بررسی کارایی مدل Aquacrop در شبیه‌سازی تبخیر-تعرق ذرت واجزای آن در سامانه-های آبیاری میکرو تحت شرایط مالچ

هدف از این پژوهش شبیه‌سازی تاثیر سامانه‌های آبیاری میکرو تحت شرایط مالچ بر میزان تبخیرتعرق، تبخیر از سطح خاک و تعرق گیاهی ذرت علوفه‌ای با استفاده از مدل aquacrop است. در این مطالعه کارایی aquacrop با استفاده از داده‌های برداشت شده برای ذرت علوفه‌ای تحت سامانه‌های آبیاری (لوله های رسی تراوای عمودی (pci)، قطره‌ای سطحی (di) و قطره‌ای زیر‌سطحی (sdi)) در شرایط مالچ در تابستان سال 1393 در منطقه نیمه‌خشک کرج، استان البرز مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به دامنه تغییرات آماره nrmse در مرحله واسنجی و صحت‌سنجی (%7.74 و %10.7) دقت این مدل در شبیه‌سازی بیوماس ذرت علوفه‌ای قابل قبول بود و به ترتیب در محدوده عالی و خوب قرار داشت که نشان از کارآیی مناسب مدل در شبیه‌سازی بیوماس ذرت علوفه‌ای می‌باشد. مدل برای شبیه‌سازی تبخیر تعرق ذرت از کارآیی متوسطی برخوردار بود. کارآیی مدل در شبیه‌سازی تبخیر تعرق ذرت در تیمار pci-m1 بهتر از سایر تیمار‌ها بود، به‌طوری‌که کمترین مقدار nrmse و بیشترین مقدار r^2 را به خود اختصاص داد. در برآورد تبخیر از سطح خاک هیچ‌گونه همبستگی خوبی بین مقادیر مشاهده‌ای و شبیه‌سازی شده وجود نداشت و مقدار nrmse بالا در این تیمار‌ها (2.96 و 3.23 درصد) نشان‌دهنده عدم کارایی مناسب مدل در برآورد تبخیر از سطح خاک می‌باشد. مثبت بودن شاخص mbe در هر دو تیمار di-m1 و sdi-m1 نشان‌دهنده بیش‌برآوردی مدل در شبیه‌سازی تبخیر از سطح خاک است و مقادیر تبخیر از سطح خاک را نزدیک به مقادیر مشاهده‌ای برآورد نمی‌کند. ارزیابی‌های آماری بین مقادیر مشاهده‌ای و شبیه‌سازی تعرق گیاهی همبستگی متوسطی بین مقادیر مشاهده‌ای با شبیه‌سازی شده را نشان داد. در پیش‌بینی پوشش گیاهی مقدار شاخص nrmse، در همه تیمار‌ها بیشتر از 30 درصد محاسبه شد که نشان‌دهنده‌ی عملکرد ضعیف مدل می‌باشد. در این تیمار‌ها حداکثر مقدار پوشش گیاهی شبیه‌سازی شده به کمک مدل aquacrop بیشتر از مقادیر مشاهده‌ای پوشش گیاهی است.

Performance assessment of AquaCrop model for estimating maize (Zea mays L.) evapotranspiration and its components in micro irrigation systems under mulch conditions

The aim of this study was to simulate the effect of micro irrigation systems under mulch conditions on evapotranspiration, soil surface evaporation and plant transpiration of forage maize using AquaCrop model. In this study, the AquaCrop model’s performance was tested using data for silage maize (Zea mays L.) under surface drip, subsurface drip and permeability clay pipe irrigation systems with mulch conditions in the semiarid environment of Karaj, Alborz during 2014. According to the NRMSE index, in the calibration and validation stage (7.74% and 10.7%), the accuracy of this model to simulating forage maize biomass was acceptable, and AquaCrop simulated well the biomass yield (Byield) of silage maize. The model had moderate efficiency for simulating corn evapotranspiration.The performance of the model in maze evapotranspiration simulation was better in PCIM1 treatment than other treatments. So that, it had the lowest value of nRMSE and the highest value of R2. There was no good correlation between the observed and simulated values in estimating soil surface evaporation and high nRMSE values in these treatments (2.96 and 3.23%) indicate the inefficiency of the AquaCrop model in estimating soil surface evaporation. The positive MBE index in both DIM1 and SDIM1 treatments indicates that the model overestimates the soil surface evaporation and does not estimate close to the observed values. Statistical evaluations between observational values and plant transpiration simulation showed a moderate correlation between observed and simulated values. The value of NRMSE index for canopy cover was calculated to be more than 30% in all treatments, which indicates the poor performance of the model. In these treatments, the maximum amount of canopy cover simulated using the AquaCrop model is more than the observed values.