بهینه‌سازی مقدار آب آبیاری و آبشویی براساس تیمارهای مختلف مدیریت و شوری آب با استفاده از مدل Aquacrop

باتوجهبهمحدودیت هایتولیددرمناطق خشک و نیمه خشک،بهینه سازی مقدارآبیاری و آبشویی ازاهمیتزیادی برخورداراست. در این پژوهش از مدل aquacrop واسنجی و صحت سنجی شده برای دو رقم گندم زمستانه (قدس و روشن) در منطقه بیرجند و یک رقم گندم بهاره (روشن بهاره) در منطقه مشهد، به منظور بهینه سازی مقدار آب آبیاری و آبشویی استفاده شد. تیمارهای آبیاری برای گندم های زمستانه 125%، 100%، 75% و 50 درصد نیاز آبی و شوری آب 4/1، 5/4 و 6/9 دسی زیمنس بر متر بود. تیمارهای آبیاری برای گندم بهاره 100%، 90%، 65% و 40 درصد نیاز آبی و شوری آب 5/0، 9/1، 25/5، 6/8 و 10 دسی زیمنس بر متر بود. کدنویسی انجام‌شده در نرم‌افزار matlab به‌منظور دست یابی به مقدار بهینه آبیاری و آبشویی در شرایط محدودیت زمین، با مدل aquacrop پیوند شد. نتایج بهینه سازی نشان داد که سود خالص برای مدیریت آبیاری و آبشویی مناسب در تمام سطوح شوری و رقم های مختلف گندم به‌جز سطوح شوری 6/8 و 10 دسی زیمنس بر متر رقم روشن بهاره، بیشتر از مدیریت های فعلی در شرایط مزرعه بود. مقدار افزایش سود در مدیریت های بهینه نسبت به مدیریت موجود برای رقم قدس در سطوح شوری 4/1، 5/4 و 6/9 دسی زیمنس بر متر به ترتیب 4/51%، 9/78% و 5/142 درصد و برای رقم روشن برای همین سطوح شوری به ترتیب 7/42%، 8/20% و 3/0% بدست آمد. همچنین مقدار افزایش سود در مدیریت های بهینه نسبت به مدیریت موجود برای رقم روشن بهاره در سطوح شوری 5/0، 9/1، 25/5، 6/8 و 0/10 دسی زیمنس بر متر به ترتیب 0/5%، 7/13%، 3/34%، 4/27% و 4/51 % بدست آمد. به‌طورکلی نتایج بهینه سازی نشان داد که در مناطقی که زه آب تولیدی حاصل از آبیاری یکی از مشکلات مهم محیط زیستی و عامل نارضایتی کشاورزان پایین دست آن منطقه است، می توان با کاهش آب آبیاری و قبول مقدار ناچیزی کاهش سود (کمینه صفر و بیشینه 29 درصد) این مشکل را برطرف نمود.

Optimizing Irrigation Water Depth and Leaching Based on Different Water Management and Salinity Treatments Using AquaCrop Model

Considering limitations of agricultural productions in arid and semiarid regions, optimization of irrigation depth and leaching is very important. In this study, calibrated and validated AquaCrop model was used in order to optimize irrigation water depth and leaching for two varieties of winter wheat (Ghods and Roshan) in Birjand region and one variety of wheat (spring Roshan) in Mashhad region. For winter wheat, irrigation treatments included 125%, 100%, 75% and 50% of water requirement and water salinities of 1.4, 4.5, and 9.6 dS/m for winter wheat. For spring wheat, irrigation treatments consisted of 100%, 90%, 65%, and 40% of water requirement and water salinities of 0.5, 0.9, 5.25, 8.6, and 10 dS/m. The coding written in Matlab program was linked to the AquaCrop in order to achieve the optimized values of irrigation and leaching in the land constraint conditions. The optimization results showed that net profit for the best irrigation and leaching management at all salinity levels and different wheat varieties, except for salinity levels of 8.6 and 10 dS/m in the spring Roshan variety and level of 9.6 dS/m in the winter Roshan variety, was more than the current management in field conditions. The increases in profits in optimal management compared to the current management for Ghods variety at the salinity levels of 1.4, 4.5, and 9.6 dS/m were 51.4%, 78.9%, and 142.5%, respectively. For the same salinity levels for Roshan variety, the increments were 42.7%, 20.8% and 0.3%, respectively. The increase in profits in optimal management compared to the current management for the spring Roshan variety at the salinity levels of 0.5, 0.9, 5.25, 8.6 and 10 dS/m, were 5%, 13.2%, 34.3%, 27.7%, and 51.4%, respectively. In general, the results show that in the regions where drainage problem due to irrigation water is an important environmental problem and causes dissatisfaction among the downstream farmers, applying less water and accepting negligible decrease in the benefits (minimum 0 and maximum 29%) could resolve the problem.