفات و تجزیه علیت برای بررسی اثرات مستقیم و غیرمستقیم بر عملکرد دانه انجام شد.
یافته هانتایج نشان داد که کشت نشایی به طور میانگین باعث کاهش معنی دار صفات فنولوژیک شروع گلدهی (5/145 درجه روز رشد)، پایان گلدهی (8/207 درجه روز رشد) و طول دوره رشد (9/158 درجه روز رشد) و افزایش مدت گلدهی (6/156 درجه روز رشد) در مجموع سال های آزمایشی شد. همچنین، کشت نشایی باعث افزایش معنی دار در صفات قطر ساقه (8/2 میلی متر)، تعداد شاخه فرعی (3/2)، قطر خورجین (6/0 میلی متر)، تعداد خورجین در بوته (2/158)، تعداد دانه در خورجین (3/3)، وزن هزاردانه (69/0 گرم) و عملکرد دانه (4/1894 کیلوگرم در هکتار) شد. در تیمار شاهد به صورت کشت مستقیم تاخیری، عملکرد دانه در مجموع سال های آزمایشی افت عملکرد 2/62 درصد (7/1150 کیلوگرم در هکتار) در مقایسه با تیمارهای کشت نشایی (1/3045 کیلوگرم در هکتار) از خود نشان داد. با مقایسه میانگین تیمارهای ریشه لخت مشخص شد که تیمار 40 بوته در متر مربع نسبت به تیمارهای 30 و 20 بوته در متر مربع از تعداد خورجین در بوته، وزن هزاردانه و عملکرد دانه بالاتری برخوردار بود و اختلاف معنی داری با آن ها داشت. همبستگی فنوتیپی بین صفات زراعی نشان داد عملکرد دانه با صفات فنولوژیک شروع گلدهی (**90/0-)، پایان گلدهی (**90/0-) و طول دوره رشد (**77/0-) همبستگی منفی و معنی دار و با صفت مدت گلدهی (52/0) همبستگی مثبت اما غیرمعنی دار داشت. نتایج تجزیه رگرسیون گام به گام نشان داد که دو صفت تعداد خورجین در بوته (*241/0) و قطر خورجین (*229/0) به ترتیب بیش ترین تاثیر مستقیم و مثبت معنی دار و صفت پایان گلدهی (**559/0-) بیش ترین تاثیر مستقیم منفی و معنی دار را روی عملکرد دانه داشتند.
نتیجه گیریدر شرایط کشت تاخیری، کشت نشایی ریشه لخت کلزا با تراکم 40 بوته در متر مربع و یک نشا در حفره کاشت نسبت به کشت نشایی ریشه پر و کشت مستقیم دارای برتری از نظر عملکرد دانه و صفات فنولوژیک بوده و قابل توصیه در منطقه مغان است.
کلید واژگان: تجزیه علیت, تراکم کاشت, رگرسیون گام به گام, نشا, همبستگیBackground and objectivesA proper planting date in canola allows the crop to grow sufficiently and minimizes the damaging effects of stress. On the other hand, early autumn rains and the problem of timely farm preparation and unavailability of farm fields due to summer crops such as peanuts in the Moghan region cause delays in planting dates for autumn crops such as canola. Problems such as supplying primary soil water for crop establishment of canola fields, pest damage such as flea beetles in delayed cultivation, the possibility of damage from cold and frost stress, as well as the decline in yield due to canola exposure to drought and heat stress due to delayed planting are the main problems of canola cultivation in the Moghan region. Because of this, canola transplanting can solve the problems and be a good choice in these kinds of situations.
Materials and methodsIn order to agronomic evaluation of direct cultivation and transplantation of spring canola in different plant densities under delayed conditions in the Moghan region, an experiment was conducted as a randomized complete block design with three replications in two cropping years, 2019-2020 and 2020-2021. Experimental treatments included direct sowing of seeds as a control at a rate of 6 kg/ha; transplanting with densities of 20, 30, and 40 plants per square meter, each density with both bare-root transplant and potted-root transplant; and also with one seedling or two seedlings in the planting hole. During the experiment, traits including flowering initiation, flowering completion, flowering period, growth period, plant height, first pod height, stem diameter, branch number, pod length, pod thickness, pod number, seed number per pod, 1000-seed weight, and seed yield were recorded. Correlations among traits and path analysis were performed to investigate seed yield's direct and indirect effects.
ResultsThe results showed that transplanting on average caused a significant decrease in phenological traits such as flowering initiation (145.5 GDD), flowering completion (207.8 GDD), growth period (158.9 GDD), and increased flowering period (156.6 GDD) during the experimental years. Also, transplanting caused a significant increase in stem diameter (2.8 mm), branch number (2.3), pod diameter (0.6 mm), number of pods per plant (158.2), number of seeds per pod (3.3), 1000-seed weight (0.69 g) and seed yield (1894.4 kg/ha). In control treatment as delayed direct sowing, seed yield in total experimental years showed a yield decline of 62.2% (1150.7 kg/ha) compared to transplanting cultivation treatments (3045.1 kg/ha). Comparing the bare-root transplant treatments, it was found that 40 plants per square meter had a higher number of pods per plant, 1000-seed weight, and seed yield than the 30 and 20 treatments and had a significant difference with them. Phenotypic correlation among agronomic traits showed seed yield had a negative and significant correlation with phenological traits: flowering initiation (-0.90**), flowering completion (-0.90**), and growth period (-0.77**) with a positive and non-significant effect on the flowering period (0.52). The results of stepwise regression analysis showed that the number of pods per plant (0.241*) and pod thickness (0.229*) had the most significant direct and positive effects on seed yield, respectively, while flowering completion (-0.559**) had the most negative and significant direct effect on seed yield.
ConclusionUnder delayed conditions, bare-root transplanting of canola with 40 plants per square meter density and one seedling in the planting hole was superior in terms of seed yield and phenological traits compared to potted-root transplanting and direct cultivation and is recommended in Moghan region.
