تحلیل حساسیت پارامترهای رشد گیاه ذرت در مدل aquacrop تحت مقادیر مختلف تنش آبی و کود نیتروژن

تحلیل حساسیت مدل‌های گیاهی به محققان کمک می‌کند تا قبل از واسنجی و کاربرد آن، اطلاعات لازم در خصوص واکنش مدل گیاهی به تغییرات پارامترهای ورودی آن را داشته باشند.این موضوع سبب می‌شود تا با آگاهی بیشتری بتوان داده‌های ورودی را به مدل معرفی نموده و دقت مدل را در مرحله واسنجی افزایش داد.نظر به توسعه استفاده از مدلهای گیاهی در سال‌های اخیر، در این پژوهش به بررسی حساسیت مدل aquacrop در شبیه‌سازی عملکرد گیاه ذرت دانه‌ای نسبت به تغییرات پارامترهای رشد گیاهی بهره‌وری آب نرمال شده(wp*)، حداکثر ضریب تعرق گیاهی (kctrx)، ضریب پوشش گیاهی اولیه (cc0)، ضریب رشد پوشش گیاهی (cgc)، ضریب کاهش پوشش گیاهی (cdc) و شاخص برداشت (hi) با استفاده از روش beven (1979) پرداخته شد.بدین منظور، از داده‌های دو ساله برداشت شده از مزرعه تحقیقاتی 400 هکتاری موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر استفاده شد.فاکتورهای مورد استفاده در این پژوهش شامل سطوح مختلف آب آبیاری (w1، w2، w3 و w4 به‌ترتیب نشان دهنده تامین 120، 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی) و کود نیتروژن (n1، n2، n3 و n4 به‌ترتیب نشان دهنده تامین 100، 80، 60 و صفر درصد نیاز کودی) بود.نتایج نشان داد که مدل aquacrop به تغییرات شاخص برداشت (0.65≤spi≤1.3) و بهره‌وری آب نرمال شده (0.55≤spi≤1.2) بیشترین حساسیت را داشت.کمترین حساسیت نیز نسبت به تغییرات ضریب زوال پوشش گیاهی (cdc) مشاهده شد (0.02≤spi≤0.07).ضرایب حساسیت برای همه پارامترها به جز cdc مثبت بود.بنابراین با افزایش مقدار cdc مدل دچار خطای کم‌برآوردی میشود.ضریب حساسیت برای تیمارهای n1 تا n4 به طور متوسط برابر با 0.32، 0.41، 0.46 و 0.51 بود.این نتایج برای تیمارهای آبیاری w1 تا w4 نیز به طور متوسط برابر با 0.36، 0.39، 0.44 و 0.50 بود.از این رو، با افزایش تنش آبی و کودی حساسیت مدل نسبت به تغییر همه پارامترها افزایش یافت و بیشترین حساسیت در تیمار w4n4 مشاهده شد.

sensitivity analysis of corn crop growth parameters in aquacrop model under interaction of water stress and nitrogen fertilizer

sensitivity analysis of crop models helps researchers to have the necessary information about the reaction of crop models to changes in input parameters before calibration and application. this makes it possible to introduce the input data to the model with more awareness and increase the accuracy of the model in the calibration stage. due to using the aquacrop model in recent years, in this study, the sensitivity of normalized water productivity (wp*), crop transpiration, initial canopy cover (cco), canopy growth coefficient (cgc), canopy decline coefficient (cdc) and harvest index (hi) was analyzed using a new method. for this purpose, corn yield data collected from research institute of seed and plant breeding during 2008-2010 were used. data consisted of four irrigation levels (w1, w2, w3 and w4 indicate supply of 120, 100, 80 and 60% of water requirement, respectively) and four nitrogen fertilizer amount (n1, n2, n3 and n4 indicate supply of 100, 80, 60 and 0% of fertilizer requirements, respectively). the results showed that the aquacrop was most sensitive to changes in harvest index (0.65≤spi≤1.3) and normalized water productivity (0.55≤spi≤1.2). the lowest sensitivity (0.02≤spi≤0.07) was observed to changes in crop canopy decrease coefficient (cdc). sensitivity coefficients were positive for all parameters except cdc. therefore, by increasing the cdc value, the aquacrop suffers from underestimated error. the sensitivity coefficients for treatments n1 to n4 were equal to 0.32, 0.41, 0.46 and 0.51, respectively. these results for irrigation treatments w1 to w4 were equal to 0.36, 0.39, 0.44 and 0.5, respectively. so, with increasing water stress and fertilizer, the sensitivity of the aquacrop model to all parameters increased. the highest sensitivity was observed in w4n4 treatment.