به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « AquaCrop model » در نشریات گروه « آب و خاک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «AquaCrop model» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • سید کیومرث پژوهیده، اصلان اگدرنژاد*، فریبرز عباسی

    تحلیل حساسیت مدل های گیاهی به محققان کمک می کند تا قبل از واسنجی و کاربرد آن، اطلاعات لازم در خصوص واکنش مدل گیاهی به تغییرات پارامترهای ورودی آن را داشته باشند.این موضوع سبب می شود تا با آگاهی بیشتری بتوان داده های ورودی را به مدل معرفی نموده و دقت مدل را در مرحله واسنجی افزایش داد.نظر به توسعه استفاده از مدلهای گیاهی در سال های اخیر، در این پژوهش به بررسی حساسیت مدل AquaCrop در شبیه سازی عملکرد گیاه ذرت دانه ای نسبت به تغییرات پارامترهای رشد گیاهی بهره وری آب نرمال شده (WP*)، حداکثر ضریب تعرق گیاهی (KCTrx)، ضریب پوشش گیاهی اولیه (CC0)، ضریب رشد پوشش گیاهی (CGC)، ضریب کاهش پوشش گیاهی (CDC) و شاخص برداشت (HI) با استفاده از روش Beven (1979) پرداخته شد.بدین منظور، از داده های دو ساله برداشت شده از مزرعه تحقیقاتی 400 هکتاری موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر استفاده شد.فاکتورهای مورد استفاده در این پژوهش شامل سطوح مختلف آب آبیاری (W1، W2، W3 و W4 به ترتیب نشان دهنده تامین 120، 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی) و کود نیتروژن (N1، N2، N3 و N4 به ترتیب نشان دهنده تامین 100، 80، 60 و صفر درصد نیاز کودی) بود.نتایج نشان داد که مدل به تغییرات شاخص برداشت (0.65≤Spi≤1.3) و بهره وری آب نرمال شده (0.55≤Spi≤1.2) بیشترین حساسیت را داشت.کمترین حساسیت نیز نسبت به تغییرات ضریب زوال پوشش گیاهی (CDC) مشاهده شد (0.02≤Spi≤0.07).ضرایب حساسیت برای همه پارامترها به جز CDC مثبت بود.بنابراین با افزایش مقدار CDC مدل دچار خطای کم برآوردی میشود.ضریب حساسیت برای تیمارهای N1 تا N4 به طور متوسط برابر با 32/0، 41/0، 46/0 و 51/0 بود.این نتایج برای تیمارهای آبیاری W1 تا W4 نیز به طور متوسط برابر با 36/0، 39/0، 44/0 و 50/0 بود.از این رو، با افزایش تنش آبی و کودی حساسیت مدل نسبت به تغییر همه پارامترها افزایش یافت و بیشترین حساسیت در تیمار W4N4 مشاهده شد.

    کلید واژگان: پارامترهای رشدی گیاه, تحلیل حساسیت, روش Beven, شبیه سازی, مدل AquaCrop}
    Seyed Kioomars Pazhoohideh, Aslan Egdernezhad *, Fariborz Abbasi

    Sensitivity analysis of crop models helps researchers to have the necessary information about the reaction of crop models to changes in input parameters before calibration and application. This makes it possible to introduce the input data to the model with more awareness and increase the accuracy of the model in the calibration stage. Due to using the AquaCrop model in recent years, in this study, the sensitivity of normalized water productivity (wp*), crop transpiration, initial canopy cover (CCo), canopy growth coefficient (CGC), canopy decline coefficient (CDC) and harvest index (HI) was analyzed using a new method. For this purpose, corn yield data collected from Research Institute of Seed and Plant Breeding during 2008-2010 were used. Data consisted of four irrigation levels (W1, W2, W3 and W4 indicate supply of 120, 100, 80 and 60% of water requirement, respectively) and four nitrogen fertilizer amount (N1, N2, N3 and N4 indicate supply of 100, 80, 60 and 0% of fertilizer requirements, respectively). The results showed that the AquaCrop was most sensitive to changes in harvest index (0.65≤Spi≤1.3) and normalized water productivity (0.55≤Spi≤1.2). The lowest sensitivity (0.02≤Spi≤0.07) was observed to changes in crop canopy decrease coefficient (CDC). Sensitivity coefficients were positive for all parameters except CDC. Therefore, by increasing the CDC value, the AquaCrop suffers from underestimated error. The sensitivity coefficients for treatments N1 to N4 were equal to 0.32, 0.41, 0.46 and 0.51, respectively. These results for irrigation treatments W1 to W4 were equal to 0.36, 0.39, 0.44 and 0.5, respectively. So, with increasing water stress and fertilizer, the sensitivity of the AquaCrop model to all parameters increased. The highest sensitivity was observed in W4N4 treatment.

    Keywords: AquaCrop model, Beven Method, crop growth model, Sensitivity analysis, Simulation}
  • حمید نیسی، اصلان اگدرنژاد*، سالومه سپهری
    سیب زمینی یکی از مهم ترین گیاهان زراعی است که نسبت به مقدار آب آبیاری بسیار حساس است. این موضوع سبب می شود تا تحقیقات بسیاری برای تعیین عملکرد و بهره وری آب آن، در شرایط مختلف آبیاری انجام شود. انجام این تحقیقات مستلزم صرف وقت و هزینه بسیار است. به همین دلیل محققان پیشنهاد نموده اند مدل های گیاهی نظیر AquaCrop برای شبیه سازی این گیاه در شرایط مختلف مورد تحلیل حساسیت و ارزیابی واقع شوند. با توجه به این موضوع، تحقیق حاضر در یک مزرعه تحقیقاتی در شهرستان کرمانشاه در دو سال زراعی با استفاده از سه تیمار آبیاری قطره ای تیپ شامل T1: تامین 100 درصد؛ T2: تامین 75 درصد و T3: تامین 50 درصد نیاز آبی سیب زمینی انجام شد. برای تحلیل حساسیت این مدل گیاهی از روش Beven و برای ارزیابی آن از آماره های جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، جذر میانگین مربعات نرمال شده (NRMSE)، میانگین خطای اریب (MBE)، کارایی مدل (EF) و شاخص توافق (d) استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل AquaCrop به تغییرات پارامتر بهره وری آب نرمال شده بسیار حساس بود. حساسیت این مدل گیاهی به تغییرات حداکثر ضریب گیاهی برای تعرق و ضریب رشد پوشش متوسط و نسبت به تغییرات پوشش گیاهی اولیه و ضریب زوال پوشش کم بود. براساس آماره MBE، مدل AquaCrop دچار خطای کم برآوردی در تعیین عملکرد و بهره وری شد. خطای این مدل گیاهی برای تعیین عملکرد (RMSE=1.5) و بهره وری آب (RMSE=0.23) قابل قبول بود. دقت آن نیز برای شبیه سازی عملکرد (NRMSE=0.06) و بهره وری آب (NRMSE=0.06) در دسته عالی قرار داشت. براساس مقادیر دو آماره EF و d، کارایی AquaCrop برای تعیین عملکرد (EF=0.92 , d=0.99) بهتر از بهره وری آب (EF=0.75 , d=0.99) بود. بنابراین پیشنهاد می شود که از این مدل گیاهی برای شبیه سازی سیب زمینی در شرایط مشابه استفاده شود.
    کلید واژگان: پارامترهای رشد گیاه, تنش آبی, مدل AquaCrop, نیاز آبی گیاه}
    Hamid Neysi, Aslan Egdernezhad *, Saloomeh Sepehri Sadeghiyan
    Potato is one of the most important crops, which is very sensitive to the amount of irrigation water. This leads to a lot of research to determine its yield and water productivity in different irrigation conditions. Doing the researches waste time and cost. For this reason, researchers have suggested that crop growth models such as AquaCrop be sensitively analyzed and evaluated to simulate the crop under different conditions. Due to this issue, the present study was conducted using three irrigation treatments including T1: 100% supply; T2: 75% supply and T3: 50% supply of potato water requirement. To analyze the sensitivity step, Beven method was used. To evaluate AquaCrop, statistics criteria root mean square error (RMSE), normalized root mean square error (NRMSE), mean bias error (MBE), efficiency factor (EF) and agreement index (d) were used. The results showed that AquaCrop model was very sensitive to changes in water productivity parameters. The sensitivity of this model to changes in evapotranspiration coefficient and crop growth coefficient was moderate and to changes in initial crop canopy and crop decay coefficient was low. According to MBE values, AquaCrop model suffered a low estimation error in determining yield and water productivity. The error of this crop model was acceptable for determining yield (RMSE=1.5) and water productivity (RMSE=0.23). Its accuracy was also excellent for simulating yield (NRMSE=0.06) and water productivity (NRMSE=0.06). Based on the values of EF and d, AquaCrop was more efficient than water productivity in determining yield. Therefore, it is suggested that this crop model be used to simulate potatoes under similar conditions.
    Keywords: Crop Growth Parameters, water stress, AquaCrop model, Water requirement}
  • زهرا آقاجانلو*، جعفر نیکبخت

    کاهش تدریجی منابع آب، لزوم مدیریت مناسب آبیاری و اعمال کم آبیاری را ایجاب می کند. آزمایش های صحرایی برای تحلیل مدیریت های مختلف کم آبیاری، باشرایط فیزیکی محل آزمایش، تعداد سناریوها ونیز هزینه های بالای انجام آزمایش محدود می گردند. برای غلبه بر این محدودیت ها، می توان از مدل های گیاهی به عنوان ابزاری توانمند برای شبیه سازی آزمایش های صحرایی استفاده کرد. در این پژوهش مدل AquaCrop در کم آبیاری گیاه گندم در منطقه زنجان ارزیابی شد. آزمایش مزرعه ای به منظور بررسی واکنش گیاه گندم به تیمارهای مختلف کم آبیاری به صورت طرح آماری کرت های خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار انجام گرفته بود. تیمارهای آبیاری شامل تامین 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی گیاه بود. مدل با داده های تکرار اول مقادیر واقعی واسنجی گردید. سپس با وارد کردن شاخص برداشت تکرارهای دوم و سوم کلیه تیمارهای آبیاری، عملکرد و بهره وری مصرف آب گیاه گندم برای آن ها شبیه سازی و پیش بینی شد. بر اساس نتایج، بیش ترین اختلاف بین مقادیر شبیه سازی شده و مقادیر واقعی عملکرد و بهره وری مصرف آب به میزان 9/6 و 0/7 درصد (به ترتیب) در تیمار 80 درصد نیاز آبی و در تکرار سوم حاصل شد و کم ترین اختلاف به میزان 0/1 و 5/0 درصد (به ترتیب) در تیمار 60 درصد و 80 درصد تکرار دوم (به ترتیب) به دست آمد. مقدار R2 مقادیر شبیه سازی شده و مقادیر واقعی عملکرد و بهره وری مصرف آب 96/0 و 99/0 (به ترتیب) حاصل شد که نشان از کارایی خوب مدل در شبیه سازی و پیش بینی مقادیر عملکرد و بهره وری مصرف آب گیاه گندم در شرایط کم آبیاری بود.

    کلید واژگان: بهره وری مصرف آب, عملکرد, کم آبیاری, گندم زمستانه, مدل AquaCrop}
    Zahra Aghajanloo *, Jaefar Nikbakht

    Gradual decline in water resources require suitable management of irrigation water and applying of deficit irrigation.Field tests to analysis of different states of deficit irrigation are constrained due to restriction of the experiment reliability to the physical conditions of the test place and limited number of the testing scenario in field and the high cost of testing.To overcome these limitations, crop models can be used as a powerful tool to simulate field tests.In this research, AquaCrop model was evaluated in deficit irrigation of winter wheat in Zanajn Region.The study data was collected from filed test values which was done in Research Farm of University of Zanjan at2010-2011.The filed test was carried out to assess reaction of winter wheat to deficit irrigation treatments.The test was done as split plot design on the base of complete randomized block.Irrigation treatments were done as supplying of100%,80%and60%of crop water requirement.The first replication data was used for model calibrating.By entering harvest index data of the second and third replications data of irrigation treatment to model.their yield and water use efficiency were simulated.On the result, the highest difference between simulated and recorded data of yield and water use efficiency were as6.9%and7.0%(respectively)at the third replication of 80%crop water requirement treatment.The least difference were as1.0%and0.5%(respectively)at the second replication of60%and80%crop water requirement treatment(respectively).R2of simulated and real data was calculated0.96for yield and0.99for water use efficiency.High value ofR2data was demonstrated suitable performance of AquaCrop model in simulation and forecasting of yield and water use efficiency of winter wheat in deficit irrigation condition.

    Keywords: AquaCrop Model, Crop yield, Deficit Irrigation, Water Use Efficiency, Winter wheat}
  • مسعود محمدی*، کامران داوری، هادی دهقان

    آبیاری نقش بسیار مهمی در افزایش تولید مواد غذایی دارد و از آنجایی که مناطق خشک و نیمه خشک با کمبود آب مواجه هستند، بهینه سازی عمق آبیاری و آبشویی از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. استفاده از مدل های شبیه سازی از جمله مدل AquaCrop، در بررسی و تحلیل سناریوهای مختلف آبیاری و انتخاب مدیریت مناسب آب به خصوص در شرایط کمبود منابع آب می تواند بسیار کمک کننده باشد. در این تحقیق از مدل AquaCrop واسنجی و صحت سنجی شده برای دو رقم گندم در منطقه بیرجند و یک رقم گندم در منطقه مشهد استفاده گردید. کدنویسی انجام شده در نرم افزار MATLAB به منظور بهینه سازی آبیاری و آبشویی در شرایط محدودیت آب، با مدل AquaCrop لینک گردید. نتایج بهینه سازی نشان داد که سود خالص برای بهترین مدیریت آبیاری و آبشویی در تمام سطوح شوری و رقم های مختلف گندم به جز سطوح شوری 6/8 و 10 دسی زیمنس بر متر رقم مشهد و سطح شوری 6/9 دسی زیمنس بر متر رقم روشن، بیشتر از مدیریت های موجود در تحقیق شهیدی و حق وردی بود. در شرایطی که هدف، دستیابی به حداکثر سود خالص و حداقل زه آب تولیدی بود مدل با تغییر نوع مدیریت آبیاری و کاهش دادن میزان آبشویی بخصوص آبشویی فقط در دو آبیاری آخر، میزان آب مصرفی را کاهش داد و میزان زه آب تولیدی را به صفر رساند. همچنین نتایج نشان داد میزان کاهش آب ناخالص آبیاری در شوری های بالاتر از حد آستانه تحمل گندم نسبت به دیگر سطوح شوری، بسیار کم بود و اختلاف ناچیزی داشتند. به علت اینکه در سطوح شوری بالا نسبت به سطوح شوری پایین، افت محصول در کم آبیاری ها بیشتر بود و در نتیجه در سطوح بالاتر از حد آستانه تحمل گندم، کم آبیاری اقتصادی و مقرون به صرفه نبود. به طور کلی نتایج بهینه سازی نشان داد که در منطقه بیرجند و مشهد می توان با استفاده از بهترین مدیریت آبیاری و آبشویی در سطوح مختلف شوری، سود حاصله از کشت گندم را افزایش داد.

    کلید واژگان: بیرجند, گندم, مدل AquaCrop, مدیریت آبیاری, Matlab}
    Masoud Mohammadi *, Kamran Davary, Hadi Dehghan

    Irrigation plays an important role in increasing crop yield especially in arid and semi-arid regions, where optimizing irrigation depth and leaching is crucial. Using simulation models such as AquaCrop help to analyze different irrigation scenarios and also help farmers to optimize water resources management in such conditions. In this study, calibrated and validated AquaCrop model was used for two wheat varieties in Birjand region and one wheat variety in Mashhad region. A Matlab program has been developed to link to the AquaCrop in order to achieve the optimized values of irrigation and leaching in the water constraint conditions. The optimization results showed that net profit for the best irrigation and leaching management at all salinity levels and different wheat varieties, except for salinity levels of 8.6 and 10 dS m-1 in the Mashhad variety and level of 9.6 dS m-1 in the Roshan variety, was more than the current management researches of Shahidi and Haghverdi. While the aim is to achieve maximum profit and minimal drainage water, the model by changing the type of irrigation management and reduce leaching, especially in the last two irrigations only, reduced the amount of water consumed and the amount of drainage water to zero. The results also showed the reduction of gross irrigation water in the salinity levels more than tolerance threshold of wheat was less than the other salinity levels and the difference was completely negligible. Because in high salinity levels, yield reduction in deficit irrigation was more in comparison with low salinity levels, therefore deficit irrigation in salinity levels of more than the wheat tolerance threshold is not economic. Generally, the optimization results showed that in the area of Birjand and Mashhad, using the best irrigation and leaching management at different salinity levels can increase the benefit of wheat cultivation.

    Keywords: AquaCrop Model, Iirrigation management, Birjand, Matlab, Wheat}
  • پریسا کهخا مقدم، علی نقی ضیائی*، کامران داوری، امین کانونی، صدیقه صادقی
    آب یکی از مهمترین عوامل تامین امنیت غذایی جمعیت رو به رشد جهان است. محدودیت منابع آب کشور و همچنین رقابت فزاینده ی بخش های مختلف جهت استفاده از آب، مدیریت بهینه از منابع آبی را ضروری می سازد. در شبکه های آبیاری استراتژی های مختلفی برای مدیریت منابع آبی به کار گرفته می شود. یکی از این موارد، تخصیص بهینه آب و زمین است. در این پژوهش یک مدل بهینه ساز تخصیص آب و زمین با هدف بیشینه سازی سود اقتصادی، بر مبنای الگوریتم ژنتیک و استفاده از مدل گیاهی AquaCrop plug-in ارایه شده است. برای این منظور کدنویسی سی شارپ (C#) در فضای ویژوال استودیو انجام شد. برای سنجش کارایی مدل، اراضی تحت پوشش یکی از کانال های شبکه ی آبیاری مغان بررسی شد. در این مدل سال زراعی به 36 دوره ده روزه تقسیم و عمق آب آبیاری در هر دوره و مساحت زیر کشت نیز به عنوان متغیرهای تصمیم در گرفته شدند. نتایج نشان داد بیشترین درصد افزایش میزان سود اقتصادی مربوط به گیاه ذرت دانه ای کشت اول، یونجه و گندم به ترتیب با 9، 3/7 و 7 درصد است. این در حالی است که کمترین افزایش میزان سود اقتصادی مربوط به گیاه ذرت دانه ای کشت دوم و سویا است. حجم آب تخصیص یافته در حالت بهینه به میزان 7/14 درصد کاهش یافت، اما در مقابل سود اقتصادی با افزایش 7/5 درصدی همراه بود. لذا تخصیص بهینه آب در این منطقه بیش از افزایش سود اقتصادی، صرفه جویی در مصرف آب را تشویق می کند.
    کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک, سود اقتصادی, مدل AquaCrop plug-in}
    Parisa Kahkhamoghadam, Alinaghi Ziaei *, Kamran Davary, Amin Kanooni, Sedigheh Sadeghi
    Water is one of the most important physical factors to provide the food security of the world’s growing population. The limitation of Iran’s water resources, as well as the increasing competition of different sectors for the use of water make the optimal management of water resources necessary. Different strategies are used in irrigation networks for water resources management. One of these strategies is optimal allocation of water and land. In this research, an optimization model for water and land allocation with the aim of maximizing economic benefit is presented based on genetic algorithm and using the AquaCrop plug-in model. For this purpose, #C coding was done in Visual Studio. In order to measure the model performance, the lands covered by one of the Moghan irrigation network channels were investigated. In this model, the agricultural year was divided into 36 periods of ten days. The irrigation water depth in each period and the cultivated area were considered as decision variables. The results show that the highest increase in percentage of economic benefit is related to the first-cultivation maize, alfalfa and wheat by 9, 7.3 and 7 percent respectively. Although the lowest increase in economic benefit is related to the second-cultivation seed maize and soybeans. The optimal allocated water volume was decreased by 14.7 percent, meanwhile the economic benefit was increased by 5.7 percent. Therefore, the optimal water allocation in this region encourages saving water consumption more than increasing economic benefit.
    Keywords: AquaCrop model, Economic Benefit, Genetic Algorithm}
  • لیلا رادفرد، بهزاد حصاری*، وحید رضاوردی نژاد، جمال احمد آلی

    صرفه جویی، بهینه سازی مصرف آب، ارتقای شاخص های بهره وری و راندمان ها در بخش کشاورزی امری مهم و ضروری است. منطقه میاندوآب به-عنوان الگوی کاهش مصرف جهت حفظ آب واقعی برای احیاء دریاچه ارومیه از اهمیت خاصی برخوردار است. این تحقیق با هدف ارزیابی سناریوهای کاهش مصرف آب در سطح مزرعه با مدل گیاهی AquaCrop در منطقه میاندوآب انجام گرفت. برای این منظور از اطلاعات مزارع مربوط به پروژه کشاورزی پایدار طرح حفاظت از تالاب های ایران در منطقه میاندوآب استفاده شد. اطلاعات سال اول (سال زراعی 96-1395) برای واسنجی مدل و سال دوم (سال زراعی 97-1396) برای صحت سنجی مدل به کارگرفته شد. ارزیابی شاخص های آماری نشان از دقت و توانایی بالای مدل در شبیه سازی عملکرد دانه دارد. پس از واسنجی و صحت سنجی مدل، سناریوهای برنامه ریزی آبیاری در قالب تغییر عمق آبیاری به میزان 10، 20 و 30 درصد کاهش برای شرایط سال دوم مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفت. مقادیر شاخص های بهره وری آب با استفاده از اجزای بیلان و عملکرد شبیه سازی شده توسط مدل برای هر یک از مزارع محاسبه گردید. نتایج اندازه گیری های مزرعه در سال 97-96 نشان داد که در شرایط موجود متوسط میزان آب آبیاری و آب کاربردی برای گندم به ترتیب 4/405 و 4/580 میلی متر، متوسط عملکرد دانه 8340 کیلوگرم در هکتار، بهره وری آب آبیاری و آب کاربردی به ترتیب 27/2 و 52/1 کیلوگرم بر مترمکعب است. همچنین نتایج حاصل از بررسی سناریوهای کم آبیاری نشان داد سناریوی S3  ضمن کاهش 30 درصدی آب آبیاری می تواند عملکرد محصول را حدود 10 % کاهش داده و بهره وری آب را از 53/1 به 72/1 افزایش دهد. به طورکلی نتایج نشان داد می توان با برنامه ریزی مناسب و دقیق آبیاری به کمک مدل AquaCrop و بهبود مدیریت زراعی، عملکرد دانه گندم و بهره وری آب را افزایش داد و موجب صرفه جویی و حفظ آب در مقیاس مزرعه شد.

    کلید واژگان: شبیه سازی عملکرد محصول, بهبود بهره وری آب, مدیریت آب در مزرعه, گندم, مدل}
    Leila Radfard, Behzad Hessari *, Vahid Rezaverdinejad, Jamal Ahmadaali

    Saving, optimizing water consumption, and improving productivity and efficiency indicators in agricultural sector are important and necessary. Miandoab region is of particular importance as a model of reducing consumption in order to conserve real water for the restoration of Lake Urmia. This research was conducted to evaluate water consumption reduction scenarios at the farm level using AquaCrop plant model in Miandoab region. For this purpose, the information on farms related to the sustainable agriculture project of Iran's Wetlands Protection Plan in Miandoab region was used. The data from the first year (the crop year 2016-2017) and the second year (the crop year 2017-2018) were used for model calibration and validation, respectively. The evaluation of statistical indicators shows the accuracy and high ability of the model in simulating grain yield. After the calibration and validation of the model, the irrigation planning scenarios were analyzed and evaluated in the form of reducing irrigation depth by 10, 20, and 30% for the conditions of the second year. The results of field measurements in 2017-2018 showed that the average irrigation depth and the applied irrigation (Irrigation + effective precipitation) for wheat were 405.44 and 580.44 mm respectively and mean grain yield was 8340 kg/ha, then irrigation water productivity and applied irrigation productivity were 2.27 and 1.52 kg/ , respectively. Also, the results of the study of deficit irrigation scenarios showed that the S3 scenario (30% irrigation water reduction) will reduce only 10% crop yield and water productivity will increase from 1.53 to 1.72 kg/ . The values of water productivity indices were calculated using balance components and performance simulated by the model for each farm. In general, the results showed that it is possible to increase the grain yield of wheat and water productivity using AquaCrop model for proper and accurate irrigation planning and crop management improvement, in order to save and conserve water on a farm scale.

    Keywords: Crop yield simulation, Improving Water productivity, Field water management, Wheat, AquaCrop model}
  • حوریه مرادی، حسین انصاری*، امین علیزاده، محمد نادریان فر
    این پژوهش با هدف بررسی امکان استفاده از کارآمدی سیستم های استنتاج فازی، در ایجاد نگاشت بین پارامتر های هواشناسی و گیاهی و عملکرد گیاه ذرت نشایی انجام شد. برای انجام کار، از داده های تحقیق با عنوان بررسی و مقایسه آب مصرفی و کارایی مصرف آب در کشت نشایی و کشت مستقیم ذرت فوق شیرین در رژیم های مختلف آبیاری و شبیه سازی آن برای شرایط متفاوت اقلیمی خراسان رضوی که به صورت کرت های خرد شده درقالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در اراضی زراعی ایستگاه تحقیقاتی طرق استان خراسان رضوی در سال زراعی 94-93 استفاده شد. تیمارها شامل کرت اصلی سه سطح تامین آب معادل 75، 100 و 125 درصد نیاز آبی گیاه و کرت های فرعی شامل دو روش کشت نشا 20 و 30 روزه و کشت مستقیم بود. داده های ورودی و خروجی مربوط به این تیمارها در مدل اکوکراپ استفاده شد. پس از بررسی مدل های موجود و ترکیب های مختلف داده های روزانه اجزا عملکرد و متغیر های مرتبط، 7 مدل فازی برای برآورد عملکرد روزانه گیاه ارایه شد. در این مدل ها عملکرد روزانه محاسبه شده از مدل اکوکراپ به عنوان خروجی مدل در نظر گرفته شد و کارایی مدل ها با استفاده از آماره های ریشه میانگین مربع خطا، خطای انحراف میانگین، ضریب تعیین و معیارهای جاکوویدز و صباغ و همکاران مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج مدلهای فازی ارایه شده نشان دادند که، سیستم های فازی قادر به برآورد عملکرد روزانه با دقت قابل قبولی هستند. بطوری که مدل فازی با 9 متغیر ورودی بالاترین همبستگی (0/98)را داشته و با در نظر گرفتن سایر پارامتر های ارزیابی، مدل با 3 پارامتر درصد پوشش گیاهی، شاخص برداشت و میانگین دمای هوای روزانه تطابق بسیار خوبی با مدل اکوکراپ در مرحله آموزش داشت. در مرحله آزمون نیز، مدل فازی با3 پارامتر درصد پوشش گیاهی، شاخص برداشت و میانگین دمای هوای روزانه بهترین تطابق را بدست داد.
    کلید واژگان: سیستم استنتاج فازی, عملکرد روزانه, مدل AquaCrop, ذرت نشایی}
    Houryeh Moradi, Hossein Ansari *, Amin Alizadeh, Mohammad Naderianfar
    In this study the possibility of using fuzzy inference system efficiency, creating a bridge between meteorological, plant parameters, and Daily Yield, and comparing the accuracy of Daily Yield using these systems were investigated. After analyzing the different models and different combinations of daily meteorological data, seven models for estimating daily Yield were presented. For these models, the calculated Yield from AQUACROP model was considered as a base and the efficiency of other models was evluated using statistical methods such as root mean squared error, error of the mean deviation, coefficient of determination, Jacovides (t) and Sabbagh et al. (R2/t) criteria. an experiment was carried out during the 2014-2015 growing season in the Agricultural Research and Education Center of Khorasane Razavi province using a randomized complete block design with a split plot arrangement and four replications. This experiment was including of three irrigation levels treatments as the main plot and three method of planting treatments (transplanting 20-days, transplanting 30-days and direct seeded) as subplots. From the available data,75 percent was used for training the model and the rest of 25 percent was utilized for the testing purposes. The results derived from the fuzzy models with different input parameters as compared with AQUACROP model showed that fuzzy systems were very well able to estimate the daily Yield.Fuzzy model so that the highest correlation with the 9 input variables (r=0.98) had in mind and evaluate other parameters, the model with2 parameters, match very well with the AQUACROP model had stage training. In the test phase,training phase was very similar results and the model with the second phase of harvest index and canopy cover will get the best match. According to the results of this study it can be concluded that fuzzy model approach is an appropriate method to estimate the daily yield .
    Keywords: AquaCrop model, Corn, Daily Yield, Fuzzy Inference Systems}
  • عظیم شیردلی*، ذبیح الله خانی تملیه، پریسا فخیمی، سکینه خانی تملیه، رسول میرعباسی نجف آبادی

    دما یکی از عوامل تاثیرگذار در رشد و عملکرد گیاهان است. از این رو در این پژوهش، روند دمایی دوره آتی در دشت ابهر تحت تاثیر تغییر اقلیم در دوره های زمانی آینده و اثرات آن بر عملکرد گوجه فرنگی بررسی شد. سپس، با استفاده از شبیه سازی عملکرد گیاه به وسیله مدل AquaCrop، عملکرد گیاه در دوره های زمانی آتی و در زمان های کشت متفاوت شبیه سازی و برآورد شد. در این مطالعه بازه زمانی دوره مشاهداتی 2010-1991 میلادی، افق نزدیک 2030-2011، افق میانی 2065-2046 و افق دور 2099-2080 در نظر گرفته شده است. به منظور ریزمقیاس نمایی نتایج مدل شبیه سازی گردش عمومی جو از نرم افزار LARS-WG با استفاده از مدل HadCM3 و سناریوی A2 استفاده شد. سپس تولید فایل سناریو برای دوره پایه انجام شد. طبق نتایج به دست آمده، بیش ترین عملکرد در کشت محصول گوجه فرنگی در زمان حال مربوط به کشت 15 خرداد با 57.55 تن در هکتار است. با توجه به این که زمان کشت مرسوم منطقه 5 خرداد است، با ده روز انتقال زمان کشت مرسوم به 15 خرداد،  0.51 تن در هکتار محصول افزایش می یابد. هم چنین، نتایج عملکرد گوجه فرنگی در افق های آتی افزایش می یابد که می توان به سیستم فتوسنتزی C3 این گیاه و زودرس شدن میوه و گل دهی بیش تر ارتباط داد. با توجه به نتایج مطالعه پیشنهاد می شود اثرات تغییر اقلیم بر سایر محصولات زراعی و باغی مورد مطالعه قرار گیرد و هم چنین به تخصیص مناسب آب در امر کشاورزی منطقه مورد مطالعه توجه شود. از این رو آگاهی از اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب و عملکرد محصولات زراعی می تواند اطلاعات لازم را در جهت مدیریت مناسب در اختیار کارشناسان و برنامه ریزان حوزه آب و کشاورزی قرار دهد.

    کلید واژگان: تغییر اقلیم, دشت ابهر, دما, گوجه فرنگی, مدل AquaCrop}
    Azim Shirdeli *, Zabihollah Khani Temeliyeh, Parisa Fakhimi, Sakineh Khani Temeliyeh, Rasoul Mirabbasi-Najafabadi
    Introduction

    Today, climate change is one of the issues that has always been the focus of the world. The use of general circulation models (GCM) is one of the most reliable methods for simulating climate variables in future periods. One of the influential factors in plant growth and yield is temperature. Therefore, in this study, the future temperature trend in Abhar Plain under the influence of climate change during future periods was investigated to study the effects of climate change on tomato yield.

    Materials and Methods 

    The current study tried to simulate the tomato yield using the AquaCrop plant growth simulation model. We used synoptic stations of Khorramdareh which was located at a very short distance from Abhar (6 km) in the central part of the region and it had a similar climate to Abhar. The minimum, average and maximum temperatures measured at Khorramdareh Synoptic Station were used in the period of 1991-2010. LARS-WG software and A2 climate scenario and Hadcm3 model were also used for climate simulation. Then, using plant yield simulation by the AquaCrop model, plant yield was simulated and estimated in future periods and at different cultivation times. In this study, the observation period of 1991-2010, near future (2011-2030), middle future (2046-2065), and far future (2080-2099) have been considered.

    Results and Discussion 

    The highest yield in tomato crop cultivation at present is related to 5 June (15 Khordad in the Solar year) cultivation with 55.57 t ha-1. Since the conventional planting time in the Abhar region is 26 May (5 Khordad in the Solar year), with 10 days of transferring the conventional cultivation time to 5 June (15 Khordad in the Solar year), the yield will increase by 0.51 t ha-1. Tomato yield will also increase over the next horizon, which may be due to the plant's C3 photosynthetic system and premature fruiting and flowering.

    Conclusion 

    The LARS-WG model in predicting minimum, average, and maximum temperature, it shows an increasing trend in the future. The values of maximum and minimum temperature in the middle future will be higher than in the near future and the far future will be higher than the middle future compared to the observed period. The highest yield in tomato crop cultivation at present is related to 5 June (15 Khordad in the Solar year), cultivation with 55.57 57 t ha-1. Since the conventional planting time of the study region is 26 May (5 Khordad in the Solar year), with ten days of transferring the conventional cultivation time to 5 June (15 Khordad in the solar year), the yield will increase by 0.51 57 t ha-1. Tomato yield will also increase over the next horizon, which may be due to the plant's C3 photosynthetic system and more early ripening and flowering.

    Keywords: AquaCrop model, Abhar plain, Climate Change, temperature, tomato}
  • اسماعیل فرخی، مهدی نصیری محلاتی*، علیرضا کوچکی، سید علیرضا بهشتی
    پیش بینی عملکرد محصول با هدف بهینه کردن میزان آب آبیاری به خصوص هنگامی که آب قابل دسترس محدود باشد، برای افزایش پایداری در تولید بسیار حایز اهمیت است. در این مطالعه مدل آب محور آکوواکراپ که توسط فایو توسعه داده شده است، به منظور شبیه سازی بهره وری آب، زیست توده و عملکرد گوجه فرنگی تحت رژیم های مختلف آبیاری واسنجی و صحت سنجی شد. آزمایش در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در دو سال زراعی 1396-1395 اجرا شد. واسنجی مدل با استفاده از داده های سال 1395 و صحت سنجی مدل با استفاده از داده های سال 1396 انجام شد. در این مطالعه مدل آکوواکراپ تحت شرایط آبیاری کامل (100 درصد نیاز آبی) و کم آبیاری (75 و 50 درصد نیاز آبی) اجرا و در دو مرحله رویشی و زایشی برای محصول گوجه فرنگی واسنجی و صحت سنجی شد. کارایی مدل با استفاده از میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE)، کارایی مدل (EF)، شاخص توافق ویلموت (d) و ضریب تعیین (R2) مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل آکوواکراپ به منظور شبیه سازی بهره وری آب، زیست توده بالای سطح خاک و عملکرد خشک میوه گوجه فرنگی برای همه تیمارهای آبیاری به ترتیب با مقادیر شاخص های آماری 14/81%=NRMSE، 0/85=d، 0/93=R2، %23>NRMSE>4/%7، 1>d>0/94، 0/99>R2>0/92 و 97/%9=NRMSE، 96/0=d، 86/0=R2 واسنجی شد. در طول مرحله صحت سنجی، 13/64%=NRMSE، 0/90=d، 0/23=R2، 3/%21>NRMSE>5/%6، 1>d>0/95، 0/98>R2>0/92 و 15/64%=NRMSE، 0/95=d، 0/95=R2 به ترتیب برای بهره وری آب، زیست توده بالای سطح خاک و عملکرد خشک میوه گوجه فرنگی بدست آمد. به طور کلی توانایی مدل آکوواکراپ در شبیه سازی مقادیر بهره وری آب، زیست توده بالای سطح خاک و عملکرد مشاهده شده رضایت بخش بود، با این وجود کارایی مدل با افزایش تنش آب کاهش پیدا کرد.
    کلید واژگان: آکوواکراپ, مرحله رویشی و زایشی, کم آبیاری, مدل سازی, بهره وری آب}
    E. Farrokhi, M. Nassiri Mahallati *, A. Koocheki, S.A. Beheshti
    Introduction
    Predicting yield is increasingly important to optimize irrigation under limited available water to enhance sustainable production. Calibrated crop simulation models therefore increasingly are being used an alternative means for rapid assessment of water-limited crop yield over a wide range of environmental and management conditions. AquaCrop is a multi-crop model that simulates the water-limited yield of herbaceous crop types under different biophysical and management conditions. It requires a relatively small number of explicit and mostly-intuitive parameters to be defined compared to other crop models, and has been validated and applied successfully for multiple crop types across a wide range of environmental and agronomic setting. This study was conducted as a two-year field experiment with the aim of the simulation of water productivity, above ground biomass and fresh and dry yield of tomato using AquaCrop model under different irrigation regimes applied at two growth stages in Mashhad climate conditions.
    Materials and Methods
    A two-year field experiment was conducted during 2016-2017 growing seasons in the experimental field of Ferdowsi University of Mashhad located in Khorasan Razavi province, North East of Iran. The water-driven AquaCrop model developed by FAO was calibrated and validated to simulate water productivity, above-ground biomass and yield of tomato crop under varying irrigation regimes. AquaCrop was calibrated and validated for tomato under full (100% of water requirements) and deficit (75 and 50% of water requirements) irrigation regimes at vegetative (100V, 75V, and 50V) and reproductive stages (100R, 75R, and 50R). Model performance was evaluated in terms of the normalized root mean squared error (NRSME), the Nash–Sutcliffe model efficiency coefficient (EF), Willmott’s index of agreement (d) and coefficient of determination (R2). The drip irrigation method was used for irrigation. The tomato water requirement was calculated using CROPWAT 8.0 software. The irrigation water was supplied based on total gross irrigation and obtained irrigation schedule of CROPWAT. The 2016 and 2017 measured data sets were used for calibration and validation of AquaCrop model, respectively.
    Results and Discussion
    Calibration results showed good agreement between simulated and observed data for water productivity in all treatments with high R2 value (0.93), good ME (0.23), low estimation errors (RMSE=0.09 kgm3) and high d value (0.85). The goodness of fit results showed that measured WP values were closer to simulated WP values for the validation season (2017) than for the calibration season (2016). During calibration, (2016), the model simulated the biomass with good accuracy. The simulated above ground biomass values were close to the observed values during calibration (2016) for all treatments with R2 ranging from 0.92 to 0.99, NRMSE in range of 7.4 to 23%, d varying from 0.94 to 1, and ME ranging from 0.71 to 0.98. Validation results indicated good performance of model in simulating above ground biomass for most of the treatments (0.92 < R2 < 0.98, 6.5% < NRMSE < 21.3%, 0.76 < ME < 0.99). During validation (2017 growing season), overall, the trend of biomass growth (or accumulation) was captured well by model. However, the range of biomass of simulation errors was high, especially in treatments with higher stress. Accurate simulation of the response of yield to water is important for agricultural production, especially in an arid region where agriculture depends closely heavily on irrigation. During validation, the model predicted dry and fresh yield satisfactorily (NRMSE = 15.64% and 11.80% for dry and fresh yield, respectively).
    Conclusion
    In general, the AquaCrop model was able to simulate the observed water productivity, above ground biomass and yield of tomato satisfactorily in both calibration and validation stage. However, the model performance was more accurate in non- and/or moderate stress conditions than in sever water-stress environments. In conclusion, the AquaCrop model could be calibrated to simulate growth and yield of tomato under temperate condition, reasonably well, and become a very useful tool to support decision on when and how much irrigate. This study provides the first estimate of the soil and plant parameter values of AquaCrop for simulation of tomato growth in Iran. Model parameterization is site specific, and thus the applicability of key calibrated parameters must be tested under different climate, soil, variety, irrigation methods, and field management.
    Keywords: Aquacrop model, Deficit irrigation, Modelling, Vegetative, reproductive stages, Water Productivity}
  • عبدالرضا احمدپور، بهمن فرهادی بانسوله*، آرش آذری

    این مطالعه برای بررسی تغییرات زمانی و مکانی بهره وری مصرف آب سویا، تحت سناریوهای مختلف آبیاری به عنوان شاخص مهمی برای پتانسیل یابی مناطق مستعد کشت این محصول در اراضی تحت پوشش شبکه آبیاری و زهکشی گاوشان - رودخانه رازآور - استان های کرمانشاه و کردستان انجام شد. برای این منظور، از نرم افزاری مبتنی بر سیستم اطلاعات جغرافیایی (برای نمایش و تحلیل داده های مکانی) با ابزار Reference Weather از سیستم پایش رشد گیاه CGMS (برای میانیابی داده های هواشناسی) و نسخه پلاگین نرم افزار AquaCrop (برای شبیه سازی رشد گیاه)، به صورت ترکیبی استفاده شد. ناحیه مطالعاتی با توجه به شرایط خاک و هواشناسی به 94 واحد همگن تقسیم شد. با کاربرد داده های روزانه هواشناسی (1988-2015) در رابطه پنمن مانتیث فایو، مقادیر روزانه تبخیر و تعرق پتانسیل در نواحی همگن مختلف محاسبه شد. مدل  AquaCropبرای همه نواحی همگن، با کاربرد فایل گیاهی سویا (واسنجی شده برای منطقه کرمانشاه) تحت 3 سناریو آبیاری (60، 80 و 100 درصد نیاز آبیاری پتانسیل) برای 28 سال اجرا شد. برای این شبیه سازی ها 7896 فایل پروژه تهیه و با نسخه پلاگین AquaCrop اجرا شد. نتایج نشان داد عملکرد دانه و تبخیر و تعرق فصلی و درنتیجه، بهره وری مصرف آب سویا از سناریوهای کم آبیاری متاثر بود و تغییرات زمانی و مکانی داشت. این تغییرات با افزایش شدت تنش آبی (به جز تغییرات زمانی تبخیر و تعرق فصلی) در سناریوهای آبیاری افزایش یافت. به طور کلی، میانگین بهره وری مصرف آب سویا در دشت میان دربند، بیشتر از دشت بیله وار بود. با توجه به مقادیر بهره وری مصرف آب شبیه سازی شده، در دشت بیله وار، نواحی آبیاری B1 و B4 و در دشت میان دربند، نواحی آبیاری D4 و D9 از دیدگاه عامل آب، که کلیدی ترین عامل تولید در اقلیم خشک و نیمه خشک ایران است، بیشتر مستعد کشت سویاست.

    کلید واژگان: پایداری اکوسیستم, دانه های روغنی, شبکه آبیاری گاوشان, مدل AquaCrop, CGMS}
    Abdolreza Ahmad Pour, Bahman Farhadi Bansiuleh *, Arash Azari

    Arid and semi-arid regions always face the challenges of food security, ecosystem sustainability and, consequently, increased water productivity. Crop water productivity can be used as a suitable indicator to identify areas prone to cultivate a particular crop in these areas. In return, identifying and selecting suitable cultivation areas will help increase productivity. Selecting suitable areas for cultivation is not enough to achieve high crop water productivity. Using appropriate management scenarios to achieve this goal is essential. Deficit irrigation is one of the management strategies to increase water productivity. Investigating the effect of various management scenarios on water productivity in the field studies will be time-consuming and costly. The computer models could be used as tools to simulate the effects of management scenarios on crop yield and water productivity. So far, various crop growth simulation models have been developed and used to investigate the impacts of management scenarios on crop water productivity. In large-scale decision and policy-making, the growing conditions of crops in different farms are not the same. Most of crop growth simulation models are designed for point and field scales, and for large-scale use, the use of auxiliary tools such as GIS is essential. Agricultural activities are the most important means of livelihood for a large number of people in Kermanshah province. According to the Jihad Agricultural Organization, this province is a leading province in terms of the area under cultivation of crops. Soybean is a raw material for the production of many food products and an important source of vegetable oils and proteins which could be a good choice for the farmers of this province. This study was performed to investigate temporal and spatial variations of soybean water productivity, under different irrigation scenarios, in Gavshan irrigation and drainage network –Razavar river- Kermanshah and Kordestan provinces, as an important indicator to identify areas suitable for the cultivation of this crop. For this purpose, a GIS-based software (for presentation and analyzing spatial data), was used along with a tool called Reference Weather from the Crop Growth Monitoring System (for weather data interpolation) and AquaCrop software plug-in version (for simulating scenarios). The study area was divided into 37 regular grids of 5 by 5 km. Based on the available soil reports, 24 homogeneous soil units were identified in the study area. Then to simulate a model, 94 homogeneous units were delineated by overlaying of grid weathers and soil units. For each grid of weather, daily reference crop evapotranspiration was calculated using the Penman-Monteith equation based on daily weather data (1988-2015). The files required to run the AquaCrop model were prepared based on the available information for each homogeneous unit. Then, soybean growth was simulated under 3 irrigation scenarios (60, 80 and 100% potential irrigation requirement) for all homogeneous units, and for 28 years (1988-2015), using a calibrated model. For these simulations, 7896 projects were prepared and implemented with the AquaCrop plug-in version. The results showed that grain yield, seasonal evapotranspiration and consequently soybean water productivity are affected by irrigation scenarios. The mean grain yield, seasonal evapotranspiration, and water productivity under 60% irrigation scenario decreased to 56.64, 30.76, and 37.78% relative to the full irrigation scenario, respectively. The results also indicated that these parameters had temporal and spatial variations. These changes increased with increasing water stress intensity (except for temporal changes in seasonal evapotranspiration) in irrigation scenarios. The reason for temporal changes in the studied parameters can be due to annual changes in weather parameters (temperature, precipitation, sundial, etc.). But, spatial changes are due to the simultaneous effect of spatial changes in climatic and soil conditions (water holding capacity, topography, hydraulic conductivity, etc.) and their interactions on each other. With increasing water stress intensity, the annual fluctuations of seasonal evapotranspiration decreased. The reason for this is the dependence of seasonal evapotranspiration on the growth period and air temperature, which does the opposite. In general, the average water productivity of soybean in Mian-Darband plain was higher than in Bile-var plain. According to simulated water productivity, B1 and B4 irrigation zones in the Bile-var plain, and D4 and D9 irrigation zones in Mian-Darband plain were more suitable to soybean cultivation from the point of view of water productivity, which is the key factor in arid and semi-arid climate of Iran.

    Keywords: AquaCrop model, CGMS, Ecosystem sustainability, Gavshan irrigation network, Oilseeds}
  • اسماعیل فرخی، مهدی نصیری محلاتی *، علیرضا کوچکی، سید علیرضا بهشتی

    مطالعه حاضر با هدف شبیه سازی محتوای رطوبت خاک، تبخیر و تعرق و پوشش کانوپی گوجه فرنگی تحت رژیم های مختلف آبیاری در مراحل مختلف رشد با استفاده از مدل آکوواکراپ در شرایط آب و هوایی مشهد به اجرا درآمد. آزمایش به صورت کرت‌های خرد‌شده در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در دو سال زراعی 1396-1395 اجرا شد. عامل کرت اصلی شامل کم‌آبیاری به میزان 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی گیاه در مرحله رویشی و عامل کرت فرعی شامل کم‌آبیاری به میزان 100، 75 و 50 درصد نیاز آبی گیاه در مرحله زایشی بود. مدل آکوواکراپ با استفاده از داده های اندازه گیری شده واسنجی و صحت سنجی گردید.  به طور کلی، محتوای رطوبت خاک، تبخیر و تعرق و پوشش کانوپی گوجه فرنگی با دقت قابل قبولی توسط مدل آکوواکراپ صحت سنجی شد، با این وجود کارایی مدل با افزایش تنش آب کاهش پیدا کرد. میانگین مربعات خطای نرمال‌شده بدست آمده برای محتوای آب خاک و پوشش کانوپی گوجه فرنگی در همه تیمارهای آبیاری 36/13 و 87/13، 25/16 و 87/12 درصد به ترتیب برای مرحله واسنجی و صحت سنجی بود، که این نتایج نشان دهنده توانایی بالای مدل آکوواکراپ در شبیه سازی تغییرات رطوبت خاک و پوشش کانوپی در طول دوره رشد گوجه فرنگی می باشد. نتایج این پژوهش نشان داد که مدل آکوواکراپ می تواند در شرایط تنش آبی در سطح قابل قبولی واسنجی شود و به عنوان ابزاری سودمند برای تصمیمات حمایتی در زمان و میزان آبیاری گوجه فرنگی تبدیل شود.

    کلید واژگان: آکوواکراپ, کراپ وات, کم آبیاری, مدل سازی, موازنه آب خاک}
    E. Farrokhi, M. Nassiri Mahallati*, A. Koocheki, S.A. Beheshti
    Introduction

    The modeling approach for the simulation of the growth and development of tomatoes in Iran has been overlooked. Calibrated crop simulation models, therefore, are increasingly being used as an alternative means for the rapid assessment of water-limited crop yield over a wide range of environmental and management conditions. AquaCrop is a multi-crop model that simulates the water-limited yield of herbaceous crop types under different biophysical and management conditions. It requires a relatively small number of explicit and mostly intuitive parameters to be defined compared to other crop models and has been validated and applied successfully for multiple crop types across a wide range of environmental and agronomic settings. This study was conducted as a two-year field experiment with the aim of the simulation of soil water content, evapotranspiration, and green canopy cover of tomato using AquaCrop model under different irrigation regimes at two growth stages in Mashhad climate conditions.

    Materials and Methods

    A field experiment was conducted over two consecutive seasons (2016-2017) in the experimental field of Ferdowsi University of Mashhad, located in Khorasan Razavi province, North East of Iran. The experiment was laid out in a split-plot design with different irrigation regimes at the vegetative and at the reproductive stage as the main and subplot factors, replicated thrice. In total, 27 plots of 4.5×3 m (13.5 m2) were used at a planting density of 2.7 plants per m2. Seedlings were planted in a zigzag pattern into twin rows, with a distance of 1.5 m between them, so there were four twin rows of three meters in each plot. The distance between tomato plants within each twin-row was 0.5 meters. A buffer zone spacing of 3 and 1.5 m was provided between the main plots and subplots, respectively. The following experimental factors were studied: three irrigation regimes (100= 100% of water requirement, 75= 75% of water requirement, 50= 50% of water requirement) and two crop growth stages (V= vegetative stage and R= Reproductive stage). The drip irrigation method was used for irrigation. The tomato water requirement was calculated using CROPWAT 8.0 software. The irrigation water was supplied based on total gross irrigation and obtained irrigation schedule of CROPWAT. Model accuracy was evaluated using statistical measures, e.g., R2, normalized root means square error (NRMSE), model efficiency (E.F.), and d-Willmott. The 2016 and 2017 measured soil and canopy data sets were used for calibration and validation of the AquaCrop model, respectively.

    Results and Discussion

    For a water-driven model, such as AquaCrop, it is important to evaluate its effectiveness in simulating soil water content. During calibration (2016), the model simulated the soil water content with good accuracy. The simulated soil water content values were close to the observed values during calibration (2016) for all treatments with R2 ranging from 0.90 to 0.97, NRMSE in range of 8.47 to 17.96%, d varying from 0.76 to 0.99, and M.E. ranging from 0.87 to 0.96. Validation results indicated the good performance of the model in simulating soil water content for most of the treatments (0.79<R2<0.99, 10.04%<NRMSE<18.65%, 0.77<ME<0.92). Appropriate parameterization of canopy cover curve is critical for the model to provide accurate estimates of soil evaporation, crop transpiration, biomass, and yield. In general, the calibration results showed good agreement between simulated and observed data for canopy cover development in all treatments with high R2 values (>0.87), good E.F. (>0.61), low estimation errors (RMSE, ranging from only 4.5 to 9.2) and high d values (>0.92).

    Conclusion

    The AquaCrop model (version 6.1) was calibrated and validated for modeling soil water content, evapotranspiration, and green canopy cover for tomatoes under drought stress conditions. In general, soil water content, evapotranspiration, and green canopy cover of tomato were simulated by AquaCrop model with acceptable accuracy in both calibration and validation stages. However, the model performance was more accurate in no and/or moderate stress conditions than in severe water stress environments. In conclusion, the AquaCrop model could be calibrated to simulate the growth and soil water content of tomatoes under temperate conditions reasonably well and become a very useful tool to support the decision on when and how much irrigate. For R2, values > 0.90 were considered very well, while values between 0.70 and 0.90 were considered good. Values between 0.50 and 0.70 were considered moderately well, while values less than 0.50 were considered poor. Root mean square error ranges from 0 to positive infinity and expresses in the units of the studied variable. An RMSE approaching 0 indicates good model performance.

    Keywords: AquaCrop model, CropWat, Deficit irrigation, Modelling, Soil water balance}
  • حبیب کریمی اورگانی، مهدی هاشمی*، عبدالمجید لیاقت، سید ابراهیم هاشمی گرم دره

    عملکرد ضعیف بهره برداری شبکه های آبیاری منجر به توزیع غیرمطمین آب سطحی بین کشاورزان شده است. لذا اصلاح و بهبود نحوه توزیع آب در شبکه آبیاری امری ضروری است. برای انجام این مهم دو راهکار عملی ارتقاء شیوه بهره برداری و برآورد دقیق میزان تقاضای آب کشاورزی وجود دارد که در مورد هر یک به صورت جداگانه تحقیقات زیادی صورت گرفته است. در این پژوهش برای اولین بار با توسعه و تلفیق دو مدل AquaCrop  و مدل هیدرودینامیک ICSS، اثر بهبود میزان دقت برآورد تقاضای آب در بهره برداری روزانه از شبکه آبیاری رودشت، تحت سناریوی کم آبی در شرایط موجود بررسی شد. بدین منظور در ابتدا میزان تقاضای روزانه آب کشاورزی برای هر منطقه زراعی درجه دو و براساس الگوی کشت موجود در منطقه با استفاده از مدل AquaCrop برآورد گردید. پس از محاسبه میزان متوسط دبی تحویلی روزانه به هر آبگیر (خروجی مدل شبیه ساز توزیع آب در کانال اصلی) مقدار شاخص ارزیابی عملکرد کفایت توزیع آب در دو حالت، 1) با در نظر گرفتن مقدار نیاز مشخص شده توسط مدیر شبکه (شرایط موجود) و 2) مقدار تدقیق شده تقاضا در محل آبگیر محاسبه گردید. بررسی مقادیر شاخص کفایت توزیع آب حاکی از آن است که تدقیق میزان تقاضای آب کشاورزی برای کلیه آبگیرها سبب بهبود مقدار این شاخص از 3% تا 16% شد. بهبود مذکور عمدتا در بالادست و میان دست کانال اصلی با کاهش میزان حقابه و در پایین دست با افزایش میزان حقابه و امکان دریافت آب بیشتر محقق شده است. نتایج تحقیق نشان داد با تدقیق میزان تقاضای آب کشاورزی، عدالت توزیع آب بین آب بران نیز تا حدودی بهبود یافته است.

    کلید واژگان: بهره برداری, کانال آبیاری, کفایت توزیع آب, مدل AquaCrop, مدل هیدرودینامیک ICSS}
    Habib Karimi Avargani, Mehdy Hashemy *, Abdolmajid Liaghat, Seyyed Ebrahim Hashemi Garmdareh

    The poor performance of irrigation districts led to the unreliable distribution of surface water among farmers. Therefore, it is necessary to improve the water distribution in the irrigation district. For this purpose, there are two practical solutions, improve operational method and adjustment of estimation of agricultural water demand, each of which has been researched separately. In this study, for the first time, the effect of improving the adjustment of estimation of water demand was investigated by developing and combining AquaCrop model and ICSS hydrodynamic model for Roodasht irrigation district under a water shortage scenario in the status quo. For this purpose, the daily agricultural water demand was estimated for each of the secondary irrigated units based on the cultivation pattern by using the AquaCrop model. After calculating the average daily flow rate to each off-take (the output of the water distribution simulator model in the main canal) the adequacy index was calculated for two conditions, 1) with considering the amount of requirements specified by the network administrator  (available condition) and 2) adjustment of water demand. The results showed that the performance evaluation indicator improved from 3% to 16% for all off-takes by adjustment of agricultural water demand. This improvement has been achieved by reducing the amount of water right in the upstream and middle of the main canal and increasing the amount of water right for downstream. Also, the equity of water distribution has improved among water users by adjustment of agricultural water demand.

    Keywords: Adequacy, AquaCrop Model, ICSS Hydrodynamic Model, Irrigation Canal, Operational Management}
  • محمود سبزیان*، علی رحیمی خوب، محمود مشعل، ساسان علی نیایی فرد
    سال های اخیر توجه زیادی به کشت بدون خاک یا هیدروپونیک در آب و محلول غذایی در گلخانه ها شده است. هدف از انجام این تحقیق مقایسه پارامتر بهره وری آب نرمال شده کاهو بین دو کشت خاکی و هیدروپونیک و همچنین ارزیابی مدل آکواکراپ در شبیه سازی عملکرد و کارایی مصرف آب گیاه کاهو در دو محیط کشت هیدروپونیک و کشت خاکی است. پارامتر بهره وری برای شبیه سازی رشد گیاه در مدل آکواکراپ استفاده می شود. آزمایش های دو کشت فوق به طور هم زمان طی دو دوره کشت در گلخانه تحقیقاتی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران انجام شد. داده های کشت اول برای واسنجی پارامتر بهره وری آب نرمال شده و داده های کشت دوم برای صحت سنجی استفاده شدند. نتایج نشان داد که پارامتر فوق در دو کشت خاکی و هیدروپونیک متفاوت است و به ترتیب برابر 3/14 و 8/15 گرم بر مترمربع برای این دو نوع کشت می باشد. مدل آکواکراپ با استفاده از این مقادیر برای دوره دوم کشت اجرا شد و مقدار زیست توده در طی دوره رشد شبیه سازی شد و با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه گردید. نتایج آماری نشان داد که مدل آکواکراپ با استفاده از مقادیر واسنجی شده بهره وری آب نرمال شده با دقت مناسبی عملکرد گیاه کاهو را طی دوره رشد شبیه سازی می کند. کارایی مصرف آب نیز در هر دو دوره کشت برای دو کشت هیدروپونیک و کشت خاکی اندازه گیری و شبیه سازی شد و نتایج نشان داد کارایی مصرف آب در کشت هیدروپونیک نسبت به کشت خاکی بیشتر می باشد و مدل نیز قابلیت خوبی در شبیه سازی کارایی مصرف آب در هر دو محیط کشت دارا می باشد. همچنین مقدار تاج پوشش برای هر دو محیط کشت، در هر دو دوره کشت اندازه گیری و توسط مدل شبیه سازی شد و نتایج نشان داد که مدل برای هر دو محیط کشت، مقدار تاج پوشش را به خوبی شبیه سازی می کند. با توجه به نتایج به دست آمده در این تحقیق نتیجه گرفته شد، محیط کشت بر عملکرد کاهو تاثیرگذار می باشد و عملکرد و کارایی مصرف آب در کشت هیدروپونیک نسبت به کشت خاکی بیشتر است و مدل آکواکراپ نیز دارای دقت نسبتا بالایی در شبیه سازی عملکرد ، کارایی مصرف آب و همچنین شبیه سازی تاج پوشش برای گیاه کاهو است.
    کلید واژگان: کشت هیدروپونیک, کشت خاک, عملکرد, کارایی مصرف آب, مدل آکواکراپ}
    Mahmoud Sabzian *, Ali Rahimikhoob, Mahmood Mashal, Sasan Aliniaeifard
    In recent years, there has been high attention towards soilless cultivation or hydroponic for growing plants in greenhouses. In the current study we addressed normalized water productivity of lettuce (Lactuca sativa) between soil and hydroponic cultivations and also the assessment of AquaCrop model in simulation of yield and water use efficiency of lettuce cultivation methods. The Normalized Water Productivity is used for simulating plant growth in AquaCrop model. The experiments on two mentioned cultivations were conducted during two cultivation periods. The first cultivation’s data were used for calibrating the productivity parameter of normalized water and the second’s cultivation data were used for validation. The obtained results suggested that the productivity parameter of normalized water was different for soil and hydroponic cultivations, it was 14.3 and 15.8 g m-2, respectively for the two cultivation types. AquaCrop model was performed using these amounts for second cultivation period and the value of biomass was simulated during growth period and then was compared to the measured values. The results indicated that AquaCrop model simulated the performance of lettuce with a suitable accuracy during growth period using the calibrated values of normalized water productivity. Water use efficiency (WUE) was also measured and simulated in both cultivation periods for hydroponic and soil cultivations. The results indicated that the water use efficiency (WUE) in hydroponic is higher than WUE in soil cultivation. Also, the amount of canopy cover was measured for both culture mediums in both cultivation periods and was simulated by the model and the results showed that the model simulates the amount of canopy cover well for both culture mediums. Also AquaCrop model has higher accuracy in the simulation of performance and WUE for lettuce. According to the obtained results, it was concluded that the culture medium influenced the performance of lettuce plant; and performance and WUE in hydroponic cultivation is higher than soil cultivation. Furthermore, AquaCrop model has relatively high accuracy in the simulation of performance, WUE, and also simulation of canopy cover for lettuce plant.
    Keywords: hydroponic cultivation, soil cultivation, Yield, Water Use Efficiency, AquaCrop model}
  • Mojgan Ahmadi *

    Remote sensing (RS) technology can be effective in many agricultural activities due to the associated valuable features such as the ability to take multi-time and multi-spectral images, the ability to distinguish between time and radiometry, and a wide and integrated view of the area. The RS technology also could help to estimate the actual evapotranspiration and to investigate the crop water productivity. In this study, the effect of precipitation, temperature and potential evapotranspiration of the GLDAS model on the outputs of Aqua Crop model in Qazvin synoptic station for two wheat and maize products from 1979 to 2013 have been investigated. Also, the parameters of GLDAS model, the precipitation during 1979-2015 and the evapotranspiration during 1979-2013 were examined. The Penman Monteith method was used to compute the potential evapotranspiration of Qazvin station. The results of the GLDAS model, the precipitation model data and station data, R2 = 0.97 and NRMSE = 0.38 show that there is a high determination coefficient between these two data sets. The statistical results show R2 = 0.99 and NRMSE = 0.10 between the evapotranspiration data obtained from the GLDAS model and station data. The results of the statistical evaluation of the outputs of Aqua Crop model, Qazvin station data and the GLDAS model for maize and wheat products showed that the model is more accurate in biomass and yield according to the RMSE and NRMSE indices.

