عنوان

مدل‌سازی انتقال و جذب آب در مزرعه کلزای بهاره با تکیه بر دینامیک رشد ریشه

شماره

‭۵۴۹۷پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

مدل‌سازی انتقال و جذب آب در مزرعه کلزای بهاره با تکیه بر دینامیک رشد ریشه

نام نخستين پديدآور

/ابوالفضل مجنونی هریس

نام ناشر، پخش کننده و غيره

تبریز : دانشگاه تبریز ، دانشکده کشاورزی

نام خاص و کميت اثر

‮‭۱۸۹‬ص‬

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

مهندسی آب

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۱/۰۶/۱۸‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز : دانشگاه تبریز ، دانشکده کشاورزی

متن يادداشت

رشد روز افزون رایانه‌های نسل جدید امکان استفاده و بکارگیری مدل‌های ریاضی پیچیده‌تر جهت پیش‌بینی جریان آب و جذب ریشه در خاک و به تبع آن دینامیک رشد گیاه را با دقت بالاتری فراهم کرده است .با توجه به اینکه یک مدل دینامیک مخصوص جریان آب در منطقه ریشه کلزا ارائه نشده است و با در نظر گرفتن اهمیت کلزا بعنوان یک گیاه روغنی مهم در این مطالعه رشد و جریان آب در ناحیه ریشه کلزای بهاره برای استراتژی‌های مختلف آبیاری شبیه سازی گردید و یک مدل شبیه‌ساز رشد و جریان آب در مزرعه کلزا ارائه شد .در این مدل سازی برای تخمین رطوبت خاک در عمق‌های مختلف ناحیه ریشه از معادله ریچاردز استفاده شد .شبیه سازی ماده خشک کلزا بر اساس تابش تجمعی رسیده به سطح زمین و جذب شده توسط گیاه انجام شد .اثر کاهش تعرق نیز در شبیه‌سازی ماده خشک گیاه با اعمال روش جدیدی در نظر گرفته شد .برای شبیه سازی شاخص سطح برگ، تابعی وابسته به درصد محدودیت آب آبیاری و ماده خشک ارائه گردید .برای شبیه سازی دینامیک رشد ریشه روش جدید وابسته به تغییرات نسبت ماده خشک ریشه به ماده خشک اندام هوایی و محدودیت آب آبیاری تکوین و در مدل‌سازی دینامیک جذب آب استفاده شد .نسبت ماده خشک ریشه به ماده خشک اندام هوایی گیاه بصورت تابعی از درصد محدودیت آب آبیاری ارائه گردید .برای پیش‌بینی تعرق در شرایط بدون محدودیت آب، روشی بر اساس شاخص سطح برگ تکوین و در مدل‌سازی مورد استفاده قرار گرفت .با استفاده از روش فوق نیازی به نورسنجی در مزرعه، جهت جداسازی تبخیر از تعرق و تخمین نور جذب شده توسط پوشش گیاهی نیست .همچنین برای تخمین دمای ساعتی سطح خاک در ساعات روز معادله جدید براساس سطح برگ، زاویه ارتفاع خورشیدی و عامل تصویر سایه ارائه شد .مدل توسعه داده شده، مقادیر درصد رطوبت خاک، ماده خشک، شاخص سطح برگ، عمق ریشه، مراحل فنولوژیکی گیاه و تبخیر-تعرق روزانه گیاه کلزای بهاره رقم ‮‭RGS۰۰۳‬ را بصورت خروجی داده و توانایی تخمین دمای سطح خاک و هدایت هیدرولیکی غیر اشباع خاک مزرعه را نیز دارد .از مدل توسعه داده شده می‌توان در برنامه‌ریزی آبیاری، بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر رشد گیاه، بررسی تأثیر تک تک عوامل ورودی روی رشد و جریان آب خاک بدون تداخل تأثیر عوامل دیگر استفاده نمود .برای تهیه داده-های مزرعه‌ای آزمایشی شامل چهار تیمار آبیاری‮‭I۱‬ ،‮‭I۲‬ ، ‮‭I۳‬ و ‮‭I۴‬ بترتیب برابر نیاز آبی بالقوه، ‮‭۲۰‬ درصد، ‮‭۳۵‬ درصد و ‮‭۵۰‬ درصد کمتر از نیاز آبی بالقوه بصورت بلوک های کامل تصادفی در طول دو سال اجرا گردید .علاوه بر ارائه یک مدل جدید برای شبیه سازی رشد و جریان آب در مزرعه کلزا، بسیاری از خصوصیات کلزا که برای مدل-سازی لازم است، برای منطقه تعیین شد .مقادیر ضریب استهلاک نوری، عامل تصویر سایه و کارآیی مصرف انرژی برای منطقه تعیین شد .مراحل رشد و مقادیر ضریب گیاهی کلزا با استفاده از اندازه گیری-های لایسیمتری تعیین گردید .تبخیر-تعرق فصلی کلزا در سال زراعی اول و دوم بترتیب برابر ‮‭۵۸۲‬ و ‮‭۴/۵۴۰‬ میلی‌متر بدست آمد .نسبت وزن ریشه به وزن اندام‌های هوایی اندازه‌گیری شد، بطوریکه کمترین و بیشترین مقدار آن بترتیب برای تیمارهای آبیاری کامل و پنجاه درصد محدودیت آب بدست آمد .مقدار ماده خشک تولیدی در اندام‌صهای هوایی گیاه در تیمار بدون محدودیت آب در سال اول و دوم بترتیب برابر ‮‭۲۵/۱۰‬ و ‮‭۰۲/۱۱‬ تن بر هکتار، مقدار حداکثر شاخص سطح برگ بترتیب برابر ‮‭۴۸/۴‬ و ‮‭۲۷/۴‬ و حداکثر عمق ریشه بترتیب برابر ‮‭۸۰‬ و ‮‭۷۳‬ سانتی متر اندازه‌گیری شد .مدل توسعه یافته، با استفاده از داده‌های مزرعه ای سال اول و دوم جهت واسنجی و اعتبار سنجی اجرا شد .بررسی‌های آماری نشان داد که در هر دو حالت واسنجی و اعتبار سنجی، بین مقادیر پیش بینی شده‌و اندازه گیری شده‌ی اختلاف معنی داری در سطح احتمال ‮‭۵‬ درصد وجود ندارد

متن يادداشت

With growing new generation of computers and possibility of using complex mathematical models to predict water flow and root uptake in soil, simulation of plant growth dynamics was provided with higher accuracy. Since a particular dynamic simulation model for water flow in the canola root zone has not been developed and because of canola importance as a major oil plant, in this study root growth and water flow in spring canola root zone were simulated for different irrigation strategies and a simulator model of root growth and soil water flow in canola field (CSCM, Canola Simulation Computer Model) was presented. The Richards equation was used to estimate the root zone soil moisture at different depths. Canola biomass-was simulated based on accumulated radiation reached to the ground surface and absorbed by the plant. Also the effect of transpiration reduction was considered in the simulation of biomass by applying a new method. To simulate leaf area index, a function was presented based on deficit percentage of irrigation water and biomass quantity. A new method for simulating the dynamics of root growth dependent on above ground matter and water limitation was developed and used in the dynamic modeling of root water uptake. The ratio of root to shoot dry matter was calculated as a function of the deficit percentage of irrigation water. For simulation of potential transpiration, a new method based on LAI was developed and used in separation of transpiration and evaporation. Using the mentioned method there is no need to photometry in the field, which is a traditional method for separation of evaporation and transpiration and calculation of absorbed solar radiation. Also to estimate hourly soil surface temperature a new equation was developed based on LAI, shadow projection function and sun angle. The CSCM gives the values of soil water content, above ground dry matter, leaf area index, root depth, phonological stages and evapotranspiration of RGS003 type of spring canola as outputs and it has the ability to estimate, soil surface temperature and unsaturated hydraulic conductivity, as well. The model can be used in the irrigation planning, study of climate change effects on plant growth, effects of individual input factors on growth and soil water flow. The model was calibrated and validated by field measured data during two experimental years. In this two year period, four irrigation treatments (irrigated at 1.0, 0.8, 0.65 and 0.5 ratios of potential canola water requirements as I1, I2, I3, and I4 treatments, respectively) were considered. An experimental design based on a randomized complete block with four replicates was used. In addition to presenting a new model to simulate plant growth and water flow in a canola field, some of the canola characteristics were determined for the study region. Values of extinction coefficient, shadow projection factor and radiation use efficiency were determined as 0.395, 0.34 and 0.01162 tm2ha-1 MJ-1, respectively. Growth stages of canola and crop coefficient values (kc) were determined using lysimetric measurements. Seasonal canola evapotranspirations were determined as 582 and 540.4 mm in the first and second experimental years, respectively. The ratio of root to shoot dry matter was measured, and the lowest and highest values were 0.36 and 0.67 for the full irrigation treatment and 50 percent water deficit, respectively. The amounts of the produced above ground dry matter production: 10.25 and 11.02 t ha-1, maximum LAI: 4.48 and 4.27 and maximum root depths: 83 and 73 cm were obtained for the full irrigation treatment in the first and second years, respectively. The developed model was calibrated and validated using measured data. Statistical investigation of results showed that there were no significant differences between the predicted and measured values at level of 5 percent probability

موضوع مستند نشده

Canola

موضوع مستند نشده

Simulation

موضوع مستند نشده

Model

موضوع مستند نشده

Water uptake

موضوع مستند نشده

Water flow

موضوع مستند نشده

Dry matter

مستند نام اشخاص تاييد نشده

مجنونی هریس، ابوالفضل

مستند نام اشخاص تاييد نشده

ناظمی، امیر حسین، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

صدرالدینی، علی اشرف، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

شکیبا، محمد رضا، استاد مشاور

مستند نام اشخاص تاييد نشده

نیشابوری، محمد رضا، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی