ارزيابي مدل DSSAT در برآورد بهره‌وري آب و عملكرد لوبيا چشم بلبلي در سطوح مختلف آب كاربردي

Evaluation of DSSAT Model in Estimating Cowpea Water Productivity and Yield at Different Levels of Applied Water

حبوبات بعد از گندم و برنج سهم عمده­اي در رژيم غذايي در كشور دارند. رشد اين گياهان خيلي سريع بوده و تنش خشكي نقش مهمي در عملكرد آن دارد. هدف از اين بررسي، ارزيابي مدل DSSAT در شبيه‌سازي رشد و عملكرد لوبياي چشم بلبلي در شرايط سطوح مختلف آب كاربردي است. بدين منظور، طرح آزمايشي اسپليت پلات در قالب طرح بلوك كامل تصادفي با سه تكرار در شهرستان كياشهر و در دو سال 1396 و 1397 انجام شد. تيمارهاي اصلي شامل آبياري با سطوح كاربردي 40% ،60% ،80%، 100% و120% نياز آبي گياه و تيمار فرعي شامل آبياري در مرحله رويشي، آبياري در مرحله زايشي و آبياري كامل بود. مقادير شبيه­ سازي و اندازه­ گيري شده عملكرد دانه با استفاده از آماره‌هاي ضريب تبيين، آزمون t، ريشه ميانگين مربعات خطا (RMSE) و ريشه ميانگين مربعات خطاي نرمال شده(nRMSE)، ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه تفاوت عملكرد دانه برآورد شده با عملكرد مشاهده شده (RMSE = 92 و nRMSE = 12.62%) قابل قبول بود. در مورد زيست‌توده نيز با توجه به شاخص‌هاي آماري ارزيابي، تفاوت مزبور در حد خوبي تبيين گرديد. (RMSE = 130 وnRMSE = 5.91%). با استفاده از عملكرد دانه اندازه­گيري شده و اجزاي بيلان آب شبيه­ سازي شده از مدل DSSAT، مقدار بهره­وري آب مبتني بر تبخير و تعرق (WPET) حدود 33% كمتر از بهره ­وري مبتني بر تعرق (WPT) محاسبه شد. با توجه به نتايج تحقيق، تيمار آبياري در هر دو مرحله رويشي و زايشي برابر 100% نياز آبي بيشترين ميزان تعرق (383 ميلي­متر) را داشت و به عنوان مديريت بهينه آبياري در مراحل رشد انتخاب شد.

Pulses have a special position, after wheat and rice, in the Iranian people diet. The growth of these plants is very fast and water stress has an important effect on their yield. The objective of this study was to evaluate the DSSAT Model in simulating the growth and yield of cowpea under different levels of irrigation water. An experiment was conducted as a randomized complete block design (RCBD) with three replications in Kiashahr City, Iran, in the crop seasons of 2017 and 2018. The main treatments included irrigation with management of 40%, 60%, 80%, 100%, and 120% of plant water requirement and the three sub-treatments included irrigation at vegetative or reproductive stages, and full irrigation. In this experiment, the DSSAT simulation model was used to evaluate water efficiency and water balance components. Evaluation of simulated and measured values of grain yield was performed using the parameters of coefficient of determination, t-test, root mean square error (RMSE) and root mean square normalized error (nRMSE). The results showed that the difference between the predicted grain yield and the observed values was acceptable (RMSE=92 and nRMSE = 12.62%). Total biomass was also well simulated (RMSE=130 and nRMSE = 5.91%). Using the measured grain yield and water balance components simulated from the DSSAT model, the water productivity based on evapotranspiration (WPET) was about 33% lower than that based on transpiration (WPT). According to the results, irrigation with 100% water requirement at both vegetative and reproductive stages resulted in the highest transpiration (383mm), and was selected as the optimum irrigation management during the growing season.