شبيه‌سازي عملكرد و تبخير و تعرق ذرت علوفه‌اي با استفاده از مدل AquaCrop

Simulation of yield and evapotranpiration of forage maize using AquaCrop model

استفاده از مدل‌هاي گياهي هم‌چون مدل AquaCrop مي‌تواند ابزاري مفيد براي مديريت كارآتر مصرف آب باشد كه اين مدل‌ها قبل از بكارگيري بايستي مورد ارزيابي قرار گيرند. در اين پژوهش، دقت مدل AquaCrop در برآورد وزن تر اندام هوايي و تبخير و تعرق ذرت در شرايط متفاوت بافت و حاصلخيزي خاك مورد ارزيابي قرار گرفت. آزمايش مزرعه‌اي به‌صورت فاكتوريل در قالب طرح بلوك هاي كامل تصادفي با سه تيمار بافت خاك (لوم رسي سيلتي، لوم و لومي شني) و در سه سطح حاصلخيزي خاك (بدون افزودن كود، افزودن يك و دو درصد كود به خاك) و در سه تكرار در تابستان سال 1391 در منطقه جي و قهاب اصفهان اجرا شد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه اين مدل در پيش‌بيني وزن تر اندام هوايي ذرت علوفه‌اي بسيار كارآمد است. ميانگين خطاي نرمال شده (nRMSE) در برآورد وزن تر اندام هوايي ذرت در مرحله واسنجي و صحت سنجي به‌ترتيب 87/0% و 67/0% بدست آمد. پيش بيني تبخير و تعرق ذرت در طول فصل رشد توسط مدل با ميزان خطاي بيشتري همراه بود. بيشينه و كمينه ميانگين ريشه مربعات خطاي مدل، در تيمارهاي خاك لومي شني با افزودن دو درصد كود (SLF2) و خاك لوم با افزودن يك درصد كود(LF1) به‌ترتيب برابر 88/0 و 42/1 ميلي متر بر روز بدست آمد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه ميانگين مقادير RMSE و nRMSE در شبيه‌سازي تبخير و تعرق ذرت در خاك لوم شني به ترتيب برابر 16/1 و 3/24% است كه بيش‌تر از ميانگين مقادير RMSE و nRMSE در دو نوع خاك لوم رسي سيلتي و لوم -كه به‌ترتيب برابر 08/1، 2/26% و 93/0، 4/20% است- مي باشد. البته بايد به اين نكته توجه داشت كه دقت مدل در پيش‌بيني تبخير و تعرق در سطوح مختلف حاصلخيزي خاك بسته به بافت خاك متفاوت بود به‌طوري‌كه در خاك لوم بيش‌ترين ميزان خطا در تيمار بدون افزودن كود(97/0 ميلي متر) و در خاك لوم شني در تيمار با افزودن دو درصد كود(42/1 ميلي متر) حاصل گرديد.

Crop models such as AquaCrop can be a useful tool for better management of water consumption. However, these models should be evaluated before applying. In this study, the accuracy of the AquaCrop model in estimating shoot fresh weight and evapotranspiration of Maize in different soil fertilities and soil textures was evaluated. Field experiments were done as a factorial experiment in a completely randomized design with three soil texture treatments (including silty clay loam, loam and sandy loam) and three levels of soil fertility (including without added fertilizer, adding one and two percent of the fertilizer into the soil). The study was conducted in summer of 2012 in Jey and Qahab region in Isfahan. Results of this study showed that prediction of the model for shoot fresh weight of fodder maize was extremely efficient. The normalized root mean square errors (nRMSE) of the shoot fresh weight of fodder maize for calibration and validation stages were obtained as 0.87% and 0.67%, respectively. Predicting maize evapotranspiration during the growing season by the model had a higher error rate. Maximum and minimum of the root mean square error was obtained in the sandy loam soil with the addition of two percent of the fertilizer treatments (SLF2) and loam soil by adding one percentage of the fertilizer (LF1) with values of 0.88 and 1.42 mm per day, respectively. Results of this study showed that the mean values of RMSE and nRMSE in simulating maize evapotranspiration for sandy loam soil were 1.16 mm and 24.3% that were more than mean values of RMSE and nRMSE for silty clay loam soil type and loam which were 1.08 mm, 26.2% and 0.93 mm, 20.4%, respectively. However, the model accuracy in predicting maize evapotranspiration was varied at different levels of soil fertility depending on soil types so that the maximum value of RMSE in the loam soil was obtained in treatment without fertilizer (LF0) and in sandy loam soils in treatment with two percent fertilizer (SLF2).