    Keywords: AquaCrop model, evapotranspiration, GLDAS model, Precipitation, Water productivity}
  • حدیثه رحیمی خوب*، تیمور سهرابی*، مجتبی دلشاد
    پارامترهای به کار رفته در مدل های شبیه ساز تحت شرایط مختلف مدیریتی و زیست محیطی مقادیر متفاوتی به خود اختصاص می دهند. تحلیل حساسیت به عنوان یک رویکرد موثر برای تشخیص اثرگذارترین پارامترها در روند مدل سازی و بررسی عدم قطعیت خروجی مدل ها شناخته شده است. در این پژوهش حساسیت پارامترهای رشد مدل AquaCrop برای گیاه ریحان تحت تنش های مختلف کود نیتروژن مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور آزمایشی در گلخانه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در کرج انجام شد. پارامترهای رشد به کار رفته در مدل AquaCrop شامل بهره وری آب نرمال شده (*WP)، پوشش گیاهی اولیه (CC0)، حداکثر ضریب تعرق گیاهی ()، ضریب رشد پوشش گیاهی (CGC) و ضریب کاهش پوشش گیاهی (CDC) با استفاده از روش Beven (1979) تحلیل حساسیت شدند. نتایج نشان داد، بیشترین حساسیت خروجی مدل AquaCrop، نسبت به تغییر پارامتر *WP است. در نتیجه لازم است برای افزایش دقت و عملکرد مدل، این پارامتر برای شرایط محیطی و نوع محصول واسنجی شود. هم چنین، مقایسه ضرایب حساسیت به دست آمده برای هر یک از پارامترهای رشد نشان داد با افزایش درجه تنش کود نیتروژن، حساسیت مدل نیز افزایش یافته است. اما نرخ افزایش یکسانی بین پارامترهای رشد مشاهده نشد. به عبارت دیگر، تاثیرپذیری پارامترها از کمبود کود نیتروژن متفاوت بود.
    کلید واژگان: تحلیل حساسیت, مدل AquaCrop, پارامترهای رشد گیاه}
    Hadisseh Rahimikhoob *, Teymour Sohrabi, Mojtaba Delshad
    Crop model parameters are influenced by different management and environmental conditions. Sensitivity analysis is recognized as an effective approach for identifying the most influential parameters in the modelling process and output uncertainty assessment. In present study, the sensitivity of AquaCrop model parameters for basil was evaluated under different nitrogen fertilizer stresses. For this purpose, an experiment was conducted in the research greenhouse of the College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran. Crop growth parameters used for sensitivity analysis include normalized water productivity (Wp < sup>*), initial canopy cover (CC0), maximum transpiration coefficient (), canopy growth coefficient (CGC) and canopy decline coefficient (CDC) which analyzed by Beven (1979) approach. The results showed that the highest sensitivity of the AquaCrop model was due to the change in the Wp < sup>* parameter. Therefore, it is necessary to calibrate this parameter under different environmental conditions and for diverse crop species to increase the accuracy and performance of the model. Also, comparison of the sensitivity coefficients obtained for each of the growth parameters showed that by increasing nitrogen fertilizer stress, the model sensitivity also increased. But the growth rate was not the same among the selected parameters. In other words, the impressibility of parameters was different from nitrogen deficiency.
    Keywords: Sensitivity analysis, AquaCrop model, Crop growth parameters}
  • حدیثه رحیمی خوب*، تیمور سهرابی*، مجتبی دلشاد

    بخش کشاورزی در فرآیند رشد و توسعه اقتصادی جوامع مختلف از اهمیت ویژه ای برخوردار است. کاربرد کودهای نیتروژنی به عنوان یکی از مهم ترین عوامل تولید و افزایش بهره وری محصولات کشاورزی به شمار می آید. مدیریت و مصرف بهینه کود صرفا بر اساس آزمایش های مزرعه ای یا گلخانه ای زمان بر و هزینه بر است. لذا مدل هایی که اثرات تنش های مختلف حاصلخیزی بر تولید محصول را شبیه سازی می کنند، ابزارهایی مفید در برنامه ریزی و بهینه سازی مصرف کود هستند. در مدل AquaCrop میزان عملکرد محصول تحت تنش کودی توسط روش نیمه کمی (Semi-quantitative) شبیه سازی می شود. هدف از این تحقیق، شبیه سازی پاسخ گیاه به تیمارهای مختلف کوددهی و ارزیابی روش نیمه کمی در مدل AquaCrop است. بدین منظور، گیاه ریحان در داخل گلخانه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران طی دو دوره کشت شد. بررسی اثر تنش حاصلخیزی در پنج سطح کاربرد کود نیتروژنی (کود اوره) و سه تکرار انجام شد. ابتدا روش نیمه کمی مورد واسنجی قرار گرفت. نتایج واسنجی نشان داد، ضریب بهره وری آب نرمال شده در اثر تنش حاصلخیزی به میزان 41 درصد کاهش یافت. سپس مدل AquaCrop در تخمین متغیرهای زیست توده و پوشش گیاهی با استفاده از شاخص های آماری صحت سنجی شد. دامنه تغییرات به دست آمده برای شاخص های R2، MBE و RRMSE برای متغیر زیست توده گیاه به ترتیب برابر با 98/0-95/0، 56/21-72/1 گرم بر مترمربع، 07/19 -42/17 درصد و برای پوشش گیاهی به ترتیب برابر با 78/0-66/0، 86/12-44/6 درصد و 83/21-66/19 درصد بود. با توجه به نتایج، از مدل AquaCrop و روش نیمه کمی می توان به عنوان یک ابزار مناسب جهت شبیه سازی رشد گیاه در شرایط تنش حاصلخیزی استفاده نمود.

    کلید واژگان: مدل AquaCrop, روش نیمه کمی, گیاه ریحان}
    Hadisseh Rahimikhoob *, Teymour Sohrabi, Mojtaba Delshad

    The agricultural sector is particularly important in the economic growth and development of different societies. The application of Nitrogen fertilizer is one of the most influential factors in agricultural productivity enhancement. Management and optimum fertilizer consumption based on field or greenhouse experiments are time and cost consuming. Therefore, the application of models that simulate the effects of different fertility stresses on crop production are useful tools in fertilizer planning and optimization. In the AquaCrop model, the crop biomass is simulated using a semi-quantitative method. The purpose of this study was to simulate basil response to different fertilizer treatments and evaluate the semi-quantitative method used in the AquaCrop model. For this purpose, a study was carried out in a research greenhouse of the College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, during two growth periods. Five levels of nitrogen fertilizer application (Urea fertilizer) with three replications was investigated to find out the effect of fertility stress on basil yield. Initially, the semi-quantitative method was calibrated. The calibration results showed that the normalized water productivity coefficient decreased by 41%. Then, the AquaCrop model was validated using statistical measures to estimate biomass and canopy cover. The variation range for R2, MBE and RRMSE indices for crop biomass were 0.95-0.98, 1.72-21.56 g m-2, 17/42-19.07% and for canopy cover were 0.66-0.78, 6.44-12.86% and 19.66-21.83%, respectively. According to the results, the AquaCrop model and the semi-quantitative method can be used as a suitable tool to simulate crop growth under soil fertility stress conditions.

    Keywords: AquaCrop model, semi-quantitative method, Basil}
  • ابراهیم امیری*، مجتبی رضایی، فهیمه شیرشاهی

    این تحقیق به منظور بررسی و ارزیابی دقت مدل AquaCrop در شبیه سازی عملکرد دانه و بیوماس کل در شرایط مدیریت شوری و خشکی آبیاری در گیاه برنج در رشت طی سال های زراعی 90- 89 به صورت کشت گلدانی در ستاد موسسه تحقیقات برنج کشور واقع در رشت در قالب فاکتوریل بر پایه طرح بلوک کامل تصادفی با 3 تکرار به اجرا درآمد. تیمارها شامل 4 سطح شوری آب آبیاری به شرح: S1، آب معمولی با شوری کمتر از 1 دسی زیمنس بر متر، S2، S3، S4 به ترتیب شوری آب 2، 4، 6 دسی زیمنس بر متر و همچنین پنج روش آبیاری شامل I0: آبیاری غرقاب دائم، I1، I2، I3، I4 به ترتیب آبیاری در حالت اشباع (AWD)، آبیاری در ظرفیت زراعی (FC)، آبیاری در نقاط رطوبتی 100، 90 و 80 درصد ظرفیت زراعی بود. مدل AquaCrop برای برنج نسبت به تنش شوری و خشکی مورد ارزیابی قرارگرفته است. داده های اندازه گیری شده سال اول برای واسنجی و سال دوم برای صحت سنجی مورداستفاده قرار گرفت. با استفاده از ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ریشه میانگین مربعات خطا نرمالایز شده (RMSEn)، درصد خطای نسبی و آزمون تی (T-test) مقایسه نتایج شبیه سازی شده با داده های اندازه گیری شده انجام شد. مدل AquaCrop بیوماس کل را به طور میانگین با ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطای نرمال شده به ترتیب 83/0 و 11% در تیمارهای شوری کمتر از آستانه تحمل شوری گیاه تا 6/0 و 38% در تیمارهای شوری بالاتر از آستانه و عملکرد دانه را به ترتیب در تیمارهای کمتر تا بیشتر از آستانه 85/0 و 9% تا 43/0 و 33% شبیه سازی کرد نتایج نشان می دهد که مدل در شوری های کمتر از آستانه تحمل شوری گیاه عملکرد قابل قبول دارد.

    کلید واژگان: برنج, رشت, مدل Aquacrop, مدیریت شوری}
    E. Amiri *, M. Rezaeii, F. Shirshahi

    This study conducted in order to assess accurate of Aquacrop Model in yield grain and Biomass simulation under rice(Hasham cultivar) deficit and saline irrigation management conditions in Rasht Rice Research Institute of Iran, during two year from 2009-2011. This experiment was conducted in form of factorial randomized complete block design with 3 replications. Treatments consisted of 4 levels of salinity as follows: S1, tap water with salinity less than 1 dS m, S2, S3, S4, respectively salinity of 2, 4, 6 dS m and five irrigation methods include I0: Irrigation continuous, I1, I2, I3, I4, respectively, in water saturation (AWD), irrigation at field capacity (FC), irrigation water content of 100, 90 and 80% of field capacity. AquaCrop model was evaluated for rice under deficit and salinity stress. Measured data of first and second year were used to calibrate and validate respectively. the root mean square error (RMSE), normalized root mean square error (RMSEn), the percentage relative error and test (T-test) was used in order to comparing simulation results with measured data. Grain yield was simulated with lower the threshold 0.85 and 9% to 0.43 and 33% in the model simulation results show that Model has acceptable performance in salinities less than the threshold salinity.