Keywords: correlation, Path analysis, Plant density, Stepwise regression analysis, Transplant -
در پژوهش حاضر، با انجام اندازه گیری های صحرایی در فصل زراعی 1400-1399، آب کاربردی فصلی و بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب سویا در 37 مزرعه با مدیریت زارعین (با سامانه آبیاری شیاری/نواری) در دشت مغان، استان اردبیل ارزیابی شد. در فصل زراعی این پژوهش، میانگین نیاز آبی خالص سویا در مزارع مزبور 542 میلی متر (بین 431 تا 691 میلی متر) و میانگین 10 ساله آن 543 میلی متر (442 تا 671 میلی متر) بود. میانگین کل آب کاربردی (مجموع بارش موثر فصلی و آب آبیاری) در مزارع مزبور 6554 مترمکعب در هکتار (5005 تا 10009 مترمکعب در هکتار) و میانگین عملکرد دانه سویا 2/90 تن در هکتار (2/05 تا 4/12 تن در هکتار) به دست آمد. میانگین کل آب کاربردی در کشت بهاره سویا (7906 مترمکعب در هکتار) به طور معنی داری (P < 0.01) بیشتر از مقدار نظیر آن برای کشت تابستانه (6390 مترمکعب در هکتار) بود. نمایه های بهره وری مجموع آب آبیاری و بارش موثر (WPI+Pe) و بهره وری اقتصادی آب آبیاری (WP$) در مزارع مطالعاتی به ترتیب، با میانگین 24/0 کیلوگرم در مترمکعب و 33/19 هزار ریال در مترمکعب، بین 0/18 تا 0/30 کیلوگرم در مترمکعب و 15/21 تا 62/40 هزار ریال در مترمکعب متغیر بود. عملکرد دانه سویا در بخش عمده مزارع مطالعاتی (70% مزارع) فراتر از حداقل عملکرد قابل انتظار دانه سویا در کشت آبی (2/5 تن در هکتار) بود. نتایج نشان داد با اعمال پنج و سه نوبت آبیاری به ترتیب، برای سویای بهاره و تابستانه، سطح مطلوبی از عملکرد و نمایه های بهره وری آب دست یافتنی است. میانگین نمایه راندمان کاربرد آب طی مراحل رشد سویا در مزارع مزبور در دامنه 50% تا 82% قرار داشت.کلید واژگان: آبیاری جویچه ای, بهره وری اقتصادی آب, نیاز آبی خالص, پنمن-مانتیث فائوIn this study, the seasonal applied water and physical and economic water productivity of soybean were evaluated through monitoring 37 farmers’ fields (with furrow/border irrigation systems) in Moghan Plain, Ardabil Province, Iran, during the 2020-21 growing season. The net soybean water requirement during that growing season and its 10-year mean value ranged from 431-691 mm and 442-671 mm with a mean of 542 and 543 mm, respectively. The mean seasonal total applied water (irrigation + effective precipitation) and the grain yield were 6554 m3 ha-1 and 2.90 ton ha-1, ranging from 5005-10009 m3 ha-1 and 2.05-4.12 ton ha-1, respectively. The mean seasonal total applied water for spring soybean (7906 m3 ha-1) was significantly (P < 0.01) higher than its corresponding value for summer soybean (6390 m3 ha-1). Total water productivity (WPI+Pe) and economic water productivity (WP$) ranged from 0.18 to 0.30 kg m-3 and 15.21 ´ 103 to 62.40 ´ 103 Rials m-3 with a mean of 0.24 kg m-3 and 33.19 ´ 103 Rials m-3, respectively. In most of the studied farms (70% of total cases), the grain yield was higher than the minimum expected threshold for irrigated soybean (2.5 ton ha-1). The results indicated that reasonable levels of grain yield and water productivity indices can be achieved by applying five and three irrigations for spring and summer soybean, respectively. The mean water application efficiency over soybean growth stages in the studied fields ranged between 50-82%.Keywords: FAO Penman-Monteith, Furrow irrigation, Economic Water Productivity, Net water requirement
-
به منظور ارزیابی 38 هیبرید ذرت، آزمایشی در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دو مکان مغان و کرج طی سال زراعی 1399 اجرا شد. ن هیبرید شماره نه (K74/2-2-1-4-1-1-1 × K3640/3) با بیشترین عملکرد دانه و طول بلال به عنوان برترین هیبرید شناسایی شد. همبستگی مثبت معنی دار بین عملکرد دانه با عمق دانه و وزن هزار دانه معنی دار بود. میزان وارثت پذیری برآورده شده بین 01/19 (عملکرد دانه) تا 59/87 (تعداد ردیف دانه در بلال) درصد بود. تجزیه رگرسیون چندگانه نشان داد که صفات تعداد ردیف دانه در بلال و قطر بلال ارتباط مثبت و معنی دار با عملکرد دانه داشت. تجزیه خوشه ای با صفات عملکرد دانه، تعداد دانه در ردیف بلال، تعداد ردیف دانه در بلال، طول بلال، قطر بلال، وزن هزار دانه و عمق دانه، 38 هیبرید ذرت را در چهار گروه متفاوت طبقه-بندی کرد که یکی از گروه ها با دارا بودن هیبرید شماره 26 (KLM81027 × K47/3) و 37 (TWC) به عنوان مطلوب ترین گروه بود. نتایج حاصل از تجزیه پایداری هیبریدهای ذرت در دو منطقه نشان داد که هیبریدهای شماره 4، 9، 13، 15، 19، 20، 23، 25، 32، 37 و 38 دارای بیشترین رتبه عملکرد و پایداری برای مناطق گرم و خشک بودند. براساس یافته های حاصل از این پژوهش چنین به نظر می رسد هیبریدهای گروه فایو 600 می تواند برای کاشت در مناطق گرم و خشک مناسب باشد. به طوریکه هیبرید K74/2-2-1-4-1-1-1 × K3640/3 جزء بهترین و سازگارترین هیبرید بودند.
