پيش‌بيني رطوبت و شوري نيم رخ خاك با استفاده از مدل AquaCrop در تيمارهاي مختلف كم-آبياري و شوري

Prediction of Soil Profile Moisture and Salinity Using AquaCrop Model Under Different Deficit Irrigation and Salinity Treatments

مدل‌هاي گياهي و رياضي براي شبيه سازي رطوبت و شوري نيم رخ خاك ابزار مناسبي براي بهبود مديريت آبياري، افزايش محصول و راندمان آبياري مي باشند. به همين منظور در اين مطالعه نتايج شبيه سازي رطوبت و شوري نيم رخ خاك توسط مدل AquaCrop با مقادير اندازه گيري شده رطوبت و شوري در مزرعه مقايسه شد. اين آزمايش در قالب طرح كرت هاي خرد شده به صورت فاكتوريل بود كه در آن سه عامل شوري آب آبياري (S1، S2 و S3 به ترتيب معادل ?/?، ?/? و ?/? دسي زيمنس بر متر) در سه سطح به عنوان كرت هاي اصلي و دو رقم گندم (قدس و روشن) و مقدار آب آبياري در ? سطح (I4، I3، I2 و I1 به ترتيب معادل ??، ??، ??? و ??? درصد نياز آبي گياه) به عنوان كرت هاي فرعي اجرا گرديد. نتايج تحليل حساسيت نشان داد كه مدل در برآورد رطوبت و شوري به ترتيب به پارامترهاي رطوبت در ظرفيت زراعي (FC?) و رطوبت اشباع خاك (Sat?) حساسيت متوسطي دارد. به طور كلي دقت مدل در برآورد رطوبت بيشتر از دقت آن در برآورد شوري نيم رخ خاك بود. به طوري كه مقادير متوسط ريشه دوم ميانگين مربعات خطا نرمال شده (NRMSE)، بيشينه خطاي نرمال شده (NME)، شاخص سازگاري (d)، ضريب باقي مانده (CRM) و ضريب تعيين (R2) در رقم روشن براي پيش بيني رطوبت به ترتيب ??/?? درصد، ??/?? درصد، 79/0، ???/? و ??/? و براي پيش بيني شوري به ترتيب ?/?? درصد، ??/?? درصد، 72/0، ???/? و ??/? به دست آمد. در رقم قدس مقدار اين پارامترها براي پيش بيني رطوبت به ترتيب ?/?? درصد، ??/?? درصد، ??/0، 55/0 و 61/0 و براي پيش بيني شوري به ترتيب ?/?? درصد، ??/?? درصد، ??/0 ، ???/? و ??/? به دست آمد. همچنين مدل رطوبت لايه هاي عمقي خاك را با دقت بيشتري نسبت به لايه هاي سطحي و شوري لايه هاي سطحي خاك را با دقت بيشتري نسبت به لايه هاي عمقي برآرود نمود. براساس شاخص‌هاي آماري ارايه شده، دقت مدل AquaCrop در برآورد رطوبت در اعماق و زمان‌هاي مختلف بيشتر از شوري بود.

Agrohydrological models that simulate soil moisture and salinity profile are useful tools for improving irrigation management and increasing irrigation efficiency and crop yield. In this study soil moisture and salinity profile were simulated by AquaCrop software, and compared with field measured soil moisture and salinity data. This study was carried out as split plot design (factorial form). Treatments consisted of three levels of irrigation water salinity (S1, S2, S3 corresponding to 1.4, 4.5, 9.6 dS/m) as main plot, two wheat varieties (Ghods and Roshan) and four levels of irrigation water amount (I1, I2, I3, I4 corresponding to 125, 100, 75, 50% of crop water requirement) as sub plot. Based on the results, soil moisture and salinity profiles were moderately sensitive to volumetric water content at the field capacity (?FC), and soil water content at the saturation (?Sat) levels, respectively. Overally, the model accuracy in estimation of the moisture was higher than that in estimation of soil salinity at the soil profile. For Roshan cultivar, the average values of NRMSE, NME, d, CRM and R2 for the simulated soil water contents were 11.72%, 26.81%, 0.79, 0.045, and 0.62, while for the simulated soil salinity they were 24.2%, 52.81%, 0.72, 0.187, and 0.58, respectively. For Ghods cultivar, the average values of these parameters for simulated soil water contents were 11.8%, 26.87%, 0.79, 0.055, and 0.61, while for the simulated soil salinity they were 24.6%, 52.97%, 0.72, 0.193, and 0.57, respectively. The model estimated soil moisture at the deeper soil layers and salinity at the surface soil layers more accurate than those in the surface and deeper soil layers, respectively. According to the statistical indices, the AquaCrop model’s accuracy in estimation of the soil moisture at different depths and times was higher than that in estimation of salinity.