شبیه‌سازی عملکرد سیب‌زمینی (Solanum tuberosum L.) تحت شرایط آبیاری با استفاده از دو مدل AquaCrop و Cropsyst

Abstract

به‌منظور ارزیابی دو مدل AquaCrop و Cropsyst در شبیه‌سازی عملکرد و کارآیی مصرف آب سیب‌زمینی، تحقیق حاضر در یک مزرعه تحقیقاتی در چهارتخته شهرکرد در دو سال زراعی با استفاده از دو تیمار مقدار تنش آبی در پنج سطح (E0، E1، E2، E3 و E4 به­ترتیب نشان‌دهنده‌ی 100، 85، 70، 50 و 30 درصد تأمین نیاز آبی که بر اساس نتایج لایسیمتر تعیین شده بود) و زمان اعمال تنش در سه دوره زمانی از کشت سیب‌زمینی شامل T1، T2 و T3 به­ترتیب نشان‌دهنده‌ی 50 روز رشد اول (کشت بذر و رشد رویشی)، دوم (رشد کامل) و سوم (رسیدن گیاه) از کل دوره رشد و مجموعاً 30 داده انجام شد. از داده‌های سال اول به منظور واسنجی و داده‌های سال دوم برای صحت‌سنجی این دو مدل استفاده شد. نتایج شبیه‌سازی توسط AquaCrop نشان داد که بیشترین و کمترین خطای عملکرد به­ترتیب برابر با 15/3 (E1T2) و 3/0 (E1T3) تن در هکتار و بیشترین و کمترین خطای کارآیی مصرف آب به­ترتیب برابر با 53/0 (E3T2) و 03/0 (E4T2) کیلوگرم بر مترمکعب بود. بیشترین و کمترین خطای برآورد عملکرد توسط مدل Cropsyst به­ترتیب برابر با 34/2 (E3T3) و 35/0 (E1T2) تن بر هکتار بودند. این مقادیر برای کارآیی مصرف آب به­ترتیب برابر با 32/0 (E3T2) و 03/0 (E1T1) کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد. مقادیر آماره‌ NRMSE عملکرد برای مدل‌های AquaCrop و Cropsyst در مرحله واسنجی به­ترتیب 9/0 و 7/0 و در مرحله صحت‌سنجی به­ترتیب برابر با 5/0 و 9/0 بود. مقادیر آماره EF عملکرد برای مدل AquaCrop در مراحل واسنجی و صحت‌سنجی به­ترتیب برابر با 99/0 و 95/0 و برای مدل Cropsyst در این دو مرحله به­ترتیب برابر با 90/0 و 79/0 بود. بنابراین، گرچه هر دو مدل دقت مطلوبی داشتند ولی AquaCrop کارآیی بهتری داشت. بر اساس این نتایج، استفاده از مدل AquaCrop در تنش‌های آبی خفیف (به دلیل شبیه‌سازی بهتر واکنش گیاه به آب جذب‌شده) و کاربرد Cropsyst در تنش‌های شدیدتر (به دلیل استفاده این مدل از معادله مبتنی برتابش) توصیه می‌شود. همچنین، کاربرد مدل Cropsyst در مرحله میانی رشد سیب‌زمینی بهتر از مدل AquaCrop است.

Keywords

• تنش آبی
• مدل آب محور
• مدل تابش‌محور
• مدل‌سازی گیاهی