Sensitivity Analysis of Potato Growth Parameters using AquaCrop Model Under Different Irrigation Managements (Case Study: Shahrekord)

Document Type : Original Article

Authors

1 M.Sc. Student of Irrigation and drainage, Department of Water Sciences and Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.

2 Assistant Professor, Department of Water Sciences and Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.

3 Professor of Irrigation and Drainage, Shahid Chamran University of Ahvaz.

Abstract

Sensitivity analysis is one of the steps in preparing a crop model before calibration, which helps researchers to find more information about the effects of each parameter on the results to increase the accuracy of the model in the calibration stage. Because of the capabilities of AquaCrop, researchers use it to simulate crop growth in different irrigation managements. The present study was conducted to analyze the sensitivity of AquaCrop in simulation of potato biomass to changes in crop growth parameters includes normalized water productivity (WP*), maximum transpiration coefficient (KCTrx), initial canopy cover (CC0), canopy growth coefficient. (CGC) and canopy reduction coefficient (CDC) using Baven (1979) method. Data were collected from a research farm in the Chahartakhteh area of Shahrekord, Iran, during two years. These data included the effect of two factor includes: irrigation method (surface and subsurface drip irrigation) and different irrigation levels (FI: 100% water supply, RDI80: 80% water supply and RDI65: 65% water supply). The results showed that the model AquaCrop had the highest sensitivity to WP* and the lowest sensitivity to CCo and CDC. The trend of potato biomass changes was inverse for CDC and direct to other parameters. Increased water stress in WP* and KCTrx parameters decreased the sensitivity of AquaCrop model. Therefore, in order to calibrate the AquaCrop in the conditions of a large difference between the simulated and observed values, it is better to change WP*. Otherwise, it is suggested to change the other parameters.

Keywords

References

ابراهیمی‌پاک، ن. ع.، احمدی، م.، اگدرنژاد، ا. و خاشعی‌سیوکی، ع. 1397. ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه‌سازی عملکرد زعفران تحت سناریوهای مختلف کم‌آبیاری و مصرف زئولیت. مجله حفاظت منابع آب و خاک. 8 (1): 131-117.
ابراهیمی‌پاک، ن. ع.، اگدرنژاد، ا.، تافته، آ. و احمدی، م. 1398. ارزیابی مدل‌های WOFOST، AquaCrop و CropSyst در شبیه‌سازی عملکرد کلزا در منطقه قزوین. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 13 (3): 726-715.
احمدی، م.، قنبرپوری، م. ع. و اگدرنژاد، ا. 1400. مقدار آب کاربردی گندم با استفاده از تحلیل حساسیت و ارزیابی مدل AquaCrop. مجله مدیریت آب در کشاورزی. 8 (1): 30-15.
اگدرنژاد، ا.، ابراهیمی‌پاک، ن. ع.، تافته، آ. و احمدی، م. 1397. برنامه‌ریزی آبیاری کلزا با استفاده از مدل AquaCrop در دشت قزوین. مجله مدیریت آب در کشاورزی. 5 (2): 64-53.
انصاری، م. ع.، اگدرنژاد، ا. و ابراهیمی پاک، ن. ع. 1398. ارزیابی مدل AquaCrop در شبیه‌سازی عملکرد و کارایی مصرف آب سیب‌زمینی تحت مقادیر مختلف تنش آبی در دوره‌های متفاوت رشد. مجله علوم آب و خاک. ۲۳ (۴): 383-394.
انصاری، م. ع.، اگدرنژاد، ا. و ابراهیمی پاک، ن. ع. 1399. ارزیابی مدل‌های AquaCrop و WOFOST در شبیه‌سازی عملکرد سیب‌زمینی تحت شرایط مختلف تنش آبی. مدیریت آب در کشاورزی. 7 (2): 1-14.
بهمنش، ع.، اگدرنژاد، ا. و سپهری صادقیان، س. 1400. تحلیل حساسیت پارامترهای رشدی گلرنگ در مدل AquaCrop با مدیریت‌های مختلف آبیاری. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 15 (3): 623-611.
حقیقتی بروجنی، ب.، برومند نسب، س. و ناصری، ع. ع. 1394. تأثیر مدیریت‌های مختلف کم‌آبیاری در روش آبیاری جویچه‌ای و قطره‌ای نواری بر عملکرد سیب‌زمینی و بهره‌وری آب. پژوهش آب در کشاورزی. 29 (2): 193-181.
خیری شلمزاری، ک.، برومندنسب، س.، سلطانی محمدی، ا. و حقیقتی بروجنی، ب. 1399. اثر مدیریت‌های آبیاری در سامانه‌های آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی بر عملکرد و بهره‎‌وری آب سیب‌زمینی. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 14 (1): 320-310.
رحیمی‌خوب، ح.، سهرابی، ت. و دلشاد، م. 1399. تحلیل حساسیت پارامترهای رشد گیاه ریحان در مدل AquaCrop تحت تنش‌های مختلف کود نیتروژن. مجله تحقیقات آب و خاک ایران. 51 (6): 1351-1341.
نیسی، ح.، اگدرنژاد، ا. و سپهری صادقیان، س. 1400. ارزیابی مدل‌های AquaCrop و DSSAT در شبیه‌سازی عملکرد و بهره‌وری آب گیاه سیب‌زمینی تحت شرایط مختلف تنش آبی. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 15 (5): 1198-1211.
Beven, K. 1979. A sensitivity analysis of the Penman-Monteith actual evapotranspiration estimates. Journal of Hydrology. 44(3-4): 169-190.
FAO - Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2018. FAOSTAT statistical database. FAO, Rome. Available from internet: http://www.fao.org.
Guo, D., Zhao, R., Xing, X. and Ma, X. 2020. Global sensitivity and uncertainty analysis of the AquaCrop model for maize under different irrigation and fertilizer management conditions. Archives of Agronomy and Soil Science. 66(8): 1115-1133.
Jin, X., Li, Z., Nie, C., Xu, X., Feng, H., Guo, W. and Wang, J. 2018. Parameter sensitivity analysis of the AquaCrop model based on extended fourier amplitude sensitivity under different agro-meteorological conditions and application. Field Crops Research. 226: 1-15.
Lenhart, T., Eckhardt, K., Fohrer, N. and Frede, H. 2002. Comparison of two different approaches of sensitivity analysis. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C. 27(9-10): 645-654.
Raes, D., Steduto P., Hsiao, T. C. and Freres, E. 2012. Reference manual AquaCrop, FAO, land and water division, Rome Italy.
Razzaghi, F., Zhou, Z., Andersen, M. N. and Plauborg, F. 2017. Simulation of potato yield in temperate condition by the AquaCrop model. Agricultural Water Management. 191: 113–123.
Salemi, H., Mohd Soom, M. A., Lee, T. S., Mousavi, S. F., Ganji, A. and KamilYusoff, M. 2011. Application of AquaCrop model in deficit irrigation management of Winter wheat in arid region. African Journal of Agricultural Research. 610: 2204-2215.
Tourneux, C., Devaux, A., M. Camacho, M. R., Mamani, P. and Ledent, J. F. 2003. Effects of water shortage on six potato genotypes in the highlands of Bolivia (I): Morphological Parameters, Growth and Yield. Agronomy. 23(2): 169-179.
Water Management in Agriculture
Volume 9, Issue 2 - Serial Number 18
February 2023
Pages 45-58

Files

Share

How to cite

Statistics