کاربرد مدل بیلان آب خاک برای تخمین مقدار محصول ذرت در مقادیر مختلف نیتروژن

آب مهمترین عامل طبیعی محدود کننده در روند توسعه کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان است و نیتروژن عنصری کلیدی در تغذیه گیاهان محسوب می شود . برای مطالعه اثر عوامل متعدد بر رشد گیاه لازم است تعداد زیادی آزمایش انجام شود که به علت وقت گیر بودن و هزینه زیادی که هر تحقیق لازم دارد ، انجام چنین تحقیقاتی میسر نیست . بهمین دلیل محققین از دهه هفتاد میلادی به شبیه سازی رشد گیاه و تخمین عملکرد محصول روی آوردند و تا کنون تعداد زیادی از مدل های کامپیوتری از نوع بسیار ساده (در حد یک رابطه ساده) تا پیچیده ارائه شده است . هدف از انجام پژوهش ، واسنجی مدل بیلان آب خاک ارائه شده در بخش مهندسی آب برای تخمین رشد و مقدار محصول گیاه ذرت در مقادیر مختلف آب آبیاری و نیتروژن در منطقه باجگاه براساس داده های ارائه شده توسط سایر محققین در بخش مهندسی آب با روش آبیاری بارانی بوده است . سپس مدل واسنجی شده با داده های مستقل ارائه شده در بخش مهندسی آب با روش آبیاری حویچه ای تأیید گردید . مدل نوشته شده در این تحقیق جهت شبیه سازی رشد گیاه ذرت هیبرید sc 704 به زبان visual basic و بصورت user friendly تهیه شده است . این مدل دارای یک برنامه اصلی و پنج زیربرنامه می باشد . در این مدل عمق ریشه گیاه به چهار لایه با ضخامتهای برابر تقسیم شد و از معادله ساده بیلان حجمی آب در لایه های مختلف خاک جهت شبیه سازی بیلان آب خاک استفاده شد که در آن تفاوت بین مقدار رطوبت در ظرفیت زراعی و نقطه پژمردگی بعنوان ظرفیت آب خاک فرض شده و مازاد آن فرونشت عمقی درنظر گرفته شد . رشد ریشه با استفاده از مدل ارائه شده توسط سایر محققین شبیه سازی شد . پس از آن با استفاده از معادله بیلان آب خاک ، رطوبت در هر لایه از عمق ریشه محاسبه شد . در این مدل محاسبه تبخیر- تعرق گیاه مرجع با سه روش پنمن – فائو ، پنمن – مانتیث و هارگریوز– سامانی که در بخش مهندسی آب برای منطقه باجگاه اصلاح شد گنجانده شد و با استفاده از ضریب گیاهی که تابعی از درجه - روز تجمعی است و اعمال ضریب تنش آبی خاک تبخیر- تعرق واقعی گیاه محاسبه شد . شاخص سطح برگ بصورت تابعی از تبخیر- تعرق واقعی گیاه تعیین شد . پس از آن با استفاده از نسبت تبخیر به تبخیر- تعرق واقعی گیاه که وابسته به شاخص سطح برگ است مقدار تبخیر از سطح خاک و تعرق از گیاه تعیین شد . در این مدل ماده خشک گیاهی وابسته به مقدار تعرق و کمبود فشار بخار هوا تعریف شد و با استفاده از ماده خشک و شاخص برداشت محصول ، میزان عملکرد دانه ذرت تخمین زده شد . شایان ذکر است که معادلات محاسبه ماده خشک گیاهی برای دو روش آبیاری بارانی و جویچه ای بصورت مستقل ارائه و در متن برنامه گنجانده شد . بررسی آماری مقادیر شبیه سازی شده در برابر اندازه گیری شده برای اغلب پارامترها نشان داد که در سطح احتمال %95 آزمون آماری f اختلاف معنی داری وجود ندارد . آزمون مدل با داده های مستقل حاصل از کشت ذرت نشان داد که معادلات بکار رفته در مدل برای تخمین شاخص سطح برگ ، تبخیر از سطح خاک ، تعرق ، شاخص برداشت محصول ، ماده خشک گیاهی و عملکرد دانه ذرت ، از کارایی خوبی برخوردار می باشد . در این مدل امکان تخمین روزانه ماده خشک نیز وجود دارد . بر مقادیر ماده خشک برآورد شده یک معادله لجستیک برازش داده شد و ضرایب این معادله برای تیمارهای مختلف آبیاری و نیتروژن تعیین شد .