مدیریت آب در کشاورزی

مدیریت آب در کشاورزی

ارزیابی عملکرد مدل CERES-Rice در شبیه‌سازی پاسخ عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک برنج رقم هاشمی به مدیریتهای آبیاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی آب، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، گیلان، ایران.
2 گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان، گیلان، ایران
3 گروه کشاورزی، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، گیلان، ایران
چکیده
بحران کم‌آبی در بخش کشاورزی، به‌ویژه در کشت برنج، ضرورت بهینه‌سازی مدیریت آبیاری را ایجاب می‌کند. این پژوهش با هدف ارزیابی و شبیه‌سازی بلندمدت اثر مدیریت‌های مختلف آبیاری بر عملکرد دانه و بیولوژیک برنج بومی (رقم هاشمی) با استفاده از مدل CERES-Rice در ایستگاه تحقیقات برنج رشت انجام شد. داده‌های هواشناسی، خاک و زراعی طی یک دوره 19 ساله (1383 تا 1401) مورد استفاده قرار گرفت. واسنجی ضرایب ژنتیکی با استفاده از داده‌های تیمار غرقاب دائم در بازه زمانی 1383 تا 1395 و اعتبارسنجی مستقل مدل با داده‌های سال‌های 1396 تا 1401 صورت گرفت. نتایج نشان داد که مدل در شبیه‌سازی عملکرد دانه از دقت «عالی» برخوردار است؛ به‌طوری‌که شاخص nRMSE در مرحله واسنجی 8.06% بود و در مرحله اعتبارسنجی به 7.49% کاهش یافت. همچنین، دقت مدل در برآورد عملکرد بیولوژیک در سطح «خوب» (با nRMSE حدود 13%) ارزیابی گردید. این نتایج بیانگر آن است که مدل CERES-Rice از دقت و قابلیت اطمینان مناسبی در شبیه‌سازی رشد و عملکرد برنج رقم هاشمی تحت مدیریت‌های مختلف آبیاری برخوردار است. ازاین‌رو، این مدل می‌تواند به‌عنوان یک ابزار تصمیم‌یار مؤثر برای شبیه‌سازی بلندمدت، ارزیابی سناریوهای مختلف مدیریت آبیاری، پیش‌بینی پاسخ محصول به راهبردهای متفاوت تأمین آب و کاهش نیاز به آزمایش‌های مزرعه‌ای پرهزینه و زمان‌بر مورد استفاده قرار گیرد. بهره‌گیری از این مدل، زمینه را برای برنامه‌ریزی علمی‌تر، بهینه‌سازی مصرف آب و پشتیبانی از تصمیم‌گیری در مدیریت پایدار تولید برنج، به‌ویژه در شرایط تشدید محدودیت منابع آب و تغییرات اقلیمی، فراهم می‌سازد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Evaluation of the CERES-Rice model performance in simulating grain yield and biological yield responses of the Hashemi rice cultivar to different irrigation management

نویسندگان English

Rostam Almasnezhad 1
Ebrahim Amiri 2
, Seyyed Mostafa , Sadeghi 3
, Naser , mohamdian roshan 3
1 Department of Water Engineering, La, C., Islamic Azad University, Lahijan, Iran
2 Department of Water Engineering, La, C., Islamic Azad University, Lahijan, Iran.
3 Department of Agriculture, La, C., Islamic Azad University, Lahijan, Iran
چکیده English

The water scarcity crisis in the agricultural sector, particularly in rice cultivation, necessitates the optimization of irrigation management. This study aimed to evaluate and conduct a long-term simulation of the effects of various irrigation management strategies on the grain and biological yields of a local rice cultivar (Hashemi) using the CERES-Rice model at the Rasht Rice Research Station. Meteorological, soil, and agronomic data spanning a 18-year period (2004 to 2021) were utilized. The calibration of genetic coefficients was performed using data from the continuous flooding treatment between 2004 and 2016, while independent model validation was carried out using data from 2017 to 2022. Results indicated that the model demonstrated “excellent” accuracy in simulating grain yield; the nRMSE index was 8.06% in the calibration phase and decreased to 7.49% during the validation phase. Additionally, the model’s accuracy in estimating biological yield was evaluated as “good” (with an nRMSE of approximately 13%). These results demonstrate that the CERES-Rice model provides reliable and accurate simulations of the growth and yield of the Hashemi rice cultivar under different irrigation management practices. Therefore, the model can serve as an effective decision-support tool for long-term simulation studies, evaluating alternative irrigation management scenarios, predicting crop responses to different water management strategies, and reducing the need for costly and time-consuming field experiments. Its application can facilitate evidence-based decision-making, improve irrigation planning, optimize water use, and support the development of sustainable rice production systems under increasing water scarcity and climate variability.

کلیدواژه‌ها English

CERES-Rice
Irrigation management
Plant modeling

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 11 مرداد 1405