استفاده از منابع پایان نامه ها درباره پهنه بندی اگرواکولوژیکی مناطق دیم خوزستان برای زراعت کینوا Chenopodium quinoa ... |
۲۸
۲/۹
۵/۲۰
۰/۷
۵/۳
اسفند
۴۲
۷/۱۲
۷/۲۴
۸/۶
۱/۵
فروردین
۱۵
۴/۱۸
۴/۳۲
۰/۸
۴/۸
اردیبهشت
۲
۸/۲۳
۵/۳۹
۳/۹
۴/۱۲
۳-۲-۱ معرفی مدل AquaCrop
شناخت روابط حاکم بین گیاه، خاک و محیط در هر منطقه مستلزم اجرای آزمایشات متعدد در آن منطقه است که نیازمند صرف هزینه، زمان و نیروی انسانی فراوان است. بهمنظور رفع این مشکل سازمان خواروبار جهانی اخیراً یک مدل شبیهساز به نام AquaCrop ساخته است که به عنوان یک ابزار می تواند محققان و کارشناسان ذیربط را در تصمیمسازی و تصمیم گیری اجرای مدیریت کم آبیاری تحت شرایط خاکی، اقلیمی و مدیریتی مختلف کمک نموده و راهبردهای مدیریت مزرعه که میتوانند بر مدیریت کم آبیاری مؤثر باشد را مورد ارزیابی قرار داده و در نهایت مدیریت بهینه کم آبیاری را متناسب با هر اقلیم تعیین نماید. با توجه به اینکه مدل AquaCrop یک مدل جهانی است، ارزیابی و بومیسازی آن قبل از کاربرد ضروری است. ارزیابی این مدل مستلزم اجرای آزمایشات مزرعهای با سطوح مختلف آبیاری است تا با اطلاعات و داده های حاصل از این آزمایشات، مدل واسنجی و ارزیابی گردیده و بعد از تأیید کارکرد آن با اطمینان خاطر بتوان مدل را برای اهداف مورد نظر در مناطق مختلف اجراء و بر اساس نتایج خروجی مدل تصمیم گیری نمود.
در این مدل، گیاه از طریق توسعه یک سایهانداز سبز که آب را تعرق می نماید و یک سیستم ریشهای که آب را جذب مینماید رشد می کند. ماده خشک تولید شده متناسب با آب تعرق شده است. در یک مرحله نموی خاص، بخشی از ماده خشک تولید شده از طریق شاخص برداشت (HI) به اجزاء عملکرد تخصیص داده می شود. ساختار کلی AquaCrop در شکل ۳-۱۰ نشان داده شده است (ریس و همکاران، ۲۰۰۹). در طی چرخه زندگی گیاه زراعی، مقدار آب ذخیره شده در ناحیه ریشه از طریق بودجهبندی آب ورودی (بارندگی و آبیاری) و آب خروجی (رواناب، تبخیر و تعرق، نفوذ عمقی) شبیهسازی می شود. تخلیه آب در ناحیه ریشه، میزان ضرایب تنش آب (Ks) را که بر ۱- توسعه سایهانداز سبز (CC)، ۲- هدایت روزنهای و تعرق در هر واحد سایهانداز، ۳- زوال و کاهش سایهانداز، ۴- شاخص برداشت موثر میباشد را تعیین مینماید. هر یک از این فرایندها نسبت به تنش آب، دارای آستانه تخلیه رطوبتی و منحنیهای (توابع) پاسخ خاص مربوط به خودشان میباشند. بعلاوه سرعت نفوذ و توسعه ریشه تابعی از ضریب تنش هدایت روزنهای است. در صورتی که تنش رطوبتی حادث گردد، سایهانداز شبیهسازی شده کمتر از سایه انداز پتانسیل (CCpot) تحت شرایط بدون تنش است. ضریب تعرق (Kctr) متناسب با سایهانداز گیاه است و به طور مداوم در طی شبیهسازی تنظیم میگردد. ماده خشک اندامهای هوایی (B) از تعرق و کارایی آب نرمال شده (WP*، یک پارامتر گیاهی نسبتاً ثابت است) مشتق می شود . در پایان چرخه زندگی گیاه، عملکرد به صورت حاصلضرب ماده خشک اندامهایی (B) در شاخص برداشت تنظیم شده (HI) محاسبه میگردد (استدیوتو و همکاران، ۲۰۰۹: ریس و همکاران، ۲۰۰۹).
معادله ۳-۲ : wp=
معادله ۳-۳: HI=
در روابط (۳-۲) و (۳-۳)، Yield و Biomass بر اساس کیلوگرم و آب مصرفی بر حسب متر مکعب است.
با واسنجی مدل برای شرایط تنش محدودیت عناصر غذایی (حاصلخیزی خاک) و تنش شوری میتوان تأثیر این تنشها را بر رشد و عملکرد گیاه نیز شبیه سازی نمود.
شکل ۳-۱۰ ساختار محاسباتی AquaCrop ، خطوط نقطه چین (a تا e ) نشان دهنده فرایندهایی است که تحت تاثیر تنش خشکی قرار میگیرند. CC* پوشش سایهانداز گیاه تعدیل شده، CCpot پوشش پتانسیل سایهانداز، Ks ضریب تنش (برای هر فرایند متفاوت است)،HI شاخص برداشت، Kctr ضریب تعرق گیاهی، WP* کارایی مصرف آب نرمال شده برای ET0 و غلظت CO2 ، ET0 تبخیر و تعرق مرجع است (ریس و همکاران، ۲۰۰۹).
۳-۲-۲ توصیف مدلAquaCrop
مدل AquaCrop نیز مانند مانند CROPWAT و Budget از معادله دورنبوس و کسام که در نشریه ۳۳ فائو برای محاسبه ضریب حساسیت کم آبی بر اساس تعیین نسبت تبخیر و تعرق (ET) و عملکرد نسبی بیان شده است استفاده می کند و هر سه مدل بر اساس معادله بیلان آب عمل می کنند (ریس و همکاران، ۲۰۰۹؛ استدیوتو و همکاران، ۲۰۰۹).
معادله ۳-۴: ) =ky(
در این معادله Yx عملکرد حداکثر، Ya عملکرد واقعی، ETx تبخیر و تعرق حداکثر، Eta تبخیر و تعرق واقعی و Ky ضریب تناسب بین کاهش عملکرد نسبی و کاهش نسبی تبخیر و تعرق است. مدل AquaCrop با تفکیک تبخیر- تعرق (ET) به تعرق از سطح گیاه (Tr) و تبخیر از سطح خاک (E) و همچنین توسعه یک مدل ساده رشد و پیری کانوپی گیاه بهعنوان پایه برآورد تعرق از سطح گیاه و تفکیک آن از تبخیر، شبیهسازی عملکرد نهایی محصول بهعنوان تابعی از عملکرد بیولوژیک محصول (B) و شاخص برداشت (HI) و همچنین تفکیک اثر تنش آبی در چهار بخش: رشد پوشش تاجی، پیری پوشش تاجی گیاه، تعرق از سطح گیاه و شاخص برداشت محصول توسعه یافته است. با تفکیک تبخیر و تعرق به تعرق از سطح گیاه و تبخیر از سطح خاک میتوان از اثر مصرف غیر تولیدی آب از طریق تبخیر از سطح خاک به ویژه در شرایط پوشش گیاهی ناکامل جلوگیری کرد. تعرق روزانه با بهره گرفتن از نیاز تبخیری و غلظت CO2 اتمسفر نرمال شده به عملکرد بیولوژیک گیاه تبدیل می شود و بر اساس معادله زیر قابل محاسبه است (استدیوتو و همکاران، ۲۰۰۷،۲۰۰۹).
معادله ۳-۵: ) Bi=WP×(
که در این رابطه WP* بهرهوری آب که با نرمال کردن مناسب برای شرایط اقلیمی متفاوت مقدار آن به یک پارامتر ثابت تبدیل می شود، Bi (زیست توده نهایی) عملکرد بیولوژیک، Tri تعرق روزانه و EToi تیخیر و تعرق روزانه است. بنابراین گام گذاشتن از معادله ۳-۴ به معادله ۳-۵ دلالت بر صحت و عمومیت مدل دارد. برتری دیگر معادله مورد استفاده در مدل AquaCrop (معادله ۳-۵) نسبت به معادله (۳-۴) این است که شبیهسازی فرآیندهای رشد گیاه در آن با بهره گرفتن از گامهای زمانی روزانه صورت میگیرد، در حالیکه در معادله ۳-۴ به صورت ماهانه یا فصلی انجام می شود. در تمام دوره رشد گیاه، مقدار آب ذخیره شده در ناحیه ریشه از طریق بیلان آبی جریان آب ورودی (آبیاری و بارندگی) و خروجی (رواناب، نفوذ عمقی و تبخیر و تعرق) در ناحیه ریشه شبیهسازی می شود. شدت ضرایب تنش آبی (kS) مؤثر بر توسعه پوشش تاجی (CC)، هدایت روزنهای تعرق (شدت تعرق در واحد CC)، پیری و کاهش پوشش تاجی و شاخص برداشت به وسیله کسر تخلیه آب در ناحیه ریشه تعیین می شود. بهعلاوه بعضی جنبه های مدیریتی و عملکرد نهایی با تاکید بر آبیاری، سطوح حاصلخیزی خاک از طریق تاثیرات آنها بر توسعه رشد گیاه، بهرهوری آب و تعدیل محصول به تنشها بیان می شود. در پایان مقدار عملکرد محصول با بهره گرفتن از جرم قسمت پوشش هوایی گیاهی شبیهسازی شده و شاخص برداشت (HI) تعدیل شده محاسبه میگردد. در این مدل تأثیر تنش شوری و آفات و بیماریها لحاظ نشده است (مارینیو و همکاران، ۲۰۰۵؛ ریس ۲۰۰۲).
اگرچه مدل AcuaCrop بر مبنای فرآیندهای بیوفیزیکی پیچیده بنا نهاده شده است (استدیوتو و همکاران، ۲۰۰۹)، تعداد نسبتا کمی از پارامترهای ساده و قابل دسترس بهعنوان پارامترهای ورودی استفاده میشوند. ورودیهای مدل شامل چهار دسته از اطلاعات یعنی: داده های اقلیمی، گیاهی، خاک و مدیریت مزرعهای هستند.
شکل ۳-۱۱ نمایش منوی اصلی مدلAquaCrop
۳-۲-۳ معرفی کلی نرم افزار ET0Calculator
کارکرد اصلی این نرمافزار محاسبه تبخیر و تعرق مرجع بر اساس استانداردهای FAO است. خروجیهای این برنامه حاوی مقادیر تبخیر و تعرق به شکل ماهانه، ده روزه و یا روزانه است. سایر اطلاعات هواشناسی همراه با فایلهای خروجی این برنامه، در قالب فایلهای متنی در مدل AquaCrop مورد استفاده قرار میگیرند. در شکل ۳-۱۲، نمایی از منوی اصلی نرمافزار ET0Calculator مشاهده می شود.
فرم در حال بارگذاری ...
[یکشنبه 1400-08-02] [ 12:09:00 ب.ظ ]
|