تعیین الگوی بهینه کشت کشاورزی در شرایط کنترل میزان نیترات تولیدی ناشی از کوددهی

تعیین الگوی کشت کشاورزی مناسب یکی از مهمترین عوامل موثر بر وضعیت کیفیت منابع آب است. در این تحقیق با استفاده از یک رویکرد شبیه‌سازی- بهینه‌سازی، یک مدل مبتنی بر تلفیق شبیه‌سازی روابط آب- خاک- گیاه و بهینه‌سازی سطوح زیر کشت محصولات کشاورزی ارائه شده است. بدین منظور، با استفاده از ترکیب مدل شبیه‌سازی swat و الگوریتم بهینه‌سازی جستجوی هارمونی (harmony search) و توسعه مدل hs-swat، مساله بهینه‌سازی الگوی کشت در حوضه آبریز سد ایلام تحلیل شده است. تابع هدف مدل افزایش عملکرد محصولات کشاورزی بوده به شرطی که میزان آلودگی نیترات تولیدی در محل ورودی به مخزن سد به حداقل مقدار ممکن برسد. در این راستا در حوضه آبریز سد ایلام چهار محصول کشت آبی و دو محصول کشت دیم که بیشترین سطح زیر کشت را در حوضه در بر میگیرند انتخاب و تغییرات سطح زیر کشت بر روی این محصولات اعمال گردید. مقادیر ضرایب نش- ساتکلیف و همبستگی برای مدل کالیبره شده به ترتیب71/0و 85/0 به دست آمد. نتایج بهینه بیانگر لزوم کاهش سطوح زیر کشت نسبت به وضعیت موجود برای برخی محصولات به منظور رعایت میزان نیترات ورودی به مخزن سد در حد مجاز میباشد.

determination of the optimal cropping pattern in conditions of controlling nitrate produced by fertilizer

determination of suitable crop pattern is one of the most important factors affecting water quality status. in this study, using a simulation-optimization approach, a model based on the integration of simulation of water-soil-plant relationships and optimization of crop cultivation levels is presented. for this purpose, by combining swat simulation model with harmony search algorithm and developing hs-swat model, the problem of crop pattern optimization in ilam dam catchment is analyzed. the objective of the model is to increase the yield of crops provided that the amount of nitrate contamination at the inlet to the dam reservoir is minimized. in this regard, four irrigated crops and two rainfed crops that cover the highest area of cultivation in the basin of ilam dam were selected and the changes of cultivated area were applied to these crops. nash-sutcliffe coefficients and correlation coefficients for the calibrated model were 0.71 and 0.85, respectively. the optimum results indicate the necessity to reduce the cultivated areas relative to the status of some crops in order to comply with the level of nitrate input to the dam reservoir.