پیش‌بینی شوری خاک با استفاده از مدلهای ماندگار در اراضی شور تحت کشت گندم در مناطق معتدل استان فارس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی فارس

2 عضو هیأت علمی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی فارس

چکیده

در مناطق خشک و نیمه‌خشک، تجمع نمک اضافی در منطقه ریشه گیاهان عامل اصلی محدود کننده در تولید گیاهان به شمار می‌رود. شوری و توزیع آن در خاکهای اراضی زراعی در زمان‌های مختلف متفاوت بوده و تابع اثر متقابل بین  بارندگی، آبیاری، تبخیر وتعرق، آبشویی و زهکشی می‌باشد. این روابط واثرات متقابل آنها بسیار پیچیده بوده، از این رو استفاده از مدلهای ریاضی برای پیش بینی پاسخ سیستمهای زراعی به شرایط فوق و ارزیابی نهایی کیفیت آب بسیار سودمند می‌باشند. در تحقیق حاضر، 3 مدل ماندگار WATSUIT، هافمن و ونگنوختن (مدل نمایی، ذوزنقه و40-30-20-10 جذب آب) و تابع تولید (CWPF)، تشریح شده و نتایج پیش بینی شوری خاک از طریق آنها با داده‌های مزرعه ای مقایسه گردید. داده‌های ورودی مورد نیاز جهت اجرای مدلها و شوری‌های خاک اندازه‌گیری شده، از کرت‌های آزمایشی و مزارع کشاورزان در سالهای مختلف (4 سال) در استان فارس جمع آوری گردید. مقایسه مدلها نشان داد مدل WATSUIT نسبت به سایر مدلها شوری خاک را کمتر و مدل CWPF این مقادیر را بیشتر از سایرمدلها  پیش بینی نمودند. ارزیابی آماری داده های پیش بینی شده و داده های مزرعه ای، بوسیله دو شاخص خطای متوسط مجذور مربعات (RMSE) و شاخص تطابق (d) انجام شد. شاخصهای آماری نشان دادند مدل جذب آب 40-30-20-10 هافمن و ونگنوختن(1983) از کمترین مقدار خطا برخوردار بوده، بدین ترتیب توانایی این مدل در پیش بینی شوری خاک از سایر مدلها بیشتر بود. نتایج حاصل همچنین نشان داد مدل CWPF  شوری خاک را با خطای زیادی پیش بینی نموده از این رو مدل مناسبی برای پیش بینی شوری خاک به شمار نمی‌آید

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Several Steady State Models for Predicting Soil Salinity in Temperate Region of Fars Province

نویسندگان [English]

  • F. Rasouli 1
  • A. Kiani Pouya 2
1 Researchers of Fars Agricultural and Natural Resources Research Center
2 Researchers of Fars Agricultural and Natural Resources Research Center
چکیده [English]

In the arid and semi arid regions, accumulation of excess soluble salts in plants root zone is a limiting factor for crop production. The level and distribution of salinity in cropped lands vary in different times during the growth season as a result of interaction of rainfall, irrigation, evapotranspiration, leaching, and drainage. These relationships and interactions are complicated and not fully understood. Therefore, computer models are useful for predicting the response of the system to such complicated conditions and final evaluation of irrigation water quality. In the present study, three steady state models including WATSUIT, Hoffman and Van Genuchten models (exponential, trapezoid and 40-30-20-10 water uptake pattern) and crop water production function (CWPF) were evaluated. The required input data for running the models and the measured soils salinity were collected from experimental plots as well as farmer's cropped fields in different years in Fars Province. The results showed that soil salinities predicted by WATSUIT model and CWPF model were, respectively, lower and higher than that by the other models.  The models were evaluated by 2 statistical methods including root mean square error (RMSE) and coefficient of determination (D). Statistical index showed that the least error belonged to Hoffman and Van Genuchten models (40-30-2-10 water uptake pattern). Therefore, the capability of this model to predict soil salinity is more than the other models. Both statistical indexes showed that CWPF model predicted soil salinity with considerable error. Thus, this model was not suitable for predicting soil salinity in the present experimental conditions. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Steady state models
  • Water salinity
  • Soil salinity

مراجع

  1. چراغی، س. ع. م. و ف. رسولی. 1387. ارزیابی مدیریتهای بهره‌ برداری از منابع آب و خاک شور اراضی تحت کشت گندم مناطق مختلف کشور. گزارش نهایی پروزه تحقیقاتی مرکز ملی تحقیقات شوری، شماره ثبت 792/87.
  2. رسولی ف. و ع. کیانی پویا. 1389. استفاده از مدل WATSUIT برای پیش بینی ترکیب شیمیایی محلول خاک اصلاح شده با گچ. پژوهشهای خاک. جلد 24. شماره2 (در دست انتشار).
  3. رنجبر. غ. ح. ، ع. نوری نیا، ح. امین، م. صالحی، ع. کیانی پویا و ه. حاجی آخوندی میبدی.1386. ارزیابی مقدماتی عملکرد و پایداری عملکرد ژنوتیپ های متحمل به شوری گندم. گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی مرکز ملی تحقیقات شوری.
  4. هاشمی نژاد. ی. 1387. بررسی چگونگی حرکت املاح زیر منطقه توسعه ریشه اراضی تحت آبیاری شمال دشت یزد – اردکان. گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی مرکز ملی تحقیقات شوری.
  5. Corwin, D. L., J. D. Rhoades, and J. Simunek. 2007. Leaching requirement for soil salinity control: Steady- state versus transient models. Agric. Water Manag. 90: 165-180.
  6. Doorenbos, J. and A.H. Kassam. 1979. Yield response to water. Irrigation and Drainage Paper n. 33. FAO, Rome, Italy, 193 pp.
  7. Ferrer F. A. and C. O. Stockle. 1999. A model for assessing crop response to salinity. Irrig. Sci 19: 15–23
  8. W. R. 1983. Soil properties and efficient water use: An overview. In: Taylor, H. M., Jordan, W. R. Sinclair, T.R. (Eds.) Limitatioms to efficient water use in crop production. American Society of Agronomy, Madison, W.I. pp. 45-64
  9. Hao, X., R. Zhang, and A, Kravchenko. 2005. Effect or root density distribution models on root water uptake and water flow under irrigation. Soil Sci. 170(3): 167-174.
  10. Hoffman, G. J and M. T. Van Genuchten, (1983). Soil properties and efficient water use: water management for salinity control. In: H.M. Taylor, Jordan, W. R., Sinclair, T. R. Limitation to efficient water use in crop production. USA: ASA,CSSA,SSSA.(pp,73-85)
  11. Hoffman, G., 1985. Drainage required managing salinity. J. Irrig.Drain. Div. ASCE 111, 199–206.
  12. Hoffman, G. J. (1990). Leaching fraction and root zone salinity control. In K. Tanji. Agricultural salinity assessment and management. (pp.237-261), New york, ASCE.
  13. Kobayashi, K., Salam, M. U., 2000. Comparing simulated and measured values using mean aquared deviation and its components, Agron. J. 92, 345-352.
  14. Letey, J., A. Dinar and K.C. Knapp.1985. Crop water production function model for saline irrigation waters. Soil Sci. Soc. Am. J. 49: 1005-1009.
  15. Letey , J., Feng, G. L. M.(2007 b).Dynamic versus steady-state approaches to evaluate irrigation management of saline waters. Agricultural water  management 91 : 1 – 10.
  16. Mass, E. V. & G. Hoffman.1977. Crop salt tolerance: current assessment. Journal Irrigation  Science,  10, 29-40.
  17. Rhoades, J. D., A.. Kandiah, M. Mashali. 1992. The use of saline waters for crop production. Rome: Food Agriculture Organization of the United Nations (FAO).NO.48.
  18. L. A. Editor.1954. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils USDA Agri Handbook NO.60. Washington,DC:USDA.
  19. Shalhevet, J. 1976. Irrigation with saline water. In: B. Yaron, E. Danfors and Vaadia, (Eds.), Arid Zone Irrigation. Chapman and Hall .(pp.298-318).New York: Springer-Verlog Berlin Heidelberg. 
  20. Soloman, K. H. 1985. Water salinity production function. Trans ASAE 28, 1975-1980.
  21. Willmott, C. S. 1982. Some Comments on the evaluation of model performance. Bull. Am. Meterol. Soc. 63: 1309-1313.
پژوهش های خاک
دوره 24، شماره 3
اسفند 1389
صفحه 217-228

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار