منبع پایان نامه درباره فیزیولوژی، اطلاعات هواشناسی، هیدرولیک، مدیریت آبیاری

دانلود پایان نامه ارشد

انجام میشود. در تمام دوره رشد گیاه، مقدار آب ذخیره شده در ناحیه ریشه از طریق بیلان آبی جریان آب ورودی (آبیاری و بارندگی) و خروجی (رواناب، نفوذ عمقی و تبخیر و تعرق) در ناحیه ریشه شبیهسازی میشود. شدت ضرایب تنش آبی (kS) مؤثر بر توسعه پوشش تاجی (CC)، هدایت روزنهای تعرق (شدت تعرق در واحد CC)، پیری و کاهش پوشش تاجی و شاخص برداشت به وسیله کسر تخلیه آب در ناحیه ریشه تعیین میشود. بهعلاوه بعضی جنبههای مدیریتی و عملکرد نهایی با تاکید بر آبیاری، سطوح حاصلخیزی خاک از طریق تاثیرات آنها بر توسعه رشد گیاه، بهرهوری آب و تعدیل محصول به تنشها بیان میشود. در پایان مقدار عملکرد محصول با استفاده از جرم قسمت پوشش هوایی گیاهی شبیهسازی شده و شاخص برداشت (HI) تعدیل شده محاسبه میگردد. در این مدل تأثیر تنش شوری و آفات و بیماریها لحاظ نشده است (مارینیو و همکاران، 2005؛ ریس 2002).
اگرچه مدل AcuaCrop بر مبنای فرآیندهای بیوفیزیکی پیچیده بنا نهاده شده است (استدیوتو و همکاران، 2009)، تعداد نسبتا کمی از پارامترهای ساده و قابل دسترس بهعنوان پارامترهای ورودی استفاده میشوند. ورودیهای مدل شامل چهار دسته از اطلاعات یعنی: دادههای اقلیمی، گیاهی، خاک و مدیریت مزرعهای هستند.

شکل 3-11 نمایش منوی اصلی مدلAquaCrop
3-2-3 معرفی کلی نرم افزار ET0Calculator
کارکرد اصلی این نرمافزار محاسبه تبخیر و تعرق مرجع بر اساس استانداردهای FAO است. خروجیهای این برنامه حاوی مقادیر تبخیر و تعرق به شکل ماهانه، ده روزه و یا روزانه است. سایر اطلاعات هواشناسی همراه با فایلهای خروجی این برنامه، در قالب فایلهای متنی در مدل AquaCrop مورد استفاده قرار میگیرند. در شکل 3-12، نمایی از منوی اصلی نرمافزار ET0Calculator مشاهده میشود.

شکل 3-12 نمایش منوی اصلی نرمافزار ET0Calculator
3-2-4 واسنجی مدل
اگرچه مدل بر مبنای فرآیندهای فیزیولوژیکی پیچیده پایهگذاری شده است، ولی از تعداد نسبتاً محدودی پارامترهای مشخص و قابل اندازهگیری به عنوان پارامترهای ورودی استفاده میشود. ورودیهای این مدل شامل دادههای مربوط به اقلیم، خاک، گیاه و عوامل مدیریتی مزرعه است (استدیوتو و همکاران، 2009).
3-2-4-1دادههای اقلیمی
این دادهها شامل درجه حرارت حداقل و حداکثر روزانه، تبخیر و تعرق پتانسیل (ET0)، بارندگی و غلظت Co2 اتمسفر است. مدل از دادههای حداکثر و حداقل روزانه برای محاسبه درجه روز رشد (GDD) بهمنظور تعدیل عملکرد بیولوژیک بر اثر خسارات ناشی از سرما، استفاده میکند (ریس و همکاران، 2009). دادههای دمای روزانه، مقدار بارندگی روزانه و همه اطلاعات مورد نیاز برای محاسبه ET0 از اطلاعات آماری سالهای 2013-2003 ایستگاه هواشناسی کشاورزی استخراج گردید. این اطلاعات در قالب ماههای میلادی، در نرمافزار Excel مرتب شدند. این جداول شامل مقادیر بیشترین و کمترین دمای هوای منطقه، بارندگی و ساعات آفتابی هستند. این جداول به صورت فایلهای متنی به ترتیب با پسوندهای TMP و PLU جهت معرفی به مدل ذخیره میشوند. سپس در جدولی جداگانه نیز، ماکزیمم و مینیمم دمای هوا همراه با ساعات آفتابی مرتب شده و با پسوند CXT جهت معرفی به نرمافزار ET0Calculator ذخیره میشوند. در شکل 3-13 نمایی از نحوه معرفی اطلاعات هواشناسی به نرمافزار و در شکل 3-14 نمایی از چگونگی ذخیرهسازی فایل محاسباتی نرمافزار مشاهده میشود.

