ارزيابي مدل SWAP در شبيه‌سازي عملكرد، اجزاي عملكرد و بهره‌وري مصرف آب سويا

Evaluation of SWAP Model for Simulating Soybean Yield, Yield Components and Water Productivity

در اين پژوهش، مدل SWAP در برآورد عملكرد دانه، عملكرد بيولوژيك، شاخص سطح برگ و بهره‌وري مصرف آب سويا و همچنين رطوبت موجود در نيم رخ خاك مورد ارزيابي قرار گرفت. مدل SWAP بر اساس نتايج مزرعه‌اي حاصل از كشت سويا براي چهار تيمار آبياري شياري شامل آبياري كامل، كم آبياري سنتي در حد 75 و 50 درصد جبران نقصان رطوبتي خاك و آبياري بخشي منطقه ريشه در حد 50 درصد جبران نقصان رطوبتي خاك در سال زراعي 88-87 تحليل حساسيت شد. سپس بر اساس نتايج مزرعه‌اي سال زراعي 89-88، مورد واسنجي، اعتبارسنجي و ارزيابي قرار گرفت. نتايج اين مطالعه نشان داد كه اين مدل، عملكرد دانه را بهتر از عملكرد بيولوژيك شبيه‌سازي مي‌كند. بهترين شبيه‌سازي بهره‌وري مصرف آب سويا در تيمار آبياري بخشي منطقه ريشه و بدترين شبيه‌سازي در تيمار كم آبياري سنتي در حد 50 درصد جبران نقصان رطوبتي خاك به‌دست آمد. بر اساس نتايج آماره‌هاي محاسبه‌شده در اين پژوهش، بهترين شبيه‌سازي مدل كه بيشترين مطابقت را با داده‌هاي اندازه‌گيري شده داشت به ترتيب در عملكرد دانه، بهره‌وري مصرف آب، شاخص سطح برگ، عملكرد بيولوژيك و مقدار رطوبت حجمي خاك به‌دست آمد (كمترين ميزان RMSE و ME و بيشترين ميزان ضريب تبيين). همچنين نتايج تحليل حساسيت مدل نشان‌داد كه مدل SWAP نسبت به داده‌هاي ورودي رطوبت باقي‌مانده و هدايت هيدروليكي اشباع بسيار حساس مي‌باشد و با كوچك‌ترين تغيير در اين داده‌هاي ورودي خاك، نتايج خروجي (مقادير پارامترهاي شبيه‌سازي‌شده) به شدت تغيير مي‌كنند.

In this research, SWAP model was evaluated to estimate soybean grain yield, biological yield, leaf area index, water productivity, and available soil water content in soil profile. The sensitivity of SWAP model was analyzed based on the field results obtained from soybean planting with four furrow irrigation treatments including full irrigation, conventional deficit irrigation at 75% and 50% soil moisture deficit compensation, and partial root zone drying at 50% soil moisture deficit compensation in 2008 agronomical year. Then it was calibrated, validated and evaluated based on the field results of the agronomical year 2009. The results of this study indicated that this model simulated grain yield better than biological yield. The best and the worst simulations of soybean water productivity were obtained at partial root zone drying and conventional deficit irrigation treatments at 50% soil moisture deficit compensation, respectively. Based on calculated statistical indices in this research, the best simulations of the model that had the best fitting with the measured data, were at grain yield, water productivity, leaf area index, biological yield, and volumetric soil water content (the least RMSE and ME and the highest R2), respectively. Also the results of the model sensitivity analysis showed that SWAP model was sensitive to soil input data, i.e. residual moisture and saturated hydraulic conductivity, and with any little change in these input data, output results (the amounts of simulated parameters) varied greatly.