تعیین عملکرد، کارایی مصرف آب و شبیه‌سازی تاج‌پوشش گیاه کاهو در دو کشت هیدروپونیک و کشت خاکی با مدل aquacrop

سال‌های اخیر توجه زیادی به کشت بدون خاک یا هیدروپونیک در آب و محلول غذایی در گلخانه‌ها شده است. هدف از انجام این تحقیق مقایسه پارامتر بهره‌وری آب نرمال شده کاهو بین دو کشت خاکی و هیدروپونیک و همچنین ارزیابی مدل آکواکراپ در شبیه‌سازی عملکرد و کارایی مصرف آب گیاه کاهو در دو محیط کشت هیدروپونیک و کشت خاکی است. پارامتر بهره‌وری برای شبیه‌سازی رشد گیاه در مدل آکواکراپ استفاده می‌شود. آزمایش‌های دو کشت فوق به‌طور هم‌زمان طی دو دوره کشت در گلخانه تحقیقاتی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران انجام شد. داده‌های کشت اول برای واسنجی پارامتر بهره‌وری آب نرمال شده و داده‌های کشت دوم برای صحت سنجی استفاده شدند. نتایج نشان داد که پارامتر فوق در دو کشت خاکی و هیدروپونیک متفاوت است و به ترتیب برابر 14.3 و 15.8 گرم بر مترمربع برای این دو نوع کشت می‌باشد. مدل آکواکراپ با استفاده از این مقادیر برای دوره دوم کشت اجرا شد و مقدار زیست‌توده در طی دوره رشد شبیه‌سازی شد و با مقادیر اندازه‌گیری شده مقایسه گردید. نتایج آماری نشان داد که مدل آکواکراپ با استفاده از مقادیر واسنجی شده بهره‌وری آب نرمال شده با دقت مناسبی عملکرد گیاه کاهو را طی دوره رشد شبیه‌سازی می‌کند. کارایی مصرف آب نیز در هر دو دوره کشت برای دو کشت هیدروپونیک و کشت خاکی اندازه‌گیری و شبیه‌سازی شد و نتایج نشان داد کارایی مصرف آب در کشت هیدروپونیک نسبت به کشت خاکی بیشتر می‌باشد و مدل نیز قابلیت خوبی در شبیه‌سازی کارایی مصرف آب در هر دو محیط کشت دارا می‌باشد. همچنین مقدار تاج پوشش برای هر دو محیط کشت، در هر دو دوره کشت اندازه‌گیری و توسط مدل شبیه‌سازی شد و نتایج نشان داد که مدل برای هر دو محیط کشت، مقدار تاج‌پوشش را به خوبی شبیه‌سازی می‌کند. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده در این تحقیق نتیجه گرفته شد، محیط کشت بر عملکرد کاهو تاثیرگذار می‌باشد و عملکرد و کارایی مصرف آب در کشت هیدروپونیک نسبت به کشت خاکی بیشتر است و مدل آکواکراپ نیز دارای دقت نسبتاً بالایی در شبیه‌سازی عملکرد ، کارایی مصرف آب و همچنین شبیه‌سازی تاج‌ پوشش برای گیاه کاهو است.

in Determination of Performance, Water Use Efficiency and Simulation of Lettuce’s Canopy Cover in Hydroponic Cultivation and Soil Cultivation by AquaCrop Model

In recent years, there has been high attention towards soilless cultivation or hydroponic for growing plants in greenhouses. In the current study we addressed normalized water productivity of lettuce (Lactuca sativa) between soil and hydroponic cultivations and also the assessment of AquaCrop model in simulation of yield and water use efficiency of lettuce cultivation methods. The Normalized Water Productivity is used for simulating plant growth in AquaCrop model. The experiments on two mentioned cultivations were conducted during two cultivation periods. The first cultivation’s data were used for calibrating the productivity parameter of normalized water and the second’s cultivation data were used for validation. The obtained results suggested that the productivity parameter of normalized water was different for soil and hydroponic cultivations, it was 14.3 and 15.8 g m2, respectively for the two cultivation types. AquaCrop model was performed using these amounts for second cultivation period and the value of biomass was simulated during growth period and then was compared to the measured values. The results indicated that AquaCrop model simulated the performance of lettuce with a suitable accuracy during growth period using the calibrated values of normalized water productivity. Water use efficiency (WUE) was also measured and simulated in both cultivation periods for hydroponic and soil cultivations. The results indicated that the water use efficiency (WUE) in hydroponic is higher than WUE in soil cultivation. Also, the amount of canopy cover was measured for both culture mediums in both cultivation periods and was simulated by the model and the results showed that the model simulates the amount of canopy cover well for both culture mediums. Also AquaCrop model has higher accuracy in the simulation of performance and WUE for lettuce. According to the obtained results, it was concluded that the culture medium influenced the performance of lettuce plant; and performance and WUE in hydroponic cultivation is higher than soil cultivation. Furthermore, AquaCrop model has relatively high accuracy in the simulation of performance, WUE, and also simulation of canopy cover for lettuce plant.