شبیه‌سازی ضریب تخلیه آب خاک بر پایه تبخیر- تعرق روزانه در مراحل مختلف رشد ذرت علوفه‌ای در دشت قزوین

برای یک برنامه‌ریزی دقیق آبیاری، باید میزان تخلیه روزانه آب خاک در طول دوره رشد گیاه برآورد شود. تخلیه آب خاک وابسته به مقدار تبخیر-تعرق روزانه گیاه است. در این پژوهش مقدار تبخیر-تعرق روزانه ذرت رقم سینگل کراس 704، در بستر کشت مینی‌لایسیمتر از طریق پایش مداوم رطوبت خاک انجام شد. مقاومت روزنه‌ای برگ‌ها‌ به‌صورت روزانه و توسط دستگاه پرومتر ap4 اندازه‌گیری شد. حد تخلیه مجاز آب خاک در چهار مرحله رشد اولیه(c1) ، توسعه (c2)، میانی (c3) و پایانی (c4)، بر اساس واکنش مقاومت روزنه‌ای برگ‌ها تعیین شد. به این صورت که لحظه افزایش مقاومت روزنه‌ای برگ‌ها (در هر مرحله رشد) نسبت به گیاهان شاهد، زمان اتمام آب سهل‌الوصول و انجام آبیاری جدید بود. متغیر های اصلی شامل اثر مرحله رشد بر میزان تبخیر-تعرق گیاه و ضریب تخلیه مجاز آب خاک بود که در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی و با سه تکرار بررسی شد. برای شبیه‌سازی مقدار ضریب تخلیه مجاز آب خاک (p) بر اساس تبخیر-تعرق روزانه گیاه (etc)، از توابع (مدل‌های) رگرسیونی استفاده شد. واسنجی مدل‌ها با داده‌های روزانه در مراحل اولیه و توسعه رشد و ارزیابی مدل‌ها با داده‌های روزانه در مراحل میانی و پایانی رشد انجام شد. هم‌چنین مدل خطی فائو-56 با مدل‌های معرفی‌شده در پژوهش حاضر مقایسه شد. نتایج نشان داد که نرخ etc ذرت (s.c 704) در مراحل اولیه، توسعه، میانی و پایانی رشد به ترتیب در بازه 4/5 - 1/5، 7/1 - 3/9 ، 7/5 -1/4 و 2/1 - 0/2 میلی‌متر در روز قرار داشت. حد تخلیه مجاز آب خاک در مراحل رشد مذکور به ترتیب 0/45، 0/66، 0/61 و 0/7 محاسبه شد. حساسیت متفاوت در مراحل رشد گیاه باعث شد که حد آب سهل‌الوصول در دوره رشد ثابت نباشد. در مراحل مختلف رشد، افزایش مقدار etc موجب کاهش ضریب p و کاهش مقدار etc، باعث افزایش ضریب p شد. توابع خطی، نمایی، لگاریتمی، درجه دوم، توانی و خطی فائو-56 بررسی شد. تابع درجه دوم با شاخص‌های آماری 0/00035=rmse،0/054=nrmse، 0/0008=me، -0/000005=crm، 0/999=r2 و 999/0=ef، مدل‌ بهینه در تخمین ضریب p بود. دلیل ضعف عملکرد مدل فائو-56، ثابت بودن حد تخلیه سهل‌الوصول آب و متوسط نرخ etc در فصل رشد بود. ازاین‌رو مدل فائو-56 اصلاح شد. دستاورد پژوهش این بود که بدون پایش روزانه رطوبت خاک، می‌توان ضریب تخلیه مجاز آب خاک را با استفاده از etc برآورد نمود. این روش به‌خصوص در برنامه‌ریزی آبیاری با دورهای کوتاه، مفید خواهد بود.

simulation of the amount of allowable water depletion coefficient, based on daily evapotranspiration in different growth stages of silage maize in qazvin plain, iran

for an accurate irrigation schedule, the daily soil water depletion should be estimated during the crop growth period. soil water depletion is dependent on daily evapotranspiration. in this research, daily evapotranspiration of s.c 704 maize was measured in mini-lysimeters. estimation of daily evapotranspiration was done by continuous measurement of soil moisture. leaves stomatal resistance was measured daily, by ap4 porometer device. soil water allowable depletion was determined in four growth stages of initial (c1), development (c2), mid (c3), and late (c4), based on the leaves stomatal resistance response. at each growth stage, when leaves stomatal resistance increased relative to the control crops, readily available water was ending and the time was right for new irrigation. the main variables included growth stage effect on crop evapotranspiration and water depletion coefficient, which was investigated in a completely randomized basic design, with three replications. regression functions (models) were used for simulation of allowable soil water depletion coefficient (p) based on the daily evapotranspiration (etc). the models were calibrated by daily data at initial and development stages, and were evaluated by daily data in mid and late stages. the fao-56 linear model was compared with the models introduced in this research. the results showed that maize etc (s.c 704) in initial, development, mid, and late stages was in the range of 1.5-4.5, 3.9 -7.1, 1.4 -7.5, and 0.2 -2.1 mm.d-1, respectively. the allowable soil water depletion in the mentioned stages was calculated as 0.45, 0.66, 0.61 and 0.7, respectively. different sensitivity in crop growth stages caused readily available water limit not to be constant during growth period. the etc increase caused a decrease in p, and decrease in etc increased p. linear, exponential, logarithmic, polynomial, power, and fao-56 linear functions were investigated. polynomial function with statistical indices of rmse=0.00035, nrmse=0.054, me=0.0008, crm=-0/000005, r2=0.999 and ef=0.999, was the optimal model in estimation of p coefficient. the reason for weak performance of fao-56 model was the constant limit for readily available water and mean etc rate in the growing season. therefore, the fao-56 model was modified. the research result was to estimate the soil water allowable depletion coefficient (by using etc), without daily measurement of soil moisture. this method will be useful in irrigation scheduling, especially those with short intervals.