    Keywords: Rice, Rasht, Aquacrop Model, Salinity Management}
  • محمدعلی انصاری، اصلان اگدرنژاد*، نیازعلی ابراهیمی پاک

    پژوهش حاضر به منظور ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه سازی عملکرد وکارایی مصرف سیب زمینی تحت شرایط تنش آبی در پنج سطح (E0، E1، E2، E3 و E4 به ترتیب نشان دهنده 100، 85، 70، 50 و 30 درصد تامین نیاز آبی) و زمان اعمال تنش در سه دوره زمانی از رشد (T1، T2 و T3 به ترتیب نشان دهنده 50 روز رشد اول (استقرار بذر و رشد رویشی)، دوم (مرحله میانی) و سوم (رسیدن فیزیولوژیکی گیاه) از کل دوره رشد) انجام شد. نتایج نشان داد که مدل AquaCrop در شبیه سازی عملکرد دچار خطای بیش برآوردی و در تعیین کارایی مصرف آب دچار خطای کم برآوردی شد. مقادیر خطای این مدل با توجه به مقادیر RMSE و NRMSE برای هر دو پارامتر عملکرد و کارایی مصرف آب قابل قبول بود. بیشینه و کمینه خطای شبیه سازی عملکرد به ترتیب برابر با 3/0 (E1T3) و 15/3 (E1T2) بود. نتایج به دست آمده برای کارایی مصرف آب نیز نشان داد که بیشترین و کمترین خطا به ترتیب برابر با 53/0 (E3T2) و 03/0 (E4T2) بود. اختلاف مقادیر شبیه سازی و مشاهداتی برای تیمارهای E1، E2، E3 و E4 به ترتیب برابر با 24/0، 25/0، 19/0 و 44/0 کیلوگرم بر مترمکعب و اختلاف مقادیر شبیه سازی و مشاهداتی برای تیمارهای T1، T2 و T3 به ترتیب برابر با 19/0، 36/0 و 22/0 کیلوگرم بر مترمکعب بود. بنابراین با افزایش میزان تنش و همچنین در اوایل دوره رشد سیب زمینی، مدل خطای بیشتری در برآورد کارایی مصرف آب داشت.

    کلید واژگان: تنش آبی, عملکرد سیب زمینی, مدل سازی گیاهی, مدل AquaCrop}
    M. A. Ansari, A. Egdernezhad*, N. A. Ebrahimipak

    This study was conducted to evaluate AquaCrop for the simulation of potato yield and water use efficiency (WUE) under different water stress values at five levels (E0, E1, E2, E3 and E4, indicating 100, 85, 70, 50 and 30 percent of crop water needed, respectively) in three times during growth cycles (T1, T2, and T3, indicating 50, 100, and 150 days after sowing, respectively). The results showed that AquaCrop had overestimated and underestimated error for the simulation of yield and WUE, respectively. Based on RMSE and NRMSE values, the errors for yield and WUE were acceptable. The maximum and minimum error were also 0.3 (E1T3) and 3.15 (E1T2), respectively. The results obtained for WUE showed that the maximum and minimum were 0.53 (E3T2) and 0.03 (E4T2), respectively. The average differences between simulated and observed results (ADSO) of WUE for E1, E2, E3 and E4 were 0.24, 0.25, 0.19, and 0.44 ton.ha-1, respectively; the ADSO of yield for T1, T2, and T3 was 0.19, 0.36, and 0.22 ton.ha-1, respectively. Therefore, AquaCrop showed a high error for WUE when water stress was increased and crop was in its initial crop growth.

    Keywords: AquaCrop model, Potato yield, Crop modeling, Water stress}
  • ام البنی محمدرضاپور*، میثم امیری، محبوبه ابراهیمی، امین امینی
    بی تردید شناخت و درک هرچه بیشتر پدیده خشکسالی و الگوی توزیع جغرافیایی آن منجر به مدیریت بهتر و مناسب تر تغییرات به وجود آمده و درنهایت کاهش اثرات ناشی از آن خواهد گشت. در این پژوهش به منظور پهنه بندی (منطقه بندی) خشکسالی نیمه جنوبی استان گلستان از شاخص خشکسالی بارش استاندارد ([1]SPI)  و  روش تجزیه به عامل ها (PC) استفاده شده است. برای این منظور از داده های بارندگی ماهانه 16 ایستگاه هواشناسی با پراکنش مناسب در منطقه طی یک دوره 43 ساله از سال 93-1350 استفاده شد. شاخص بارش استاندارد، برای هر یک از ایستگاه های منتخب در دو مقیاس 3 و 12 ماهه محاسبه گردید. تجزیه به عامل های مربوط به داده های SPI برای پهنه بندی منطقه از نظر خشکسالی با استفاده از آنالیز اجزای اصلی صورت گرفت. نتایج تجزیه به مولفه های اصلی این  شاخص در مقیاس سه ماهه و دوازده ماهه نشان داد که تعداد 6  عامل ویژه بزرگ تر از یک برای مقیاس سه ماهه و 7 عامل ویژه  برای مقیاس دوازده ماهه وجود دارد که بیش از  و58 72 درصد از واریانس کل را در مجموع برای شاخص 3 و 12 ماهه توجیه می کند. جهت تعیین و تشخیص مناسب بودن داده ها برای تحلیل عاملی از دو روش KMO و روش کرویت-بارتلتاستفاده شد، که نتایج این آزمون ها نشان داد، تحلیل عاملی برای شناسایی ساختار مدل در منطقه مورد مطالعه مناسب است. درنهایت بررسی ها نشان داد پس از چرخش SPI در مقیاس سه ماهه  ودوازده ماهه با روش واریامکس نرمالیزه با توجه به ضرایب عامل ها، استان گلستان به 6 ناحیه متمایز  از نظر شاخص 3 ماهه و 7 ناحیه از نظر شاخص 12 ماهه تفکیک شده است که می توان در اتخاذ تصمیمات مدیریتی مشترک و بهنگام از لحاظ موضوع خشکسالی و کاهش عواقب ناشی از آن با شناخت بیشتر در مورد نحوی پراکنش این پدیده در سطح استان مورداستفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: مولفه اصلی, خشکسالی, شاخص بارش استاندارد}
    Meysam Amiri, Mahboobeh Ebrahimi, Amin Aminirakan, Om Mohammadrezapour *
    This study was carried out using AquaCrop plant growth model to simulate potato crop yield in irrigation levels of 100, 80 and 65 percent of plant water requirement under climate change conditions in Shahrekord region. The data of two years of 2013 and 2014 were used to calibrate and validate the AquaCrop plant growth model. In order to investigate the effect of climate change on product yield, the output data of the HadCM3 general circulation model under two scenarios A2 and B1 for the periods 2011- 2030 and 2046-2065 are downscaled using LARS-WG model and used as inputs of the growth model. Based on the results, the simulation of potato yields with the AquaCrop plant growth model was carried out with high precision so that the average difference between observed and simulated values in calibration and validation stage was 0.56 and 0.68 ton/ha, respectively. Also, the mean absolute error (MAE) for simulating minimum temperature, maximum temperature, sunshine hours and precipitation with LARS-WG model was 0.05, 0.03, 0.01 and 0.16, respectively which reflects the good performance of the model in producing climate data for the future periods. Simulation results showed that the potato yield for the periods 2011-2030 and 2046-2065 under the A2 scenarios was 15.8 and 24.5 percent, respectively, and under B1 scenario, 11.8 and 22.4 percent increase compared to the base period. Also, for I80 and I65 treatments, the yield value decreases in both the future periods and the two scenarios campared to the base period.
    Keywords: AquaCrop model, Climate scenario, LARS-WG model, Potato, Shahrekord}
  • زهرا ایزدی، علی حیدر نصرالهی*، بیژن حقیقتی
    این پژوهش با استفاده از مدل رشد گیاهی AquaCrop به منظور شبیه سازی عملکرد محصول سیب زمینی در سطوح آبیاری 100، 80 و 65 درصد نیاز آبی گیاه تحت شرایط تغییر اقلیم در منطقه شهرکرد انجام شد. از داده های دو سال زراعی 1392 و 1393 برای واسنجی و صحت سنجی مدل رشد گیاهی AquaCrop استفاده گردید. برای بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر عملکرد محصول، داده های خروجی مدل گردش عمومی HadCM3 تحت دو سناریویA2  و B1 برای دوره های 2030-2011 و 2065-2046 توسط مدل آماری LARS-WG ریزمقیاس نمایی و به عنوان ورودی های مدل رشد به کار برده شد. براساس نتایج، شبیه سازی عملکرد سیب زمینی با مدل رشد گیاهی AquaCrop با دقت بالایی صورت گرفت به طوری که متوسط اختلاف بین مقادیر مشاهداتی و شبیه سازی شده در مرحله واسنجی و صحت سنجی به ترتیب 0/56 و 0/68 تن بر هکتار بدست آمد. همچنین میانگین خطای مطلق (MAE) برای شبیه سازی دمای حداقل، دمای حداکثر، ساعات آفتابی و بارش با مدل LARS-WG به ترتیب 0/05 ، 0/03، 0/01 و 0/16 بدست آمد که بیانگر کارایی خوب مدل در تولید داده های اقلیمی برای دوره های آتی می باشد. نتایج شبیه سازی نشان داد که عملکرد سیب زمینی برای دوره های 2011-2030 و 2065-2046 تحت سناریو A2 به ترتیب 8/15 و 5/24 درصد و تحت سناریو B1 به ترتیب 11/8و 22/4درصد نسبت به دوره پایه افزایش می یابد. همچنین برای تیمارهای I80 و I65  مقدار عملکرد در هر دو دوره آتی و هر دو سناریوی اقلیمی نسبت به دوره پایه کاهش نشان می دهد.
    کلید واژگان: سناریوی اقلیمی, سیب زمینی, شهرکرد, مدل AquaCrop, مدل LARS-WG}
    Zohre Izadi, Ali Heidar Nasrolahi *, Bijan Haghighati
    This study was carried out using AquaCrop plant growth model to simulate potato crop yield in irrigation levels of 100, 80 and 65 percent of plant water requirement under climate change conditions in Shahrekord region. The data of two years of 2013 and 2014 were used to calibrate and validate the AquaCrop plant growth model. In order to investigate the effect of climate change on product yield, the output data of the HadCM3 general circulation model under two scenarios A2 and B1 for the periods 2011- 2030 and 2046-2065 are downscaled using LARS-WG model and used as inputs of the growth model. Based on the results, the simulation of potato yields with the AquaCrop plant growth model was carried out with high precision so that the average difference between observed and simulated values in calibration and validation stage was 0.56 and 0.68 ton/ha, respectively. Also, the mean absolute error (MAE) for simulating minimum temperature, maximum temperature, sunshine hours and precipitation with LARS-WG model was 0.05, 0.03, 0.01 and 0.16, respectively which reflects the good performance of the model in producing climate data for the future periods. Simulation results showed that the potato yield for the periods 2011-2030 and 2046-2065 under the A2 scenarios was 15.8 and 24.5 percent, respectively, and under B1 scenario, 11.8 and 22.4 percent increase compared to the base period. Also, for I80 and I65 treatments, the yield value decreases in both the future periods and the two scenarios campared to the base period.
    Keywords: : AquaCrop Model, Climate scenario, LARS-WG model, Potato, Shahrekord}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال