نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

ارزیابی کارایی و تحلیل حساسیت مدل آکواکراپ در شبیه‌سازی عملکرد و بهره‌وری مصرف آب فلفل دلمه تحت تنش شوری و کم‌آبیاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه زابل
2 دانشیار گروه مهندسی اب دانشگاه زابل
10.22125/iwe.2025.505403.1861
چکیده
پژوهش حاضر با هدف تحلیل حساسیت مدل گیاهی اکواکراپ در استان سیستان و بلوچستان انجام شد. در این پژوهش، فلفل دلمه تحت آبیاری قطره‌ای به‌صورت طرح کرت‌های خرد شده و با سه تکرار کشت گردید. تیمارهای پژوهش شامل مقدار آب آبیاری (I1: 60، I2: 80 و I3: 100 درصد ظرفیت زراعی خاک) و 3 سطح شوری آب آبیاری (S1 ، S2، S3 معادل 1، 3 و 5 دسی‌زیمنس بر متر) بود. در ادامه میزان حساسیت این مدل گیاهی نسبت به تغییرات پارامترهای رشد گیاهی شامل بهره‌وری آب نرمال شده (WP*)، حداکثر ضریب تعرق گیاهی (KCTrx)، پوشش گیاهی اولیه (CC0)، ضریب رشد پوشش گیاهی (CGC)، ضریب کاهش پوشش گیاهی (CDC) و شاخص برداشت (HI) به روشBeven (1979) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که مدل اکواکراپ بیشترین حساسیت را نسبت به تغییرات پارامتر ضریب کاهش پوشش گیاهی، ضریب رشد پوشش گیاهی و بهره‌وری آب نرمال شده داشت. کمترین حساسیت را نیز نسبت به پارامتر شاخص برداشت داشت. متوسط ضریب حساسیت برای بهره‌وری آب نرمال شده (38/0)، حداکثر ضریب تعرق گیاهی (29/0)، پوشش گیاهی اولیه (31/0)، ضریب رشد پوشش گیاهی (43/0)، ضریب کاهش پوشش گیاهی (6/0-) و شاخص برداشت (12/0) به‌دست آمد. تغییرات عملکرد نسبت به مقادیر ضریب کاهش پوشش گیاهی معکوس و نسبت به مقادیر سایر پارامترهای گیاهی مستقیم بود. نتایج حاصل از واسنجی و صحت‌سنجی مدل بیانگر دقت و کارایی مناسب مدل در شبیه‌سازی عملکرد و بهره‌وری مصرف آب فلفل دلمه در شرایط تنش شوری و کم‌آبی بود. افزایش تنش شوری و آبی سبب افزایش حساسیت نتایج شبیه‌سازی مدل اکواکراپ شد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of the efficiency and sensitivity analysis of the Aquacrop model in simulating the yield and water productivity of bell pepper under salinity stress and irrigation deficiency

نویسندگان English

sadegh askari 1
piri piri 2
farzad hassanpour 1
1 university of zabol
2 faculty member of university of zabol
چکیده English

The present study aimed to analyze the sensitivity of Aquacrop model in Sistan and Baluchestan province.In this study, bell pepper plants were cultivated under drip irrigation in a split plot design with three replications. The treatments studied included the amount of irrigation water (I1: 60, I2: 80 and I3: 100% of the soil's agricultural capacity) and 3 levels of irrigation water salinity (S1, S2, S3, respectively equivalent to 1, 3 and 5 dS/m). Subsequently, the sensitivity of this plant model to changes in plant growth parameters including normalized water productivity (WP*), maximum plant transpiration coefficient (KCTrx), initial vegetation cover (CC0), vegetation growth coefficient (CGC), vegetation reduction coefficient (CDC) and harvest index (HI) was evaluated using the Beven (1979) method. The results showed that the Aquacrop model had the highest sensitivity to changes in the vegetation reduction coefficient, vegetation growth coefficient, and normalized water productivity. It also had the lowest sensitivity to the harvest index parameter. The average sensitivity coefficient was obtained for normalized water productivity (0.38), maximum plant transpiration coefficient (0.29), initial vegetation (0.31), vegetation growth coefficient (0.43), vegetation reduction coefficient (-0.6), and harvest index (0.12). Changes in bell pepper yield were inverse to the values of the vegetation reduction coefficient and direct to the values of other plant parameters. The results of model calibration and validation indicated the appropriate accuracy and efficiency of the model in simulating the yield and water use efficiency of bell pepper under salinity stress and water deficit conditions.

کلیدواژه‌ها English

Normalized water productivity
maximum plant transpiration coefficient
crop cover coefficient
crop modeling
ادبی، و.، ا.، عزیزیان، ه.، رمضانی­اعتدالی، ع.، کاویانی، و ب، آبابایی. 1398. آنالیز حساسیت موضعی مدل AquaCrop برای دو محصول گندم و ذرت در دو منطقه دشت قزوین و پارس­آباد مغان. آبیاری و زهکشی ایران،  13(6):1579-1565.
         احمدی، م.، خاشعی سیوکی، ع.، و م. ح سیاری. 1395. بررسی مدل مناسب تعیین نیاز آبی زعفران (Crocus sativus L) و تعیین میزان تنش‌های آبی وارده. بوم شناسی. 8(4-4): 520-505.
بنی­فری، ج.، ج.، اگدرنژاد، ع.، مختاران، م.، اسدی­لور، و د، خدادادی­دهکردی. 1403. تحلیل حساسیت پارامترهای رشد گیاه پنبه در مدل AquaCrop تحت مدیریتهای مختلف زراعی. آبیاری و زهکشی ایران، 18(3): 529-515.
گلابی، م و ع.ع. ناصری. 1394. ارزیابی مدل AquaCrop در پیشبینی عملکرد نیشکر و شوری پروفیل خاک تحت تنش شوری. تحقیقات آب و خاک ایران، 46(4): 694-685.
Abedi, M., A., Eghderanjad, and N.A, Ebrahimipak. 2019. Evaluation of AquaCrop model in simulating grain yield and wheat water consumption efficiency under different irrigation conditions in the field. Iran Scientific Journal of Agriculture and Plant Breeding, 15(1):1-14.
Ahmadee, M., M., Ghanbarpouri, and A., Egdernezhad. 2021. Applied irrigation water of wheat using sensitivity analysis and evaluation of AquaCrop. Water Management in Agriculture, 8(1), 15-30 (in Persian).
Ahmadi, S.H., E., Mosallaeepour, A.K., KamgarHaghighi and A.R., Sepaskhah. 2015. Modeling maize yield and soil water content with AquaCrop under full and deficit irrigation managements. Water Resources Management. 29, 2837-2853. (In Persian)
Beven, K. 1979. A sensitivity analysis of the Penman-Monteith actual evapotranspiration estimates. Journal of Hydrology, 44(3-4), 169-190.
Ebrahimipak, N.A., M., Ahmadee, A., Egdernezhad, and A., KhasheiSiuki. 2018. Evaluation of AquaCrop to simulate saffron (crocus sativus L.) yield under different water management scenarios and zeolite amount. Journal of Water and Soil Resources Conservation, 8(1), 117-132 (in Persian)
Ebrahimi-Pak, N.A., M., Ahmadi, A., Eghderanjad and A., Khashai-Siyuki, 2017. Evaluation of AquaCrop model in simulating saffron performance under different scenarios of low irrigation and zeolite consumption. Water and Soil Resources, 8(1):129-118. (In Persian)
Geerts, S., D., Raes, M., Garcia, R., Miranda, J., Cusicanqui, C., Taboada, J., Mendoza, R., Huanca, A., Mamani, O., Condori, J., Mamani, B., Morales, V., Osco, and P., Steduto. 2009.Simulating Yield Response of Quinoa to Water Availability with AquaCrop. Agronomy Journal, 101(3):499-508.
Guo, D., R., Zhao, X., Xing, and X., Ma. 2019. Global sensitivity and uncertainty analysis of the AquaCrop model for maize under different irrigation and fertilizer management conditions. Archives of Agronomy and Soil Science, 1-19.
Heng, L.k., T.C., Hsiao, S., T., Evett, Howell, and P., Steduto, 2009. Validating the FAO AquaCrop model for Irrigated and Water Deficient field maize, Agronomy Journal. 101(3):488-498.
Kale, S. 2016. Assessment of aquacrop model in the simulation of wheat growth under different water regimes. Scientific Papers. Series A. Agronomy, Vol. LIX.
Karimi Avargani H., A, .Rahimikhoob and M., Nazari Fard 2019. Sensitivity Analysis of Aquacrop Model for Barley in Pakdasht Region. Journal of Water and Soil Science. 2019; 23 (3) :53-63. (In Persian)
Lenhart, T., K., Eckhardt, N.Fohrer, and H. Frede. 2002. Comparison of two different approaches of sensitivity analysis. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 27(9-10), 645-654.
Mohammadi, M. b., Hero, K., Judgement, H., Ansari, and A., Shahidi. 2014. Validation of AquaCrop model in order to simulate the performance and efficiency of water consumption of winter wheat under simultaneous conditions of salinity and drought stress. Water and Soil Journal (Agricultural Sciences and Industries): 29(1):67-84. (In Persian)
Nasrolahi, Al. H., M., Ahmadee, and R., Rustum. 2024. Sensitivity Analysis of AquaCrop Model for Winter Wheat in Different Water Supply Conditions, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 150 (2), doi: https://doi.org/10.1061/JIDEDH.IRENG-10099.
Pajohideh, S. K., A., Eghderanjad, and F., Abbasi. 2023. Sensitivity analysis of corn plant growth parameters in the AquaCrop model under the interaction of water stress and nitrogen fertilizer. Water Management in Agriculture, 10(1):190-175. (In Persian)
Raes, D., P., Steduto, T. C., Hsiao, and E., Fereres, 2009. AquaCrop - the FAO crop model to simulate yield response to water: II. Main algorithms and software description. Agronomy Journal. 101(3): 438–447.
Rahimikhoob H., T., Sohrabi and M., Delshad. 2019. Performance evaluation of AquaCrop model in simulating Basil (Ocimum basilicum L.) growth under different soil fertility stress in controlled greenhouse conditions. Iranian journal of soil and water research. Accepted for publication. (In Farsi)
Shabani, A., M., Zakarinia, and M., Hossam. 2018. Evaluation of the effectiveness of the Aquacrop model in simulating the yield of Williams cultivar soybeans in Golestan province under salinity stress caused by Caspian Sea water and different irrigation levels. Irrigation Science and Engineering, 42(1):62-49. (In Persian)
Steduto, P., T. C., Hsiao, D., Raes, and E., Fereres. 2009. AquaCrop: The FAO crop model to simulate yield response to water: I. Concepts and underlying principles. Agronomy Journal, 101(3): 426-437.
Tourajzadeh, O., H., Piri, M., and Barati. 2024. Sensitivity analysis and evaluation of AquaCrop model in simulating water productivity and quinoa yield under different irrigation water amount and salinity management and Biochar and NanoBiochar application. Journal of Water and Soil Conservation, 31 (1), 1-25.
Vanuytrecht, E., Raes, D., and Willems, P. 2014. Global sensitivity analysis of yield output from the water productivity model. Environmental Modelling & Software, 51, 323-332.