بهينه سازي مصرف آب و عملكرد گندم زمستانه در شرايط تنش شوري و خشكي با استفاده از مدل SWAP (مطالعه موردي: شهرستان برخوار)

Optimization of Water Use and Enhancement of Yield of Winter Wheat under Combined Salinity and Drought Stress Using SWAP Model (Case Study: Borkhar)

انجام آزمايش هاي مزرعه اي به منظور تعيين مقدار بهينه آب مصرفي براي توليد حداكثر محصول، وقت گير و پرهزينه مي-باشد. به همين منظور در اين تحقيق مدل اگرو هيدرولوژيكي SWAP 3.03 در برآورد عملكرد گندم زمستانه تحت شرايط كميت و كيفيت هاي مختلف آب آبياري مورد ارزيابي قرار گرفت و تابع بهينه توليد آب- شوري- عملكرد براي گندم تعيين شد. در اين تحقيق سه سطح آبياري با عمق هاي 80=W1، 100=W2 و 120=W3 ميليمتر و چهار سطح شوري 8/0=S1، 2=S2، 4=S3 و 6=S4 دسي زيمنس بر متر براي شش مقدار تخليه مجاز رطوبت خاك (3/0=M1، 4/0=M2، 5/0=M3، 6/0=M4، ?/0=M5 و 8/0=M6) در نظر گرفته شد. مقادير عملكرد و كارآيي مصرف آب در حالت هاي مختلف محاسبه گرديد و بهترين مقدار براي تخليه مجاز رطوبت خاك برابر با ?/? بدست آمد. سپس داده هاي عملكرد بر شكل هاي مختلف توابع توليد (خطي ساده، خطي لگاريتمي، درجه دوم و نمايي) برازش داده شد و تابع بهينه توليد گندم تعيين گرديد. بيشترين و كمترين محصول بترتيب با 6619 و 2048 كيلوگرم در هكتار مربوط به تيمار آبياري W1S1M2 و تيمار آبياري W1S4M6 بود. نتايج نشان داد كه تابع توليد درجه دوم براي گندم به عنوان تابع بهينه توليد، قابل توصيه مي باشد. بررسي مقادير حداكثر خطا (ME) نشان مي دهند كه بيشترين خطا مربوط به توابع خطي لگاريتمي و خطي ساده مي باشد. تيمارهاي آبياري W1S1M3 و W1S1M4 با 61/0 كيلوگرم بر مترمكعب پر بازده ترين سطوح آبياري بودند، اما با افزايش تنش خشكي و شوري بهره وري آب كاهش مي يابد. منحني هاي هم محصول نشان مي دهند كه با افزايش ميزان آبياري، مي توان از آب آبياري با شوري بالاتري در آبياري گندم استفاده نمود، به نحوي كه عملكرد نيز تغيير نكند.

Field studies to determine optimum amount of water required for maximum production are time-consuming and expensive. Therefore, in this study the agro-hydrological model SWAP 3.03 was used to simulate winter wheat yield under different qualities and quantities of irrigation water and to determine water-salinity-yield optimum function. Irrigation treatments consisted of four water salinity levels (S1=0.7, S2=2, S3=4 and S4=6 dS/m), three amounts of water (W1=80, W2=100, and W3=120 mm), and six levels of management allowed depletion (MAD1=0.3, MAD2= 0.4, MAD3= 0.5, MAD4= 0.6, MAD5= 0.7 and MAD6= 0.8). Yield and water use efficiency values were determined in different modes and the best MAD value obtained was 0.5. Yield data were fitted to different forms of production functions (simple linear, logarithmic linear, quadratic and transcendental) and the best one was established based on sensitivity analysis. The maximum grain yield (6619 kg/ha) corresponded to W1S1MAD2 treatment and the minimum yield (2048 kg/ha) corresponded to W1S4 MAD3 treatment. The results showed that the quadratic production function was optimal for production and could be recommended. Investigation of the maximum values of error (ME) showed that the logarithmic linear and simple linear functions had the highest error. In the irrigation treatments, W1S1MAD3 and W1S1MAD4 with 0.61 kg /m3 had the highest water use efficiency. However, water use efficiency decreased when water stress and salinity increased. The iso-yield curve showed that by increasing amounts of irrigation, more saline water could be applied without a change in yield.