الگوبندي عملكرد محصولات مختلف در شرايط شوري آب آبياري با استفاده از مدل SWAP

Patterning Different Crops Yield with Saline Water Irrigation

در اين تحقيق تاثير كميت و كيفيت‌هاي مختلف آب آبياري بر عملكرد محصولات، انتقال آب و املاح در نيمرخ خاك، با استفاده از مدلSWAP شبيه‌سازي شد. آزمايش‌هاي مزرعه‌اي بررسي مديريت‌هاي مختلف آبياري با آب شور بر عملكرد، اجزاي عملكرد و شوري خاك طي چند سال در ايستگاه تحقيقات زهكشي رودشت اصفهان بر روي شش محصول عمده منطقه شامل گندم، جو، پنبه، آفتابگردان، پياز و چغندرقند انجام گرديد. واسنجي مدلSWAP به روش مدلسازي معكوس و با لينك آن به مدل PEST صورت گرفت. واسنجي مدل شامل پارامترهاي هيدروليكي لايه‌هاي خاك، پارامترهاي انتقال املاح خاك و پارامترهاي گياهي بوده و براي سنجش اعتبار مدلسازي، از شاخص‌هاي آماري ضريب تبيين، ريشه ميانگين مربعات خطا، حداكثر خطا، كارايي مدلسازي و ضريب باقيمانده استفاده گرديد. نتايج نشان داد كه مدلSWAP با واسنجي دقيق و كامل، در تخمين انتقال آب و املاح خاك و نيز عملكرد محصول در شرايط شوري خاك از دقت خوبي برخوردار است. براي تعيين توابع توليد-آب-شوري، مدلSWAP به مدلSENSAN لينك گرديد و با تغيير خودكار عمق و شوري آب آبياري، مدل اجرا گرديد. براي تعيين تابع توليد بهينه هر محصول، شش مدل خطي، كاب داگلاس، نمايي، ترانسلوگ، درجه دوم و ليونتيف تعميم يافته فرض و پارامترهاي اين مدل‌ها به روش حداقل مربعات معمولي توسط نرم افزار شازم، استخراج گرديد. بر اساس شاخص‌هاي آماري، تابع بهينه توليد-آب-شوري محصولات گندم، جو، چغندرقند، پياز و پنبه ليونتيف تعميم يافته و آفتابگردان درجه دوم بدست آمد.

In this study, the effects of different quality and quantity levels of irrigation water on crop yield, soil water and solute transport were simulated using SWAP model. Field experiments were conducted for the six main crops of the region such as wheat, barley, onion, sunflower and sugar beet at Rudasht drainage and soil reclamation research station. The effects of water salinity under different irrigation managements on crop yield, crop yield components and soil salinity were investigated. The SWAP model was calibrated by inverse modeling and was linked with the PEST model. The model calibration consisted of hydraulic parameters of soil layers as well as solute transport and crop parameters. In order to evaluate modeling validity, statistical indices such as coefficient of determination, root mean square error, modeling efficiency and coefficient of residual mass were calculated. Result of the model analysis showed that with precise calibration, SWAP model is able to predict soil water and solute transport and crop yield with high degree of accuracy. To determine crop-water-salinity production functions, SWAP model was linked to the SENSAN model, then by changing irrigation water depth and salinity values, the model was executed. In order to determine optimal production function for each crop, six functions including linear, cobb douglas, transcendental, translog, quadratic and the Leontief were examined and the pertinent parameters were determined with ordinary least square method using SHAZAM model. Based on statistical indices the optimal production function for wheat, barely, sugar beet, onion and cotton were adjusted Leontief and for sunflower was quadratic.