کلید واژگان: رگرسیون, صفات زراعی, گروهبندی, وراثت پذیری, همبستگیTo study 38 corn hybrids, an experiment based on randomized complete blocks design with three replications at the Moghan and Karj was carried out during the 2020 cropping season. The results showed that there was a significant difference between corn hybrids for grain yield, grains per ear, ear length, rows per ear, 1000-grain weight, ear diameter, and grain depth. Hybrid No. 26 (KLM81027 × K47/3) with the highest yield and ear length was identified as the best hybrid. The correlation between grain yield with grain depth and 1000-grain weight was significant. The heritability value was between 19.01% (grain yield) and 87.59% (row per ear). The regression analysis indicated that rows per ear and ear diameter had positively related to grain yield. Cluster analysis with grain yield, grains per ear, ear length, rows per ear, 1000-grain weight, ear diameter, and grain depth of 38 corn hybrids classified into four different groups, one of which has a hybrid of No. 26 (KLM81027 × K47/3), and No. 37 (TWC647) was the most desirable groups. In addition, hybrids No. 4, 9, 13, 15, 19, 20, 23, 25, 32, 37, and 38 were identified as superior and stable hybrids for cropping in warm dry climates. As a result, it seems that corn hybrids of FAO 600 can be suitable for cropping in warm dry climates, alsothe K74/2-2-1-4-1-1-1 × K3640/3 hybrid was identified as superior and stable.
Keywords: Agronomy traits, Clustering, Correlation, Heritability, Regression -
در پژوهش حاضر، از طریق انجام اندازه گیری های میدانی، میزان آب کاربردی فصلی و بهره وری فیزیکی آب کلزا (Brassica napus L.) در 26 مزرعه تحت مدیریت زارعین (شامل 18، پنج و سه مزرعه به ترتیب، با روش آبیاری شیاری، بارانی سنترپیوت و بارانی کلاسیک ثابت) در سطح دشت مغان (استان اردبیل) طی فصل زراعی 99-1398، مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار فصلی کل آب مصرفی (آبیاری و بارندگی موثر) و عملکرد دانه کلزا به ترتیب، بین 2921 تا 6762 مترمکعب بر هکتار و 00/1 تا 70/3 تن بر هکتار متغیر بود (به ترتیب، با میانگین 4798 مترمکعب بر هکتار و 64/2 تن بر هکتار). نیاز آبی خالص کلزا در مزارع مورد مطالعه طی فصل زراعی 99-1398 و میانگین 10 ساله آن به ترتیب، در دامنه 285 تا 399 و 282 تا 354 میلی متر قرار داشت (به ترتیب، با میانگین 325 و 304 میلی متر). میانگین آب کاربردی فصلی در مزارع با روش آبیاری شیاری (4328 مترمکعب بر هکتار) به طور معنی داری (p < 0.01) بیشتر از مقدار نظیر آن برای مزارع تحت آبیاری بارانی سنترپیوت و کلاسیک ثابت (به ترتیب، 2154 و 2633 مترمکعب بر هکتار) بود. نمایه های بهره وری مجموع آب کاربردی و بارش موثر (WPI+Pe) و بهره وری آب کاربردی (WPI) در مزارع مورد بررسی به ترتیب، بین 28/0 تا 95/0 و 41/0 تا 45/1 کیلوگرم بر مترمکعب متغیر بود (به ترتیب، با میانگین 58/0 و 77/0 کیلوگرم بر مترمکعب). بر اساس نتایج تحلیل رگرسیونی خطی چندمتغیره، عواملی شامل شوری آب آبیاری، تاریخ کشت، تراکم کشت بذر، تاریخ اعمال اولین آبیاری، طول دوره رشد گیاه، وزش بادهای شدید در دوره های زمانی مقارن با زمان برداشت محصول، ارتفاع مزارع از سطح دریا، شدت جریان آب تحویلی، متوسط دور آبیاری و میزان رطوبت و ناخالصی محصول در زمان برداشت به عنوان مهمترین عوامل موثر بر عملکرد دانه کلزا و نمایه های بهره وری آب در دشت مغان شناسایی شد.
کلید واژگان: تاریخ کشت, تراکم کشت بذر, زه آب, عملکرد, فائو پنمن-مانتیثIn this work, the seasonal applied water and physical water productivity of rapeseed (Brassica napus L.) were evaluated through monitoring 26 farmer fields (including 18, five, and three farmer fields with furrow, center-pivot, solid-set irrigation systems, respectively) over Moghan Plain, Ardabil Province, Iran, during the growing season 2019-2020. The rapeseed seasonal water use (irrigation + effective precipitation) and the grain yield value ranged from 2921-6762 m3 ha-1 and 1.00-3.70 ton ha-1, respectively (with a mean of 4798 m3 ha-1 and 2.64 ton ha-1, respectively). The net rapeseed water requirement during the growing season 2019-2020 and its 10-year mean value ranged from 285-399 mm and 282-354 mm, respectively (with a mean of 325 and 304 mm, respectively). The mean seasonal applied water at farmer fields with furrow irrigation (4328 m3 ha-1) was significantly (p < 0.01) higher compared to the farmer fields with center pivot and solid set sprinkler irrigation (2154 and 2633 m3 ha-1, respectively). Total water productivity (WPI+Pe) and irrigation water productivity (WPI) ranged from 0.28 to 0.95 kg m-3 and 0.41 to 1.45 kg m-3, respectively (with a mean of 0.58 and 0.77 kg m-3, respectively). Based on the results of multivariate linear regression analysis, the factors, including irrigation water salinity, sowing date, seeding rate, date of the first irrigation, growth period length, strong winds near harvest time, the latitude of farmer fields, flowrate of delivered water, mean irrigation interval, and rapeseed grain moisture content and impurity rate were recognized as the most important factors affecting the grain yield and the physical water productivity indices.
Keywords: Drainage Water, planting date, seeding rate, Yield, FAO Penman-Monteith -
با وجود قابلیت بالای مدل های زراعی-هیدرولوژیکی مزرعه-مقیاس در شبیه سازی اندرکنش رشد گیاه با انتقال آب و املاح، نتایج حاصل از آن ها در معرض درجات مختلفی از عدم قطعیت قرار دارد. از این رو، تحلیل عدم قطعیت این مدل ها به منظور در دست داشتن برآوردی کمی از درجه استحکام نتایج مدل اهمیت می یابد. در این مطالعه، عدم قطعیت کاربرد توزیعی و زیرروزانه نسخه تصحیح شده ای از مدل SWAP برای یک مزرعه نیشکر با مدیریت ترکیبی زهکشی زیرزمینی آزاد/کنترل شده (واقع در کشت و صنعت نیشکر شعیبیه، خوزستان) از طریق تلفیق روش برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته (GLUE) با گونه یکپارچه سازی شده الگوریتم بهینه سازی رفتار جمعی اجزا (UPSO) مورد ارزیابی قرار گرفت. در روش تلفیقی GLUE-UPSO، نمونه گیری از فضای پارامترهای واسنجی مدل از طریق الگوریتم UPSO و سایر مراحل محاسبات عدم قطعیت بر اساس روش GLUE صورت گرفت. نتایج تحلیل عدم قطعیت مدل حاکی از غیریکتایی قابل توجه پارامترهای واسنجی شده و وجود همبستگی های قوی بین آنها بود. نتایج حاکی از اهمیت استفاده از داده های واسنجی متنوع در کاهش عدم قطعیت شبیه سازی های مدل بود. محدوده های عدم قطعیت پیش بینی 95 درصد (95PPU) محاسبه شده برای مولفه های هیدرولوژی (رطوبت خاک، نوسانات سطح ایستابی و جریان زه آب خروجی از زهکش زیرزمینی)، انتقال املاح (نیم رخ غلظت املاح آب خاک و شوری زه آب) و بیوفیزیکی مدل (شاخص سطح برگ، عملکرد نی و عملکرد ساکارز) به ترتیب، بین 41 تا 87، 18 تا 67 و 75 تا 100 درصد از کل داده های اندازه گیری شده (مشتمل بر هر دو مجموعه داده های واسنجی و صحت سنجی) را با r-factor بین 0.71 تا 1.14، 0.33 تا1.14 و 0.84 تا 0.98 در بر گرفتند. نتایج این مطالعه، موید قابلیت روش تلفیقی GLUE-UPSO در واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مولفه های مختلف مدل SWAP به طور هم زمان و در شرایط تعدد پارامترهای واسنجی بود.
کلید واژگان: برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته, بهینه سازی رفتار جمعی اجزای یکپارچه, شوری, مدل SWAPIntroductionAgro-hydrological models play an important role in water resource management. However, their predictions always suffer from various sources of uncertainty, including model structures, parameters, and input and output data. Model structural uncertainty is caused by the fact that the model cannot perfectly represent the natural processes involved in the studied system. Parameter uncertainty indicates that many model parameters are not directly measurable or can only be obtained with unknown errors. Measurement uncertainty in input and output data is due to unknown measurement errors and incommensurability errors. Hence, it is important to assess the degree of uncertainty involved in agro-hydrologic modeling. The generalized likelihood uncertainty estimation (GLUE) method has been widely used for uncertainty analysis in hydrologic modeling because of its simplicity, ease of implementation, and less strict statistical assumptions about model errors. In GLUE, parameter uncertainty accounts for all sources of the model uncertainty. The drawback of the GLUE is its prohibitive computational burden imposed by its random sampling strategy, which hinders the efficient application of the method. In this study, a hybrid high-dimensional uncertainty analysis method was developed, combining GLUE with an evolutionary optimization algorithm, Unified Particle Swarm Optimization (UPSO), to improve the computational efficiency of the GLUE framework. UPSO is a modification of Particle Swarm Optimization (PSO) that aggregates its local and global variants, combining their exploration and exploitation capabilities without additional objective function evaluations. The hybrid GLUE-UPSO framework was used for uncertainty analysis of SWAP distributed sub-daily agro-hydrological modeling for a sugarcane farming system with combinational free/controlled subsurface drainage management.
MethodsThe source code of the SWAP model was modified and extended to consider the duration of the irrigation events, simulation of sub-daily reference evapotranspiration, sub-daily precipitation interception, ratooning, and implementation of subsurface controlled drainage during the simulation period. The GLUE-UPSO framework was coded in FORTRAN and C++ and integrated into SWAP source code. The developed framework was applied to a dataset collected from a field with a combinational free/controlled (70-cm depth) subsurface drainage management located at Shoaybiyeh Sugarcane Agro-industrial company farms, Khuzestan province, Iran. The simulation was performed from 2010-07-19 to 2011-12-11 (481 days) for planted sugarcane (CP48-103 cultivar). A soil profile of 550 cm depth (depth of impermeable layer) was specified during simulations. The soil profile was divided into two layers. To consider the heterogeneity of irrigation scheduling at different parts of the studied field, the field area ( 21 ha) was divided into ten homogeneous simulation units, termed as hydrotopes. Hydrotopes have similar agro-hydrological properties except for irrigation scheduling. The model was calibrated, using the measured soil moisture profile, soil solute concentration profile, groundwater level, subsurface drainage outflow, drainage outflow salinity, Leaf Area Index (LAI), cane yield, and sucrose yield in a parallel manner. The weighted average of simulated values derived for each hydrotopes was compared with the corresponding measured data. Totally, 45 parameters were estimated through the GLUE-UPSO framework. The accuracy of the model in calibration and validation stages was evaluated, normalized root mean square error NRMSE and Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient EF. The behavioral parameters were identified, using NRMSE > 0.2 for solute transport (soil water solute concentration and drainage outflow salinity) and EF > 0.7 for hydrological (soil water content, water table level, and drainage outflow) and biophysical (cane yield, sucrose yield, and LAI) simulations. For each parameter set, the objective function values were used as the likelihood measure to calculate the corresponding likelihood weights. The 95% prediction uncertainty (95PPU) bands were calculated at the 2.5% and 97.5% levels of the cumulative posterior distribution (realized from the weighted behavioral parameter sets) of the simulated state/flux variables.
