خاک و توسعه پایدار

خاک و توسعه پایدار

برنامه‌ریزی آبیاری ذرت علوفه‌ای با استفاده از مدل CROPWAT 8.0 و داده‌های اقلیمی: رویکردی نوین در مدیریت پایدار منابع آب و خاک کشاورزی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
چکیده
در پی استفاده بی‌رویه و بهره‌برداری بیش از حد از منابع آبی کشور، ضرورت اتخاذ تصمیمات صحیح در زمینه برنامه‌ریزی، توسعه و مدیریت منابع آب بیش از پیش احساس می‌شود. یکی از ابزارهای کارآمد در این راستا، بهره‌گیری از مدل‌های شبیه‌سازی جهت تعیین نیاز آبی محصولات کشاورزی است. هدف از این پژوهش، تعیین نیاز آبی و برنامه‌ریزی آبیاری برای محصول ذرت علوفه‌ای در اقلیم خشک و نیمه‌خشک منطقه ورامین با استفاده از مدل CROPWAT 8.0 می‌باشد. این مدل که توسط سازمان فائو توسعه یافته است، قادر است نیاز آبی گیاه را بر اساس داده‌های اقلیمی، خصوصیات خاک، و اطلاعات گیاه تعیین نماید. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان داد که مدل مذکور می‌تواند به‌عنوان ابزاری مناسب برای برنامه‌ریزی آبیاری ذرت در منطقه مورد مطالعه توصیه شود. مقادیر تبخیر - تعرق گیاه (ETc) و نیاز خالص آبیاری (CWR) برای ذرت علوفه‌ای به‌ترتیب 4/416 و 3/404 میلی‌متر محاسبه شد. همچنین، عمق ناخالص آب مورد نیاز برای آبیاری این گیاه در شرایط آبیاری کامل، کم‌آبیاری در سطوح 80٪ و 60٪ به‌ترتیب برابر 403، 386 و 376 میلی‌متر به‌دست آمد. این نتایج نشان می‌دهد که مدل CROPWAT 8.0 می‌تواند به طور دقیق نیاز آبی گیاه را برآورد کرده و در مدیریت بهینه مصرف آب مؤثر باشد. با توجه به محدودیت منابع آبی، پیشنهاد می‌شود تحقیقات بیشتری در خصوص به‌کارگیری مدل‌های شبیه‌سازی برای انواع مختلف خاک، بررسی تأثیر تغییرات اقلیم و استفاده تلفیقی از مدل‌های آبی و خاکی جهت مدیریت یکپارچه منابع طبیعی صورت گیرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Irrigation scheduling for forage maize using the CROPWAT 8.0 model and climatic data: A novel approach to Sustainable Water and Soil Resource Management in Agriculture

نویسنده English

Iman Hajirad
Ph.D. Candidate, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agricultural and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, IRAN
چکیده English

Due to the excessive and unsustainable exploitation of available water resources, making informed decisions regarding the planning, development, and management of water resources has become increasingly essential. One effective approach in this regard is the use of simulation models to estimate crop water requirements. The aim of this study was to determine the water needs and irrigation scheduling of forage maize in the arid and semi-arid climate of Varamin using the CROPWAT 8.0 model. Developed by the FAO, this model estimates crop water requirements based on climatic data, soil characteristics, and crop parameters. The simulation results demonstrated that CROPWAT 8.0 is a suitable tool for irrigation planning of maize in the study region. The model estimated the crop evapotranspiration (ETc) and crop water requirement (CWR) for forage maize to be 416.4 mm and 404.3 mm, respectively. Additionally, the gross irrigation depth for full irrigation and deficit irrigation at 80% and 60% levels was calculated to be 403 mm, 386 mm, and 376 mm, respectively. These findings indicate that the model can accurately estimate crop water requirements and serve as an effective tool for optimizing irrigation practices. Given the growing limitations in water availability, it is recommended that further studies explore the integration of simulation models with various soil types, the impact of climate change, and the combined use of hydrological and soil models for comprehensive natural resource management.

کلیدواژه‌ها English

Crop irrigation requirement
FAO-Penman-Monteith
Irrigation management
Irrigation scheduling
Allen, R.G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (1998). FAO Irrigation and drainage paper No. 56. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations 56(97), e156.
Bhat, S.A., Pandit, B.A., Khan, J.N., Kumar, R., & Jan, R. (2017). Water requirements and irrigation scheduling of maize crop using CROPWAT model. Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci. 6: 1662-70.
Champaneri, D.D., Desai, K.D., Ahlawat, T.R., Shrivastava, A., & Pampaniya, N.K. (2024). Assessment of CROPWAT 8.0 model accuracy under deficit irrigation scheduling: A sustainable path toward smart water supply. Water Supply, 24(10), 3423-3437.
Constantin, D.M., Mincu, F.I., Diaconu, D.C., Burada, C.D., & Băltățeanu, E. (2024). Water Management in Wheat Farming in Romania: Simulating the Irrigation Requirements with the CROPWAT Model. Agronomy, 15(1), 61.
FAO, (Food and Agriculture Organization). 2009. CROPWAT Software, Food and Agriculture Organization, Land and Water Division; Available at: http://www.fao.org/nr/water/infores_databases_cropwat.ht
Gong, X., Qiu, R., Sun, J., Ge, J., Li, Y., & Wang, S. (2020). Evapotranspiration and crop coefficient of tomato grown in a solar greenhouse under full and deficit irrigation. Agricultural Water Management, 235: 106154.
Hajirad, I., Mirlatifi, S. M., Dehghanisanij, H., & Mohammadi, S. (2021). Determining yield response factor (ky) of silage maize under different irrigation levels of pulsed and continuous irrigation management. Central Asian Journal of Plant Science Innovation, 1(4), 214-220.
HERBHA, N., VORA, H., & Kunapara, A.N. (2017). Simulation of Crop Water Requirement and Irrigation Scheduling for Maize Crop Using FAO-CROPWAT 8.0 in Panchmahal Region of Middle Gujarat. Trends in Biosciences, 10: 9387-9391.
Hess, T., 2005. Crop water requirements. Water and Agriculture, WCA infoNET.
Lamsal, G., & Marston, L.T. (2025). Monthly crop water consumption of irrigated crops in the United States from 1981 to 2019. Water Resources Research, 61(2), e2024WR038334.
Moncada, J.V.L., de Oliveira, N.P.R., Freitag, L.V., Oliveira, D.S., Feletti, R.C.G., da Silva, P.F., & Júnior, J.H.C. (2024). Simulation of the soybean yield as a function of water sensitivity in rainfed cultivation using the CROPWAT model. Modeling Earth Systems and Environment, 1-16.
Navatha, N., Roja, M., & Umareddy, R. (2020). Estimation of crop water requirement of maize and cotton using FAO CROPWAT 8.0 model in Jagtial district. International Journal of Ecology and Environmental Sciences, 2:718-724.
Roja, M., Deepthi, C., & Devender Reddy, M. (2020). Estimation of Crop Water Requirement of Maize Crop Using FAO CROPWAT 8.0 Model. Indian Journal of Pure and Applied Biosciences, 8: 222-228.
Scobie, M., Freebairn, D., Mushtaq, S., & Donahue, D. (2025). How Much Is Enough? Data Requirements for Practical Irrigation Decision-Making in Vietnamese Coffee Production. Water, 17(5), 646.
Somani, P., Charhate, S., & Garudkar, A. (2025). Irrigation Scheduling of Pawale Project using FAO-CROPWAT 8.0. Recent Patents on Engineering, 19(1), E021123223060.
دوره 1، شماره 2
پاییز 1404
صفحه 157-173

  • تاریخ دریافت 10 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری 20 مرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 28 مرداد 1404
  • تاریخ انتشار 01 مهر 1404