شبیه‌سازی پاسخ گیاه ریحان به شوری آب آبیاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، گروه مهندسی آب، تهران، ایران.

2 دانشیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، گروه مهندسی آب، تهران، ایران.

3 استاد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده کشاورزی، گروه خاکشناسی،‌ تهران، ایران.

4 استاد، دانشگاه تهران، پردیس کرج، دانشکده علوم و مهندسی آب، کرج، ایران.

چکیده

مدل‌های‌ ریاضی چندی برای پاسخ گیاهان به شوری وجود دارد که در همۀ آنها شوری عصاره اشباع خاک مبنای واکنش گیاه به شوری محیط ریشه در نظر گرفته می‌شود. چنانچه بتوان از شوری آب آبیاری به جای شوری عصاره ‌اشباع خاک در این مدل‌ها استفاده کرد، گامی مؤثر در راستای کاربردی کردن این مدل‌ها برداشته می‌شود. هدف از این پژوهش، ارزیابی کمّی پاسخ گیاه ریحان به شوری آب آبیاری و برآورد آستانۀ کاهش عملکرد آن و نیز بررسی کارآیی مدل‌های ریاضی موجود برای برآورد عملکرد این گیاه نسبت به‌ شوری آب آبیاری است. بدین منظور، آزمایشی با 13سطح شوری آب شامل شوری‌های 175/1 (تیمار شاهد)، 8/1، 2، 2/2، 5/2، 8/2، 3، 5/3، 4، 5، 6، 8 و 10 دسی‌زیمنس بر متر انجام شد. به منظور کمّی کردن اثر شوری بر عملکرد محصول، از هفت مدل‌ ریاضی استفاده شد. نتایج نشان داد آستانه کاهش عملکرد ریحان نسبت به شوری آب آبیاری 7/1 دسی‌زیمنس بر متر و شیب خط کاهش عملکرد 1/8 درصد بر دسی‌زیمنس بر متر است. مدل ریاضی همایی و همکاران (2002) در شبیه‌سازی تابع کاهش عملکرد ریحان به شوری آب آبیاری دارای دقت بیشتری نسبت به دیگر مدل‌ها بود. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد که مدل‌های جذب همایی و همکاران (2002)، ون‌گنوختن و هافمن (1984) و دو مدل آماری استپوهن و همکاران (2005) برای شبیه‌سازی واکنش عملکرد ریحان به شوری آب آبیاری از دقتی مناسب برخوردارند (کمترین مقدار nRME و ME). همچنین، نتایج نشان داد که در شرایطی که آبشویی در حد مناسب اعمال شود، بین نتایج مدل‌ها نسبت به شوری عصاره اشباع و شوری آب آبیاری اختلاف معنی‌داری وجود ندارد.

عنوان مقاله [English]

Simulating Basil Response to Irrigation Water Salinity

نویسندگان [English]

  • m s 1
  • h b 2
  • m h 3
  • f k 2
  • m p 4
چکیده [English]

Several mathematical models exist that represent plant response to salinity. These models consider salinity of the soil saturation extract (ECe) for plant response to salinity in the root zone. A considerable step would be taken towards applying such models, if irrigation water salinity can be used instead of ECe, because under field conditions, irrigation water salinity measurement is much easier than determining soil salinity. The objectives of this study were to quantify basil response to irrigation water salinity, to estimate its yield salinity threshold value and to investigate efficiency of available mathematical models for estimating its yield based on irrigation water salinity. Consequently, a large experiment was conducted with 13 water salinity levels including 1.175 (control treatment), 1.8, 2, 2.2, 2.5, 2.8, 3, 3.5, 4, 5, 6, 8, and 10 dSm-1. The designated salinity treatments were performed by diluting the Shoor River saline water with adequate quantity of fresh water. In order to quantify the salinity effect on basil yield, seven mathematical models were selected. The results indicated that basil yield reduction threshold value based on irrigation water salinity was 1.7 dSm-1 with yield reduction gradient of 8.1% per dSm-1. The mathematical model of Homaee et al. (2002) provided more accuracy than the other models in simulating basil yield reduction function based on irrigation water salinity. Overall, the results of this research indicated that root water uptake models of Homaee et al. (2002), van Genuchten and Hoffman (1984) and two statistical models of Steppuhn et al. (2005) provide reasonable results for simulating basil yield response to irrigation water salinity, respectively (the least nRMSE and ME). The results further indicated that when enough leaching was applied, there would not be significant differences between the ECe-based models and those obtained based on irrigation water salinity.