ResultsThe results revealed a significant nonuniqueness of the calibrated parameters and the necessity of an uncertainty assessment for the SWAP simulations. Strong parameter correlations highlighted the need for calibration of the model parameters against diverse calibration data in a simultaneous manner. The 95% prediction uncertainty bands obtained for the model's hydrology (soil water content, water table level, sub-surface drainage outflow), solute transport (soil water solute concentration and sub-surface drainage outflow salinity), and biophysical (leaf area index, cane, and sucrose dry yield) components enveloped 41-87%, 18-67%, and 75-100% of the corresponding total observed data (including both calibration and validation datasets), respectively, with a r-factor (the ratio of the average thickness of the 95PPU band to the standard deviation of the corresponding measured variable) of 0.71-1.14, 0.33-1.14, and 0.84-0.98. The results indicated that the hybrid GLUE-UPSO framework offers an efficient alternative to provide traditional calibrated parameters as well as uncertainty analysis of computationally expensive hydrologic models.
Keywords: Generalized Likelihood Uncertainty Estimation, Salinity, SWAP model, Unified Particle Swarm Optimization -
شبیه سازی های زراعی-هیدرولوژیکی در معرض درجات مختلفی از عدم قطعیت قرار دارد. در این رابطه، تحلیل عدم قطعیت می تواند بینش مفیدی در خصوص درجه استحکام خروجی های مدل فراهم آورد. در این مطالعه، با تلفیق روش برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته (GLUE) و گونه یکپارچه سازی شده الگوریتم بهینه سازی رفتار جمعی اجزا (UPSO) یک طرح تحلیل عدم قطعیت چندهدفه ترکیبی (GLUE-UPSO) مبتنی بر شبیه سازی های مهار شده مونت کارلو توسعه یافت. طرح توسعه یافته به منظور تحلیل عدم قطعیت مدل سازی زراعی-هیدرولوژیکی توزیعی با استفاده از مدل SWAP برای یک مزرعه نیشکر با زهکشی زیرزمینی، واقع در کشت و صنعت نیشکر شعیبیه، خوزستان مورد کاربرد قرار گرفت. نتایج این بررسی حاکی از غیریکتایی قوی اکثر پارامترهای واسنجی شده و اهمیت تحلیل عدم قطعیت شبیه سازی های مدل SWAP بود. وجود ضرایب همبستگی قوی بین پارامترهای واسنجی شده حاکی از اهمیت واسنجی مولفه های مختلف مدل به ازای داده های اندازه گیری شده معیار متنوع به صورت هم زمان بود. محدوده های عدم قطعیت پیش بینی 95 درصد اشتقاق یافته برای مولفه های هیدرولوژی (رطوبت خاک، نوسانات سطح ایستابی و جریان زه آب خروجی از زهکش زیرزمینی)، انتقال املاح (نیم رخ غلظت املاح آب خاک و شوری زه آب) و بیوفیزیکی مدل (شاخص سطح برگ، عملکرد نی و عملکرد ساکارز) به ترتیب، بین 67 تا 90، 23 تا 71 و 75 تا 100 درصد از کل داده های اندازه گیری شده (اعم از هردو مجموعه داده های واسنجی و صحت سنجی) را با r-factor بین 58/0 تا 34/1، 43/0 تا 07/1 و 70/0 تا 98/0 در بر گرفتند. نتایج این مطالعه، حاکی از سطح قابل قبول عدم قطعیت مدل و قابلیت روش تلفیقی توسعه یافته در واسنجی و کمی سازی عدم قطعیت مولفه های مختلف مدل به طور هم زمان بود.
کلید واژگان: بهینه سازی رفتار جمعی اجزای یکپارچه, شوری, مدل SWAP, مدل سازی معکوسThe agro-hydrologic simulations are subject to varying degrees of uncertainty. In this regard, uncertainty analysis can provide useful insights into the level of robustness of the model outputs. In this study, a hybrid multi-objective uncertainty analysis scheme, GLUE-UPSO, based on strained Monte-Carlo simulations was developed, combining Generalized Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) and Unified Particle Swarm Optimization (UPSO). The developed scheme was used for uncertainty analysis of distributed agro-hydrological modeling with SWAP for a sugarcane farming system with subsurface drainage located at Shoaybiyeh Sugarcane Agro-industrial Company farms, Khuzestan, Iran. The results highlighted the strong nonuniqueness of most of the calibrated parameters and the importance of uncertainty analysis of the SWAP simulations. Strong parameter correlations revealed the need for the simultaneous calibration of the model parameters against diverse calibration data. The 95% prediction uncertainty bands obtained for the model's hydrology (soil water content, water table level, sub-surface drainage outflow), solute transport (soil water solute concentration and sub-surface drainage outflow salinity), and biophysical (leaf area index, cane, and sucrose dry yield) components enveloped 67%-90%, 23%-71%, and 75%-100% of the corresponding observed data (including both calibration and validation datasets), respectively, with an r-factor of 0.58-1.34, 0.43-1.07, and 0.70-0.98. The results of the study indicated the acceptable level of model uncertainty and the capability of the developed framework for simultaneous calibration and uncertainty quantification of model components.
Keywords: Inverse modeling, Salinity, SWAP model, Unified Particle Swarm Optimization -
از آنجا که نتایج شبیه سازی های زراعی-هیدرولوژیکی با درجات مختلفی از عدم قطعیت همراه است، لذا ارزیابی عدم قطعیت آن ها حایز اهمیت است. تحلیل عدم قطعیت نتایج مدل های زراعی-هیدرولوژیکی می تواند اطلاعات مفیدی در خصوص درجه اطمینان از نتایج مدل فراهم آورد. در این بررسی، تحلیل عدم قطعیت کاربرد توزیعی مدل SWAP برای یک مزرعه نیشکر با زهکشی زیرزمینی کنترل شده (واقع در کشت و صنعت نیشکر شعیبیه، خوزستان) با استفاده از یک روش ترکیبی حاصل از تلفیق روش برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته (GLUE) با گونه یکپارچه سازی شده الگوریتم بهینه سازی رفتار جمعی اجزا (UPSO) انجام شد. نتایج حاکی از تغییرپذیری قابل توجه مقادیر رفتاری پارامترهای واسنجی و ضرورت ارزیابی عدم قطعیت شبیه سازی های مدل SWAP بود. وجود ضرایب همبستگی قوی بین مجموعه پارامترهای رفتاری، مبین ضرورت واسنجی هم زمان پارامترهای مختلف مدل به ازای داده های اندازه گیری شده معیار متنوع بود. محدوده های عدم قطعیت پیش بینی 95 درصد (95PPU) محاسباتی برای شبیه سازی های هیدرولوژیکی (رطوبت خاک، نوسانات سطح ایستابی و جریان زه آب خروجی از زهکش زیرزمینی)، انتقال املاح (نیم رخ غلظت املاح آب خاک و شوری زه آب) و بیوفیزیکی (شاخص سطح برگ، عملکرد نی و عملکرد ساکارز) به ترتیب، بین 80-73%، 58-45% و 100-75% از کل داده های اندازه گیری شده (مشتمل بر هردو مجموعه داده های واسنجی و صحت سنجی) را با r-factor (نسبت متوسط ضخامت محدوده 95PPU به انحراف معیار داده مشاهداتی متناظر آن) بین 0/83 تا 0/98، 1/43 تا 1/96 و 0/75 تا 1/11 در بر گرفتند. میزان ضخامت محدوده 95PPU محاسباتی برای شبیه سازی های بیوفیزیکی در طول دوره شبیه سازی دارای روندی افزایشی بود.کلید واژگان: برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته, بهینه سازی رفتار جمعی اجزای یکپارچه, پارامترهای هیدرولیکی خاک, شوری خاکIt is important to assess the uncertainties involved in agro-hydrologic simulations because they are subject to varying degrees of uncertainty. Uncertainty analysis of the agro-hydrological models can provide useful insights into the degree of confidence in the model results. In this study, uncertainty analysis of a distributed application of the SWAP model to a sugarcane field with subsurface controlled drainage was conducted using a hybrid uncertainty analysis scheme, combining Generalized Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) and Unified Particle Swarm Optimization (UPSO). The results revealed a high variability of the calibrated parameters and the necessity of an uncertainty assessment for the SWAP simulations. Strong parameter correlations highlighted the need for calibration of the model parameters against diverse calibration data in a simultaneous manner. The 95% prediction uncertainty bands obtained for the hydrological (soil water content, water table level, sub-surface drainage outflow), solute transport (soil water solute concentration and sub-surface drainage outflow salinity), and biophysical (leaf area index, cane, and sucrose dry yield) simulations enveloped 73-80%, 45-58%, and 75-100% of the corresponding total observed data (including both calibration and validation datasets), respectively, with an r-factor (the ratio of the average thickness of the 95PPU band to the standard deviation of the corresponding measured variable) of 0.83-0.98, 1.43-1.96, and 0.75-1.11. The thickness of the derived 95PPU bands for the biophysical simulations showed an increasing trend over the simulation period.Keywords: : Generalized Likelihood Uncertainty Estimation, Soil salinity, Soil hydraulic parameters, Unified Particle Swarm Optimization
-
با وجود قابلیت بالای مدل های زراعی- هیدرولوژیکی مزرعه مقیاس در شبیه سازی اندرکنش رشد گیاه با انتقال آب و املاح در سیستم های زراعی، کاربرد آن ها در شرایط واقعی مزارع وسیع کشت نیشکر استان خوزستان به دلیل ناهمگنی مکانی برنامه ریزی آبیاری در سطح مزارع، تعدد پارامترهای مجهول مدل، دشواری مشخص سازی شرایط اولیه و مرزی و نیز نیاز مبرم به داده های واسنجی متعدد با چالش های عدیده ای مواجه است. هدف از این پژوهش، عملی ساختن کاربرد مدل سازی زراعی- هیدرولوژیکی در شرایط واقعی بهره برداری از مزارع وسیع مجهز به سیستم (های) زهکش سطحی/زیرزمینی است. به این منظور، از طریق کاربرد نسخه تصحیح شده ای از مدل SWAP و گونه یکپارچه سازی شده الگوریتم بهینه سازی رفتار جمعی اجزا (UPSO)، یک طرح مدل سازی زراعی- هیدورولوژیکی ریچاردزبنیان به شیوه توزیعی با قابلیت واسنجی زیرروزانه توسعه یافت. مدل توسعه یافته در یکی از مزارع کشت و صنعت نیشکر امام خمینی (ره) (شعیبیه) با زهکشی زیرزمینی و کشت نیشکر (رقم CP48-103) طی بازه زمانی 28/4/1389 تا 20/9/1390 (به مدت 481 روز) مورد کاربرد قرار گرفت. نتایج حاکی از عملکرد قابل قبول مدل در شبیه سازی رطوبت خاک، عمق سطح ایستابی و جریان زه آب خروجی (با آماره ضریب راندمان، EF، مدل به ترتیب، برابر با 901/0، 827/0 و 877/0 طی مرحله واسنجی و آماره EF به ترتیب، برابر با 514/0، 798/0 و 672/0 طی مرحله صحت سنجی)، شبیه سازی نیم رخ غلظت املاح آب خاک و شوری زه آب خروجی از سیستم زهکش زیرزمینی)با آماره ریشه میانگین خطای نرمال شده، NRMSE، به ترتیب، برابر با 039/0 و 096/0 در مرحله واسنجی و آماره NRMSE به ترتیب، برابر با 154/0 و 046/0 طی مرحله صحت سنجی) و شبیه سازی شاخص سطح برگ، عملکرد نی و عملکرد ساکارز (با آماره EF به ترتیب، برابر با 995/0، 999/0 و 972/0 در مرحله واسنجی) بود.