شکل3-13 معرفی اطلاعات هواشناسی به نرمافزارET0Calculator

شکل 3-14 نمایی از چگونگی ذخیرهسازی فایل محاسباتی نرمافزار جهت معرفی به مدل
3-2-4-2 دادههای مربوط به خاک
دادههای مورد نیاز خاک شامل بافت خاک (درصد رس، سیلت و شن)، هدایت هیدرولیکی اشباعی (Ksat)، حجم آب موجود در نقطه اشباع، رطوبت حجمی در ظرفیت زراعی و رطوبت حجمی در نقطه پژمردگی دائم است. اطلاعات مورد نياز از طريق نمونهبرداري از پروفيل خاك فراهم شد. بافت خاک مزرعه سیلتی لومی تا لومی، عمق خاک زراعی بین 0 تا 30 سانتیمتر و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک 100 میلیمتر بر ساعت اندازهگیری شد ( شکل 3-15) (گرتس و همکاران، 2009؛ هنگ و همکاران، 2009).

شکل 3-15 معرفی اطلاعات نوع خاک به مدل
جدول 3-4 برخی پارامترهای تجزیه شیمیایی خاک

عمقخاک
( سانتیمتر)
ساختمان خاک

Sand (%)
Silt (%)
Clay (%)
دانسیته
(gcm-3)
PH
EC (dSm-1)
CO2 (%)
حاصلخیزی
( cmh-1)

FC
( cm3cm-3)
W.P
(cm3cm-3)
نقطه اشباع
(cm3cm-3)
30-0
Silty clay
33
50
17
4/1
64/7
8/5
98/0
5/1
1/27
2/13
7/49
60-30
Clay
30
45
15
2/1
60/7
8/5
38/0
3/1



3-2-4-3 پارامترها و دادههای گیاهی
با توجه به اینکه این مدل تنها برای چند محصول محدود طراحی شده است، فایل اطلاعات کلی هر محصول در بخش Data مدل موجود است. با انتخاب محصول و با توجه به منطقه مورد مطالعه، به ایجاد تغییرات مورد نیاز در فایلهای مربوطه پرداخته شد. این تغییرات شامل اطلاعات مربوط به دوره رشد (روند کاهش و افزایش سطح سایهانداز، طول دوره رسیدن به بیشترین سطح سایهانداز و غیره)، اطلاعات مربوط به گلدهی و تشکیل محصول، روند ریشهدوانی و غیره است. دادههای مربوط به گیاه و روابط آب در خاک و نیاز تبخیری اتمسفر به دو گروه پارامترهای گیاهی ثابت و متغیر تقسیم میشوند. پارامترهای گیاهی ثابت برای اکثر گیاهان زراعی به صورت پیش فرض در مدل AquaCrop وجود دارند. این پارامترها با گذشت زمان یا موقعیت جغرافیایی تغییر نمیکنند. این پارامترها با استفاده از دادههای مربوط به رشد گیاه در شرایط مطلوب و بدون محدودیت واسنجی شدهاند و در مدل مورد استفاده قرار میگیرند (گرتس و همکاران، 2009؛ هنگ و همکاران، 2009). پارامترهای مربوط به رقم مورد نظر از آزمایشهای مزرعهای در هر منطقه اقلیمی فراهم میگردند. این اطلاعات شامل: زمان وقوع مراحل فنولوژیکی گیاه، سرعت توسعه سایهانداز، حداکثر توسعه سایهانداز، شاخص برداشت و ماده خشک کل در شرایط بدون تنش است. با توجه به اينكه شاخص سطح برگ يكي از وروديهاي مهم مدلهاي شبيهساز رشد گياهان زارعي است و اندازهگيري آن در سطوح وسيع (وقتي تعداد نمونهها زياد باشد) خيلي زمانبر است در مدل AquaCrop از يك پارامتر جايگزين با نام پوشش سايهانداز گياه استفاده ميشود كه با سطح برگ داراي يك رابطه نمايي است. اندازهگيري اين پارامتر به سهولت و در كمترين زمان ممكن امكانپذير است. در اين آزمايش براي اندازهگيري روند توسعه پوشش گياهي هر 10 روز از مزرعه توسط دوربين ديجيتال بهطور عمودي عكسبرداري شده، سپس عكسها توسط نرم افزار Green Crop Tracker آناليز و درصد پوشش سطح زمين توسط گياه زراعي محاسبه ميشود. براي اندازهگيري روند تجمع ماده خشك در طي فصل رشد گياه در مراحل اصلي رشد گياه از استقرار گیاهچهای تا رسيدگي فيزيولوژيك در مزرعه به فاصله نیم متر از حاشیهها و از خطوط دوم و هفتم و یا سوم و ششم نمونهبرداري شده و سپس نمونهها در آون به مدت 72 ساعت در دماي 70 درجه سانتيگراد خشك شده و وزن آنها توزين ميشود.

شکل 3-16 معرفی اطلاعات گیاه به مدل
3-2-4-3-1 پارامترهای ثابت
مقادیر پارامترهای گیاهی ثابت برای اکثر گیاهان زراعی به صورت پیش فرض در مدل AcuaCrop وجود دارند. این پارامترها با گذشت زمان یا موقعیت جغرافیایی تغییر نمیکنند. این پارامترها با استفاده از دادههای مربوط به رشد گیاه در شرایط مطلوب و بدون محدودیت واسنجی شدهاند و برای کاربرد آنها در شرایط وجود تنش آبی از طریق تأثیر ضریب پاسخ به تنش تعدیل میشوند. این پارامترها بهعنوان پیشفرض در مدل و برای گونههای زراعی مهم (مانند گندم، ذرت و پنبه) وجود دارد. بنابراین در این مطالعه برای ارزیابی مدل AquaCrop از پارامترهای پیش فرض مدل استفاده شد. مقدار WP* با استفاده از دادههای نیاز تبخیری، مراحل فنولوژیکی و میانگین غلظت CO2 در سالهای 2013-2003، لحاظ شد. حداکثر پوشش تاجی (CCx) با استفاده از دادههای تراکم کاشت تعدیل شد.
تنش بدون توجه به نوع محصول و شدت و زمان تنش، شاخص برداشت را کاهش یا افزایش میدهد (هسیائو و همکاران، 2009 و 2007؛ استدیوتو و همکاران، 2009). جلوگیری از رشد برگ اثر مثبت بر HI و بسته شدن روزنهها اثر منفی بر HI دارد. در شرایط تنش آبی آستانه مقدار P (کسر قابل تخلیه آب خاک) برای اثر مثبت جلوگیری از رشد برگ بر HI عدد 7 و برای اثر منفی بر HI عدد 3 فرض شد. علاوه بر پارامترهای ثابت، دیگر اطلاعات مورد نیاز برای اجرای شبیهسازی اغلب وابسته به محصول زراعی بوده و کاربرد آنها برای شرایط مختلف مقادیر متفاوتی دارد. این پارامترها عبارتند از اطلاعات هواشناسی و خاک که تابع زمان، مکان، تراکم کاشت و آبیاری که ویژه مدیریت هستند. برای اختصار، این پارامترهای ورودی بهعنوان پارامترهای مخصوص کاربر نامیده شدهاند.
3-2-4-3-2 دادهها و پارامترهای مخصوص کاربر
همه پارامترهای مربوط به مکان و پارامترهای ویژه گیاهی از قبیل ویژگیهای آب و خاک، حداکثر عمق ریشه، تراکم گیاه، زمان کاشت و مدیریت آبیاری در گروه پارامترهای مخصوص کاربر طبقهبندی میشوند. این پارامترها در جدول (3-3) ارائه شدهاند. تاریخ جوانهزنی173، عامل مهمی است که باید توسط کاربر به درستی وارد شود. تاریخ جوانهزنی علاوه بر شرایط رطوبتی خاک به عمق کاشت بستگی دارد. تاریخی که در آن 90 درصد بذرها سبز میشوند بهعنوان تاریخ ظهور پوشش تاجی لحاظ میشود (هنگ و همکاران، 2009). زمان شروع پیری نزدیک به تاریخ رسیدگی فیزیولوژیکی است و برای یک گونه خاص به رژیم دمایی منطقه بستگی دارد. مدل قابلیت این را دارد که شروع زمان پیری و رسیدگی فیزیولوژیکی گیاه را با استفاده از درجه روز رشد حساب کند.
جدول 3-5 پارامترهای گیاهی مربوط به مراحل فیزیولوژیکی کینوا

روزهای پس از کاشت

سبز
شدن
گل
دهی
شروع پیری پوشش گیاهی
رسیدگی
فیزیولوژیکی
حداکثر
عمق ریشه
8 روزگی
56 روزگی
140 روزگی
190
25 سانتی متر

3-2-4-4 عوامل مدیریتی
راهبردهای مدیریتی که میتوانند روی مدیریت مصرف آب و کمآبیاری تاثیر گذار باشند و از طریق مدل مورد ارزیابی قرار گیرند شامل تاریخ کاشت، حاصلخیزی خاک، خصوصیات سطح مزرعه، زمان آبیاری، حجم آب آبیاری، سیستمهای آبیاری، مدیریت بقایا و … است.
3-3 دوره شبیهسازی
در این بخش نحوه شبیهسازی طول د

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه درباره فیزیولوژی، چرخه زندگی، شبیه سازی، مورفولوژی Next Entries دانلود پایان نامه ارشد با موضوع حداکثر قدرت، ورزشکاران، روش پژوهش