مطالعات جغرافیایی مناطق کوهستانی

مطالعات جغرافیایی مناطق کوهستانی

سنجش کارایی مدل WOFOST جهت تعیین پتانسیل اقلیمی مؤثر بر عملکرد دانه کلزا در استان لرستان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران.
2 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران.
10.22034/gsma.2026.2066586.1108
چکیده
هدف: کلزا یکی از محصولات دانه روغنی مهم در کشور است که از پتانسیل بالایی برای توسعه سطح زیر کشت و تأمین نیاز روغن کشور برخوردار است. به منطور پتانسیلیابی کشت محصولات زراعی از جمله کلزا، میتوان از رهیافت مدل­سازی در مناطق مختلف استفاده کرد.
روش: تحقیق حاضر با هدف ارزیابی مدل WOFOST برای شبیهسازی رشد و عملکرد کلزا در استان لرستان، و پتانسیلیابی مناطق مختلف استان جهت شناسایی مناطق مناسب کشت کلزا انجام شد. محدوده موردمطالعه جهت پهنهبندی عملکرد کلزا شامل شهرهای ازنا، الشتر، الیگودرز، بروجرد، پلدختر، خرمآباد، درود، کوهدشت و نورآباد بود. بهمنظور شبیهسازی رشد و عملکرد کلزا از مدل WOFOST استفاده گردید و واسنجی و اعتبارسنجی مدل با استفاده از شاخصهای nRMSE، d-index و MBE مورد آزمون قرار گرفت. پهنهبندی عملکرد و متغیرهای اقلیمی نیز با استفاده از روش درونیابی در نرم افزار GIS 10.8 انجام شد.
نتایج: نتایج حاصل از واسنجی و اعتبارسنجی نشان داد مدل WOFOST با دقت بالایی رشد و عملکرد کلزا را تحت شرایط پتانسیل و محدودیت آب شبیهسازی کرد. نتایج شبیهسازی نشان داد بیشترین عملکرد دانه در نیمه شرقی استان بخصوص شهرستان درود (7957 کیلوگرم در هکتار) و شمال استان شامل بروجرد (6286 کیلوگرم در هکتار) تولید شد. در طرف مقابل، شهرستانهای الیگودرز و الشتر کمترین عملکرد دانه کلزا را داشتند.
نتیجه­گیری: به طورکلی با توجه به اقلیم مناسب شهرستانهای درود و بروجرد و برخورداری از دماهای کمینه و بیشینه مطلوب برای رشد کلزا و همچنین میزان و توزیع بارندگیها در طول دوره رشد کلزا، توسعه کشت کلزا در مناطق مذکور مناسبتر از سایر مناطق استان است.
کلیدواژه‌ها

Boogaard, H. et al., 2011. WOFOST Control Centre 1.8 and WOFOST 7.1.3 User Manual, Wageningen, the Alterra, Wageningen University and Research Centre Netherlands.
Dalvand, A., Shirani Rad, A., Khorgami, A., Pezeshkpour, P., 2013. Assessing the effect of amounts and distribution methods of nitrogen fertilizer on the qualitative characteristics of rapeseed (Hyola401) in Khorramabad County. First National Conference on Sustainable Agricultural Development and Healthy Environment, February 26, Hamedan, Iran. (In Persian).
Dettori, M., Cesaraccio, C., Motroni, A., Spano, D., Duce, P., 2011. Using CERES-wheat to simulate durum wheat production and phenology in Southern sardinia, Italy. Field Crops Research, 120(1), 179–188. https://dx.doi.org/10.1016/j.fcr.2010.09.008
Ebrahimipak, N., