ارزيابي مدل AquaCrop براي تعيين اثرات آب و کود نيتروژنه روي رشد و محصول ذرت دانه اي : پایان نامه ارشد کشاورزی

کشور عزیزمان ایران با توجه به تنوع اقلیم ، آب و هوای مطبوع و اراضی وسیعی که در اختیار دارد در صورت مدیریت در عرصه کشاورزی میتواند یکی از قطب های بلامنازع کشاورزی دنیا باشد و با پرورش دانش آموختگان خبره در گرایش های مختلف رشته کشاورزی میتوان به این مهم نایل آمد.دیجی لود در ادامه به معرفی پایان نامه های کارشناسی ارشد رشته کشاورزی میپردازد. پایان نامه حاضر با عنوان” ارزيابي مدل AquaCrop براي تعيين اثرات آب و کود نيتروژنه روي رشد و محصول ذرت دانه اي ” با گرایش آبیاری و زهکشی و با فرمت Word (قابل ویرایش) تقدیم شما دانشجویان عزیز میگردد.

چکیده ارزيابي مدل AquaCrop براي تعيين اثرات آب و کود نيتروژنه روي رشد و محصول ذرت دانه اي :

مدل AquaCrop یکی از مدل های شبیه ساز ی رشد گیاه می باشد که در سال ها ی اخیر توسط FAO ارائه شده است. این مدل برای شبیه سازی رشد گیاهان مختلف، نیاز به وارد نمودن داده های آب و هوایی، خاک، مدیریت و نوع محصول داشته و در سراسر جهان استفاده می شود. در این پژوهش مدل AquaCrop ویرایش 3.1 plus برای گیاه ذرت دانه ای از نوع هیبرید دیررس سینگل کراس 704 در منطقه ی باجگاه برای یک سال آبیاری بارانی و دو سال آبیاری جویچه ای واسنجی و اعتبار سنجی گردید. سیستم آبیاری بارانی شامل 6 تیمار آبیاری و 4 تیمار کود نیتروژنه و سیستم آبیاری جویچه ای شامل چهار تیمار آبیاری و سه تیمار کود نیتروژنه بود. تیمارهای آبیاری از حدود 4/0 تا 2/1  برابرآبیاری کامل و تیمارهای کودی از صفر تا 300  kg ha^-1 نیتروژن را در بر داشتند. در مدل AquaCrop اثر کمبود کودی به صورت کیفی مطرح گردیده است. در این مدل پارامتر های حداکثر پوشش گیاهی (CC_x)، ضریب رشد پوشش گیاهی (CGC)، ضریب کاهش پوشش گیاهی (CDC) و بهره وری آب در تولید محصول (WP^*)  برای شرایط بدون کمبود نیتروژن  بر اساس اطلاعات مزرعه واسنجی می شود ولی برای هر مقدار کود به صورت کمی براورد نمی شوند. در این پژوهش در هر تیمار نیتروژن، پارامترهای CC_x ، CGC، CDCو  WP^* واسنجی گردیدند. با استفاده از برقراری روابطی با ضرایب همبستگی بالا میان نسبت مقدار کل نیتروژن موجود در هر تیمار به مقدار کل آن در تیمار بدون کمبود نیتروژن و نسبت پارامترهای CC_x ، CGC، CDCو WP^* در هر تیمار نیتروژن  به مقدار آن ها در شرایط بدون کمبود، این اثر به شکل کمی در آورده شد. در هر تیمار، مقدار کل نیتروژن از مجموع مقدار نیتروژن کود، مقدار نیتروژن موجود در خاک به شکل های نیترات و آمونیوم و مقدار نیتروژن محلول در آب آبیاری محاسبه گردید. با یک سال داده در آبیاری جویچه ای مدل به صورت نسبتاً خوبی  اعتبارسنجی گردید و مقادیر نرمال شده ریشه ی میانگین مجذور خطا برای ماده ی خشک و عملکرد دانه به ترتیب برابر 12/0 و 26/0 به دست آمد.

مقدمه

ذرت گیاهی از خانواده ی با دوره ی رشد نسبتا کوتاه و عملکرد بالا است که در سطح جهانی از نظر میزان تولید در واحد سطح بعد از گندم و برنج مقام سوم را به خود اختصاص داده است. طبق آمار سال 1386 در ایران سطح زیر کشت ذرت دانه ای بالغ بر 354 هزار هکتار و تولید 9/2 میلیون تن با میانگین عملکرد 5/7 تن در هکتار و ذرت علوفه ای با سطح زیر کشت 142 هزار هکتار و میانگین عملکرد 50 تن علوفه در هکتار جایگاه خوبی را در بین محصولات کشاورزی به خود اختصاص داده است (خاوری- خراسانی، 1387). مقادیر آب آبیاری و کود نیتروژنه در رشد گیاه ذرت و عملکرد آن موثر هستند و تحقیقات گسترده ای در این موارد انجام شده است. آب یک پارامتر اساسی در کشاورزی و رشد ذرت محسوب می گردد. نیاز آبی این گیاه در مراحل مختلف رشد متفاوت است و معمولاً نسبت به کمبود آب خاک خیلی حساس می باشد.

نیتروژن جزء عناصر غذایی پر مصرف ذرت و به عبارت دیگر گلوگاه رشد است و در ساختمان پروتئین و کلروفیل نقش عمده دارد. کمبود نیتروژن به خصوص در خاک هایی که از نظر مواد آلی فقیر هستند سبب زردی برگهای پائین و عدم تشکیل کلروفیل و در نهایت کاهش محصول ذرت می گردد.

مدل AquaCrop یک مدل گیاهی است که اخیرا توسط FAO برای شبیه سازی واکنش مراحل رشد گیاه و عملکرد آن ارائه گردیده است. این مدل برای شبیه سازی رشد گیاهان مختلف، نیاز به وارد نمودن داده های آب و هوایی، خاک و نوع محصول داشته و در سراسر جهان استفاده می شود. پارامترهای آن غالبا صریح و مشاهده ای هستند و مدل شرایط مناسبی از نظر دقت، سادگی و توانمندی دارد.

مدل AquaCrop نماینده ی یک کوشش برای وارد کردن دانش معاصر واکنش های فیزیولوژیک گیاه در یک ابزار است که می تواند محصول قابل دستیابی یک گیاه را بر اساس شرایط هواشناسی، خاک، سیستم آبیاری و مدیریت مزرعه پیش بینی کند. با مقایسه ی محصول شبیه سازی شده توسط مدل و اندازه گیری شده در مزرعه می توان مدل را واسنجی کرده و اعتبار آن را برای یک محصول و شرایط آب و هوایی و خاک سنجید. همچنین مدل می تواند برای استفاده توسط اقتصاددان ها، مدیران و کارفرمایان بخش آب کشاورزی با اهداف و کاربردهای متنوع مناسب می باشد. کارایی این مدل با چندین گیاه مورد آزمایش قرار گرفته و نتایج بسیار رضایت بخشی حاصل گردیده است. مشخصات خاصی که AquaCrop را از سایر مدل های گیاهی متمایز می کند، تمرکز آن روی آب، استفاده از نسبت پوشش گیاهی به جای شاخص سطح برگ، استفاده از مقادیر کارایی آب بر اساس قدرت تبخیر کنندگی اتمسفر و غلظت دی اکسید کربن است که به مدل ظرفیت گسترده ای برای کاربرد در مکان ها و فصول گوناگون می بخشد. علاوه بر این با وجود ساده بودن مدل، توجه خاصی به روندهای اساسی فیزیولوژیکی و زراعی دارد که در تولیدات گیاه و واکنش های آب مؤثر هستند (Raes et al., 2009).

اهداف

هدف از انجام این پژوهش شامل موارد زیر می باشد:

• واسنجی مدل AquaCrop با استفاده از داده های اندازه گیری شده توسط زند پارسا (1380) و سال اول مجنونی هریس (1384) برای کشت گیاه ذرت در مقادیر مختلف آب و کود نیتروژنه در اراضی دانشکده کشاورزی
• سنجش اعتبار مدل با استفاده از داده های مستقل سال دوم مجنونی هریس (1384) در شرایط سطوح مختلف کود نیتروژنه
• مقایسه ی نتایج به دست آمده از مدل واسنجی و اعتبارسنجی شده ی AquaCrop با مدل MSM

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه

1- مقدمه 2

فصل دوم: مروری بر پژوهش­های گذشته

2-1- مدل های کامپیوتری رشد گیاه 6

2-2- مدل AquaCrop 7

فصل سوم: مواد و روش ها

3-1- معرفی مدل AquaCrop 18

3-1-1- مبنای کار 18

3-1-2- موتور رشد و فلوچارت مدل AquaCrop  19

3-1-3- زنجیره خاک-گیاه-اتمسفر 22

3-1-3-1- اتمسفر 22

3-1-3-2- گیاه 23

3-1-3-3- خاک 25

3-1-3-4- مدیریت زراعی 26

3-1-3-5- مدیریت آبیاری 26

3-1-4- پارامترهای گیاهی 27

3-1-4-1- رشد و توسعه 27

3-1-4-2- تبخیر- تعرّق 29

3-1-4-3- تولید 29

3-1-4-4- تنش آبی 30

3-1-4-5- تنش کودی 31

3-1-4-6- تنش دمایی 32

3-1-4-7- تنظیم برنامه 32

3-1-5- فایل های خروجی 33

3-2- واسنجی و اعتبارسنجی مدل 34

3-2-1- داده های مزرعه ای 34

3-2-2- روش­ها و فرضیات مورد استفاده در اجرای مدل AquaCrop 41

3-2-3- تحلیل آماری نتایج واسنجی و اعتبارسنجی 43

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1- واسنجی و اعتبارسنجی مدل AquaCrop برای منطقه باجگاه 47

4-1-1- واسنجی مدل AquaCrop 47

4-1-1-1- رابطه ی مقدار نیتروژن و پارامترهای تحت تأثیر تنش کودی 52

4-1-2- اعتبارسنجی مدل 56

4-2- مقایسه ی نتایج مدل MSM و مدل AquaCrop 59

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1- نتیجه گیری 65

فصل ششم: فهرست منابع

فهرست منابع 68

فهرست جداول

جدول 1-3- مشخصات خاک محل آزمایش مزرعه­ای 35

جدول 2-3- مقادیر آبیاری در روزهای مختلف بعد از کاشت در سال 1378 در پژوهش زند پارسا (1380) برحسب میلیمتر (بخش جنوبی)………….. 37

جدول 3-3- مقادیر آبیاری در روزهای مختلف بعد از کاشت در سال اول پژوهش مجنونی هریس (1384) بر حسب میلی متر 38

جدول 4-3- مقادیر آبیاری در روزهای مختلف بعد از کاشت در سال دوم پژوهش مجنونی هریس (1384) بر حسب میلی متر 39

جدول 5 -3- مقادیر ماده ی خشک و عملکرد دانه ی اندازه گیری شده بر حسب Mg ha^-1 در سال 1378 در پژوهش زند پارسا (1380)………. 40

جدول 6-3- مقادیر ماده ی خشک و عملکرد دانه ی اندازه گیری شده بر حسب Mg ha^-1 در سال های اول و دوم پژوهش مجنونی هریس (1384)…. 41

جدول 1-4- مقادیر واسنجی  شده ی پارامترهای فایل گیاهی………48

جدول 2-4- مقادیر ماده ی خشک و عملکرد دانه ی اندازه­گیری شده­ در مزرعه و مقادیر شبیه­سازی شده­ی آن ها توسط مدل AquaCrop برای واسنجی مدل AquaCrop……… 49

جدول 3-4- مقادیر ماده ی خشک و عملکرد دانه ی اندازه­گیری شده­ در مزرعه در سال دوم پژوهش مجنونی هریس (1384) و مقادیر شبیه­سازی شده­ی آن ها توسط مدل AquaCrop برای اعتبارسنجی مدل AquaCrop   50

جدول 4-4- مقادیر نیتروژن (kg ha^-1) برای تیمارهای مختلف نیتروژن در پژوهش های زندپارسا (1380) و مجنونی هریس (1384)……………… 52

جدول 5-4- مقادیر واسنجی شده ی بهره وری آب (WP*)، حداکثر پوشش گیاهی (CC_x) و ضریب کاهش پوشش گیاهی (CDC) برای آزمایش زندپارسا (1380) و سال اول آزمایش مجنونی هریس (1384) برای مقادیر مختلف نیتروژن در تیمارهای کودی………….. 53

جدول 6-4- نتایج آزمون F برای مقادیر ماده ی خشک و عملکرد دانه ی اندازه گیری شده و شبیه سازی شده ی آزمایش های زندپارسا (1380) و مجنونی (1384)….. 58

جدول 7-4- مقادیر ماده ی خشک (B) و عملکرد (Y) اندازه گیری شده و شبیه سازی شده توسط مدل های MSM و AquaCrop در تیمارهای مختلف آب و نیتروژن در آزمایش زندپارسا (1380)………………… 60

جدول 8-4- مقادیر ماده ی خشک (B) و عملکرد (Y) اندازه گیری شده و شبیه سازی شده توسط مدل های MSM و AquaCrop در تیمارهای مختلف آب و نیتروژن در سال اول آزمایش مجنونی هریس (1384)     61

جدول 9-4- مقادیر ماده ی خشک (B) و عملکرد (Y) اندازه گیری شده و شبیه سازی شده توسط مدل های MSM و AquaCrop در تیمارهای مختلف آب و نیتروژن سال دوم آزمایش مجنونی هریس (1384)         61

فهرست شکل ها

شکل 1-3- استخراج AquaCrop از معادله (1-3) با استفاده از دو مرحله میانی( تفکیک تبخیر از سطح خاک و تعرّق گیاهی، و دستیابی به عملکرد از طریق ماده خشک و شاخص برداشت)……… 21

شکل 2-3- فلوچارت AquaCrop : ارتباط میان مؤلفه های اصلی زنجیره خاک- گیاه- اتمسفر     21

شکل 1-4- مقایسه ی مقادیر ماده ی خشک (B) اندازه گیری شده و شبیه سازی شده با مدل AquaCrop (با داده های آزمایش زندپارسا،  1380 و سال اول آزمایش مجنونی هریس، 1384)……. 51

شکل 2-4- مقایسه ی مقادیر عملکرد دانه ی (Y) اندازه گیری شده و شبیه سازی شده با مدل AquaCrop (با داده های آزمایش زندپارسا،  1380 و سال اول آزمایش مجنونی هریس، 1384…….. 51

شکل 3-4- نمایش مقادیر  حاصله از واسنجی (Calibration) و رابطه ی (1-4) (Equation) در مقابل مقادیر  برای آزمایش زندپارسا (1380) و سال اول آزمایش مجنونی هریس (1384)…. 54

شکل 4-4- مقادیر   در حاصله از واسنجی (Calibration) و رابطه ی (1-4) (Equation) در مقابل مقادیر  برای آزمایش زندپارسا (1380) و سال اول آزمایش مجنونی هریس (1384)…. 55

شکل 5-4- مقادیر  حاصله از واسنجی (Calibration) و رابطه ی (1-4) (Equation) در مقابل مقادیر   برای آزمایش زندپارسا (1380) و سال اول آزمایش مجنونی هریس (1384)…………. 55

شکل 6-4- مقایسه ی مقادیر ماده ی خشک اندازه گیری شده و شبیه سازی شده با مدل AquaCrop (با داده های آزمایش سال دوم آزمایش مجنونی هریس، 1384)……… 57

شکل7-4- مقایسه ی مقادیر عملکرد دانه ی اندازه گیری شده و شبیه سازی شده با مدل AquaCrop (با داده های آزمایش سال دوم آزمایش مجنونی هریس، 1384)……….. 57

شکل 8-4- مقایسه ی بین مقادیر ماده ی خشک (B) شبیه سازی شده توسط مدل MSM و مقادیر اندازه گیری شده در مزرعه در تیمارهای مختلف آب و نیتروژن بر حسب Mg ha^-1 در پژوهش های زندپارسا (1380) و مجنونی هریس (1384) 62

شکل 9-4- مقایسه ی بین مقادیر عملکرد دانه  (Y) شبیه سازی شده توسط مدل MSM و مقادیر اندازه گیری شده در مزرعه در تیمارهای مختلف آب و نیتروژن بر حسب Mg ha^-1 در پژوهش های زندپارسا (1380) و مجنونی هریس (1384) 62

شکل 10-4- مقایسه ی بین مقادیر ماده ی خشک (B) شبیه سازی شده توسط مدل AquaCrop و مقادیر اندازه گیری شده در مزرعه در تیمارهای مختلف آب و نیتروژن بر حسب Mg ha^-1 در پژوهش های زندپارسا (1380) و مجنونی هریس (1384)  63

شکل 11-4- مقایسه ی بین مقادیر عملکرد دانه  (Y) شبیه سازی شده توسط مدل AquaCrop و مقادیر اندازه گیری شده در مزرعه در تیمارهای مختلف آب و نیتروژن بر حسب Mg ha^-1 در پژوهش های زندپارسا (1380) و مجنونی هریس (1384)  63

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.