بهینه‌سازی و مدیریت مصرف آب در نیشکر با استفاده از مدل شبیه‌سازی آکواکراپ (مطالعه موردی کشت صنعت امیرکبیر، خوزستان)

ایران در کمربند خشک کره زمین واقع شده است و پیش‌بینی می‌شود طی نیم قرن آینده با تنش آبی مواجه شود. سطح زیرکشت نیشکر در خوزستان هم‌اکنون بالغ بر 85 هزار هکتار است و با توجه به نیاز آبی بالای نیشکر و شرایط خشکسالی، بهینه‌سازی مصرف آب و مدیریت آبیاری به‌منظور استمرار تولید در این بخش ضروری است. لذا در این پژوهش مقادیر رطوبت خاک، پوشش سبز، عملکرد زیست‌توده در پنج تیمار و سطوح آبیاری (شروع آبیاری در زمان های40، 50، 60، 70 و 80 درصد تخلیه رطوبتی خاک) طی 2 تاریخ کشت در رقم cp69 1062 در سال زراعی 95 1394 درکشت و صنعت نیشکر امیرکبیر واقع در جنوب خوزستان توسط مدل آکواکراپ شبیه‌سازی شد. داده های اندازه‌گیری شده در تاریخ کشت اول (d1) برای واسنجی مدل و تاریخ کشت دوم (d2) برای صحت سنجی استفاده شد. نتایج آماره nrmse در شبیه‌سازی پوشش سبز در مراحل واسنجی و صحت‌سنجی به‌ترتیب با مقادیر 2/1 تا 15/6 و 3/8 تا 18/3 درصد و در شبیه‌سازی زیست‌توده به‌ترتیب با مقادیر 6/2 تا 15/2 و 9/5 تا 12/6 درصد و ضریب تعیین (r2)، محدوده 0/98 تا 0/99 مبین توانایی بالای مدل آکواکراپ در شبیه‌سازی پوشش سبز و عملکرد زیست‌توده است. درحالی‌ که مقادیر آماره nrmse رطوبت عمق خاک در مراحل واسنجی و صحت‌سنجی به‌ترتیب در محدوده 11/6 تا 23/8 و 12/2 تا 22/7 با ضریب تعیین (r2)، 0/73 تا 0/96 (در مرحله واسنجی) 0/8 تا 0/93 (در مرحله صحت‌سنجی) دقت کمتر مدل در شبیه‌سازی را نشان داد. بهترین سناریو مربوط به سومین پیشنهاد است که در آن مصرف آب 1710 میلی‌متر و راندمان مصرف آب 1/53 و عملکرد 42/27 تن در هکتار است که کاهش مصرف آب 360 میلی متر را نشان می‌دهد.

optimization and management of water consumption in sugarcane using the aquacrop simulation model (case study: amirkabir industrial cultivation, khuzestan)

iran is located in the dry belt of the earth and is predicted to face water stress in the next half century. currently, the area of sugarcane cultivation in khuzestan is over 85,000 hectares and due to the high water needs of sugarcane and drought conditions, optimization of water consumption and irrigation management is necessary to continue production. therefore, in this study, the values of soil moisture, canopy cover, biomass yield in five treatments and irrigation levels (start of irrigation at 40%, 50%, 60%, 70%, and 80% soil moisture discharge) during 2 planting dates in the crop year 2015 2016 on sugarcane cultivar cp69 1062 in amirkabir sugarcane cultivation and industry located in the south of khuzestan was simulated by aquacrop model. the measured data on the first culture date (d1) and the second culture date (d2) were used to calibrate and validate the model.  the results of nrmse statistics in canopy cover simulation in calibration and validation sets with values of 2.1 to 15.6% and 3.8 to 18.3%, respectively, and in biomass simulation with values of 6.2 to 15.2%, and 9.5 to 12.6%, respectively and coefficient of determination (r2), range 0.98 to 0.99 indicated that the high ability of the aquacrop model in simulation canopy cover and biomass yield. whereas, the values of nrmse of soil depth moisture in the calibration and validation sets ranged from 11.6 to 23.8, and 12.2 to 22.7, respectively, with a coefficient of determination (r2), 0.73 to 0.96 (calibration) 0.8 to 0.93 (validation) showed less accuracy of the model in the simulation. the best scenario is related to the third proposal that water consumption, water use efficiency, and yield are 1710 mm, 1.53, and 42.27 tons per hectare, respectively, which shows a reduction in water consumption of 360 mm.