تحلیل حساسیت و ارزیابی مدل اکوکراپ در شبیه‌سازی بهره‌وری مصرف آب و عملکرد کینوا تحت مدیریت‌های مختلف مقدار و شوری آب آبیاری و کاربرد بیوچار و نانوبیوچار

Abstract

سابقه و هدف: مدل‌های گیاهی ابزار مناسبی برای شبیه‌سازی پارامترهای مهم کشاورزی می‌باشند. با توجه به وجود تنش‌های محیطی در هر منطقه، مدل‌های گیاهی باید در هر منطقه ارزیابی شده و مورد تأیید قرار بگیرند. در سال‌های اخیر مدل‌های زیادی برای بررسی روابط آب و خاک و گیاه مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از این مدل‌ها، مدل اکوکراپ است. مدل مذکور بایستی برای هر محصول و در هر منطقه خاص واسنجی و ارزیـابی شود. اساس این مدل عکس‌العمل عملکرد محصول نسبت به آب مصرفی است و با استفاده از متغیرهای اقلیمـی، گیـاه، خـاک و مـدیریتی، عملکـرد محصول را شبیه‌سازی می‌کند. پارامترهای به‌کار رفته در مدل تحت تأثیر شرایط مختلف محیطی و مدیریتی تغییر می‌کند. تحلیل حساسیت به محققین کمک می‌کند تا اطلاعات کافی در خصوص تأثیر هر پارامتر و مقدار تغییرات آن در مرحله واسنجی داشته باشند. مواد و روش‌ها: تحقیق در قالب طرح فاکتوریل کاملا تصادفی در نیمه دوم آبان 1400 و 1401 در گلخانه اجرا شد. تیمارها شامل سه تیمار آب آبیاری (60، 80 و 100 درصد مقدار آب آبیاری به‌ترتیب، I1، I2 و I3)، سه سطح شوری (1، 4 و 7 دسی زیمنس بر متر به-ترتیب S1، S2 و S3)، دو نوع ماده اصلاحی (بیوچار (B) و نانوبیوچار (NB)) و سه سطح بیوچار و نانوبیوچار (0، 2 و 4 درصد وزنی خاک گلدان) بود. در پایان فصل برداشت عملکرد محصول اندازه‌گیری و بهره‌وری مصرف آب محاسبه شد. از داده‌‌های زراعی سال اول برای واسنجی مدل و از داده‌های زراعی سال دوم برای صحت‌سنجی مدل استفاده شد. برای آزمون دقت و بررسی کارایی مدل از آماره‌های خطای جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای اریب (MBE)، ضریب تبیین (R2) و درصد خطای نسبی (RE) استفاده شد. همچنین در تحقیق تحلیل حساسیت مدل به پارامترهای رطوبت در ظرفیت زراعی، پژمردگی و در حالت اشباع، ضریب گیاهی برای تعرق، عمق موثر ریشه، حد بالا و پایین ضریب تخلیه آب خاک برای توسعه گیاه، بیشینه رشد کانوپی، ضریب رشد و کاهش پوشش و بهره‌وری آب نرمال شده مورد بررسی قرار گرفت.یافته‌ها: با توجه به مقایسه مقادیر اندازه‌گیری شده و شبیه‌سازی شده عملکرد و بهره‌وری مصرف آب کینوا و محاسبه شاخص‌های ارزیابی آماری در هر دو مرحله واسنجی و صحت سنجی می‌توان بیان داشت که مدل اکوکراپ به‌خوبی توانسته است عملکرد و بهره‌وری مصرف آب را در شرایط استفاده از آب با مقادیر و کیفیت‌های مختلف و اصلاح‌کننده های بیوچار و نانوبیچار شبیه‌سازی کند. مقادیر درصد خطای نسبی (RE)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای اریب (MBE) و ضریب تبیین (R2) برای عملکرد در مرحله صحت‌سنجی با ماده اصلاحی بیوچار به‌ترتیب 66/0، 38/33، 12/24 و 98/0 و برای بهره‌وری مصرف آب در این مرحله به-ترتیب 29/0، 33/0، 11/0 و 96/0 به‌دست آمد. مقادیر درصد خطای نسبی (RE)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای اریب (MBE) و ضریب تبیین (R2) برای عملکرد در مرحله صحت‌سنجی با ماده اصلاحی نانوبیوچار به‌ترتیب 12/0، 08/22، 61/5 و 98/0 و برای بهره‌وری مصرف آب در این مرحله به‌ترتیب 17/0، 29/0، 05/0 و 96/0 محاسبه شد. با توجه به مقادیر کمتر آماره‌های خطا در شرایط استفاده از ماده اصلاحی نانوبیوچار، می‌توان گفت مدل در این شرایط بهتر توانسته است عملکرد و بهره‌وری مصرف آب را شبیه‌سازی کند. نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج به‌دست آمده می‌توان بیان داشت که مدل اکوکراپ با یک سطح اطمینان قابل قبول می‌تواند در شبیه‌سازی عملکرد و بهره‌وری مصرف آب گیاه کینوا تحت تیمارهای مختلف کمی و کیفی آب آبیاری و اصلاح کننده‌های خاک مورد استفاده قرار گیرد و به عنوان یک ابزار توانمند و کارامد در جهت انتخاب مدیریت بهینه آبیاری به کشاورزان، طراحان، متخصصان و مدیران کشاورزی کمک نماید.

Keywords

• بهره‌وری آب نرمال شده
• بیشینه رشد کانوپی
• ضریب رشد پوشش
• ضریب کاهش پوشش