کلید واژگان: بهینه سازی رفتار جمعی اجزای یکپارچه, مدل سازی معکوس, نیشکر, هیدرولوژی محیط غیراشباعDespite the high capability of field-scale agro-hydrological models to simulate plant growth interactions with water and solute transport in agricultural systems, their application to real conditions of large sugarcane fields in Khuzestan province faces many challenges, including spatial heterogeneity of irrigation scheduling across the field, the difficulty of determining initial and boundary conditions as well as several unknown model parameters, and data–intensiveness of calibration procedure. This work aimed to implement the agro-hydrological modeling under real operational conditions of large fields with surface/subsurface drainage. In this work, a distributed agro-hydrological modeling scheme was developed through the application of a modified version of the SWAP model and an improved variant of the Unified Particle Swarm Optimization (UPSO) algorithm with capability of sub-daily calibration and simulation of controlled drainage. The developed model was applied to a sugarcane field with subsurface drainage with planted sugarcane (CP48-103 cultivar) in Imam Khomeini Sugarcane Agro-industrial company farms, during 2010-07-19 to 2011-12-11 (481 days). The results revealed the reasonable performance of the developed modeling scheme in retrieving the measured soil moisture, groundwater level, subsurface drainage outflow (with an EF of 0.901, 0.827, and 0.877 for calibration dataset; and 0.514, 0.798, and 0.672 for validation dataset, respectively), soil water solute concentration, subsurface drainage outflow salinity (with a NRMSE of 0.039 and 0.096 for calibration dataset; and 0.154 and 0.046 for validation dataset, respectively), Leaf Area Index, cane yield, and sucrose yield (with an EF of 0.995, 0.999, and 0.972, respectively).
Keywords: Inverse modeling, sugarcane, Unified Particle Swarm Optimization, Unsaturated hydrology -
به دلیل تغییرات زمانی سریع تراز آب زیرزمینی کم عمق و اجزای بیلان آب و نیز به لحاظ وسعت قابل توجه (حدود 20 هکتار) هر قطعه از مزارع نیشکر با زهکشی زیرزمینی در استان خوزستان، شبیه سازی واقع بینانه فرآیندهای زراعی-هیدرولوژیکی حاکم بر این مزارع چالش برانگیز است. در پژوهش حاضر، از طریق کاربرد نسخه تصحیح شده ای از مدل SWAPو گونه بهبود یافته ای از الگوریتم بهینه سازی رفتار جمعی اجزای یکپارچه (UPSO)، یک طرح مدل سازی زراعی-هیدرولوژیکی توزیعی با قابلیت واسنجی زیرروزانه با امکان شبیه سازی زهکشی زیرزمینی کنترل شده ساخته شد. طرح مدل سازی مزبور در یکی از مزارع کشت و صنعت نیشکر امام خمینی (ره) با مدیریت زهکشی کنترل شده (کنترل سطح ایستابی در عمق 90 سانتی متر) و کشت اول نیشکر (رقم CP48-103) طی دوره شبیه سازی 28/4/1389 تا 20/9/1390 (به مدت 481 روز) به کاربرده شد. نتایج واسنجی و صحت یابی مدل مزبور حاکی از قابلیت تعمیم پذیری مناسب مدل در شبیه سازی رطوبت خاک، عمق سطح ایستابی و جریان زه آب خروجی (با آماره ضریب راندمان مدل، EF، به ترتیب، برابر با 829/0، 922/0 و 857/0 طی مرحله واسنجی و آماره EF به ترتیب، برابر با 877/0، 781/0 و 712/0 طی مرحله صحت یابی)، شبیه سازی نیم رخ غلظت املاح آب خاک و شوری زه آب خروجی از سیستم زهکش زیرزمینی)با آمارهریشه میانگین خطای نرمال شده، NRMSE، به ترتیب، برابر با 124/0 و 079/0 در مرحله واسنجی و آماره NRMSE به ترتیب، برابر با 152/0 و 072/0 طی مرحله صحت یابی) و شبیه سازی شاخص سطح برگ، عملکرد نی و عملکرد ساکارز (با آماره EFبه ترتیب، برابر با 997/0، 993/0 و 988/0 در مرحله واسنجی) بود. بر اساس اجزای بیلان املاح شبیه سازی شده طی دوره مطالعاتی، حدود 10/30 تن نمک بر هکتار از طریق آبیاری به مزرعه مطالعاتی وارد و حدود 25/46 تن نمک بر هکتار از طریق سیستم های زهکشی سطحی و زیرزمینی به بدنه های آبی پذیرنده تخلیه شد.کلید واژگان: برنامه نویسی موازی, بهینه سازی رفتار جمعی اجزا, پنمن-مانتیث ASCE, شوری, هیدرولوژی محیط غیراشباعRealistic agro-hydrological modeling of the sugarcane fields with subsurface drainage in Khuzestan Province, Iran, is a challenging problem, due to rapid fluctuations of the shallow groundwater and, hence, water balance components, and significant size (~ 20 ha) of the fields. In this work, a distributed agro-hydrological modeling scheme was developed through the application of a modified version of the SWAP model and an improved variant of Unified Particle Swarm Optimization (UPSO) algorithm with capability of sub-daily calibration and simulation of controlled drainage. The developed modeling scheme was applied to a sugarcane (CP48-103 cultivar) field with controlled drainage (at 90 cm below ground level) in Imam Khomeini Sugarcane Agro-industrial Company farms, during 2010-2011 (481 days). The results demonstrated the success of the developed modeling scheme in retrieving the measured soil moisture, groundwater level, subsurface drainage outflow (with an EF of 0.829, 0.922, and 0.857 for calibration dataset; and 0.877, 0.781, and 0.712 for validation dataset, respectively), soil water solute concentration, subsurface drainage outflow salinity (with a NRMSE of 0.124 and 0.079 for calibration dataset; and 0.152 and 0.072 for validation dataset, respectively), Leaf Area Index, cane yield, and sucrose yield (with an EF of 0.997, 0.993, and 0.988, respectively). Based on the solute balance components simulated throughout the simulation period, ~ 30.10 ton salt ha-1 was added to the soil due to saline irrigation water, and ~ 45.25 ton salt ha-1 was discharged into the receiving water bodies via surface/subsurface field drains.Keywords: Parallel programming, Particle Swarm Optimization, Penman-Monteith ASCE, Salinity, Unsaturated hydrology
-
این پژوهش با هدف اشتقاق پارامترهای ریزمقیاس سازی دمای هوای روزانه و مقایسه عملکرد برخی از مدل های ریزمقیاس سازی دمای هوای روزانه انجام شد. بدین منظور، با استفاده از داده های بلندمدت سه ساعته و روزانه 12 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک کشور، مدل های ریزمقیاس سازی دمای هوا، شامل مدل های WAVE I، WAVE II، WCALC، ERBS، ESRA و TM واسنجی شد و عملکرد آن ها در بازسازی تغییرات شبانه روزی دمای هوا مقایسه شد. نتایج نشان داد در مقایسه با مدل های WAVE I، WAVE II، WCALC، ERBS و ESRA، مدل TM واسنجی شده با ضریب کارآیی مدل (EF) 9770 /0 تا 9877 /0 دارای بهترین عملکرد در ریزمقیاس سازی دمای هوای روزانه بود. همچنین، مدل های ریزمقیاس سازی دمای هوای روزانه که در آن ها زمان وقوع مقادیر دمای حداقل و حداکثر به عنوان توابعی از زمان طلوع و غروب خورشید بیان می شود در مقایسه با مدل هایی که یک زمان قراردادی ثابت را برای رخدادهای یاد شده در نظر می گیرند دارای عملکرد بهتری در تبیین تغییرات زمانی دمای هوای زیرروزانه بودند. نتایج نشان داد برای مناطقی که مقادیر اندازه گیری شده زیرروزانه اطلاعات هواشناسی موجود نیست، استفاده از مدل WAVE II قابل توصیه است.کلید واژگان: بهینه سازی رفتار جمعی اجزای یکپارچه, ریزمقیاس سازی, _ برآورد پارامتر, دمای هواThis study aimed to derive the daily air temperature disaggregation parameters for some regions of Iran and to compare the performance of some daily-to-subdaily air temperature disaggregation Models. For this purpose, air temperature disaggregation models, including WAVE I, WAVE II, WCALC, ERBS, ESRA, and TM models were calibrated and their performance were compared, using long-term daily and three-hourly weather data obtained from 12 different synoptic weather stations in Iran. The results indicated that compared to the WAVE I, WAVE II, WCALC, ERBS, and ESRA models, the calibrated TM model had the best performance to disaggregate daily air temperature with a model efficiency (EF) of 0.9770 to 0.9877. Compared to air temperature disaggregation models with an arbitrary value for the time of maximum and minimum air temperature, the models in which the above mentioned times are described as a function of sunrise and/or sunset had better performance in describing the diurnal variations in air temperature. The use of the WAVE II model can be recommended for the regions with no subdaily weather data needed for calibration of the disaggregation models.This study aimed to derive the daily air temperature disaggregation parameters for some regions of Iran and to compare the performance of some daily-to-subdaily air temperature disaggregation Models. For this purpose, air temperature disaggregation models, including WAVE I, WAVE II, WCALC, ERBS, ESRA, and TM models were calibrated and their performance were compared, using long-term daily and three-hourly weather data obtained from 12 different synoptic weather stations in Iran. The results indicated that compared to the WAVE I, WAVE II, WCALC, ERBS, and ESRA models, the calibrated TM model had the best performance to disaggregate daily air temperature with a model efficiency (EF) of 0.9770 to 0.9877. Compared to air temperature disaggregation models with an arbitrary value for the time of maximum and minimum air temperature, the models in which the above mentioned times are described as a function of sunrise and/or sunset had better performance in describing the diurnal variations in air temperature. The use of the WAVE II model can be recommended for the regions with no subdaily weather data needed for calibration of the disaggregation models.This study aimed to derive the daily air temperature disaggregation parameters for some regions of Iran and to compare the performance of some daily-to-subdaily air temperature disaggregation Models. For this purpose, air temperature disaggregation models, including WAVE I, WAVE II, WCALC, ERBS, ESRA, and TM models were calibrated and their performance were compared, using long-term daily and three-hourly weather data obtained from 12 different synoptic weather stations in Iran. The results indicated that compared to the WAVE I, WAVE II, WCALC, ERBS, and ESRA models, the calibrated TM model had the best performance to disaggregate daily air temperature with a model efficiency (EF) of 0.9770 to 0.9877. Compared to air temperature disaggregation models with an arbitrary value for the time of maximum and minimum air temperature, the models in which the above mentioned times are described as a function of sunrise and/or sunset had better performance in describing the diurnal variations in air temperature. The use of the WAVE II model can be recommended for the regions with no subdaily weather data needed for calibration of the disaggregation models.This study aimed to derive the daily air temperature disaggregation parameters for some regions of Iran and to compare the performance of some daily-to-subdaily air temperature disaggregation Models. For this purpose, air temperature disaggregation models, including WAVE I, WAVE II, WCALC, ERBS, ESRA, and TM models were calibrated and their performance were compared, using long-term daily and three-hourly weather data obtained from 12 different synoptic weather stations in Iran. The results indicated that compared to the WAVE I, WAVE II, WCALC, ERBS, and ESRA models, the calibrated TM model had the best performance to disaggregate daily air temperature with a model efficiency (EF) of 0.9770 to 0.9877. Compared to air temperature disaggregation models with an arbitrary value for the time of maximum and minimum air temperature, the models in which the above mentioned times are described as a function of sunrise and/or sunset had better performance in describing the diurnal variations in air temperature. The use of the WAVE II model can be recommended for the regions with no subdaily weather data needed for calibration of the disaggregation models.This study aimed to derive the daily air temperature disaggregation parameters for some regions of Iran and to compare the performance of some daily-to-subdaily air temperature disaggregation Models. For this purpose, air temperature disaggregation models, including WAVE I, WAVE II, WCALC, ERBS, ESRA, and TM models were calibrated and their performance were compared, using long-term daily and three-hourly weather data obtained from 12 different synoptic weather stations in Iran. The results indicated that compared to the WAVE I, WAVE II, WCALC, ERBS, and ESRA models, the calibrated TM model had the best performance to disaggregate daily air temperature with a model efficiency (EF) of 0.9770 to 0.9877. Compared to air temperature disaggregation models with an arbitrary value for the time of maximum and minimum air temperature, the models in which the above mentioned times are described as a function of sunrise and/or sunset had better performance in describing the diurnal variations in air temperature. The use of the WAVE II model can be recommended for the regions with no subdaily weather data needed for calibration of the disaggregation models.Keywords: Air Temperature, Parameters Estimation, Unified Particle Swarm Optimization, Disaggregation
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.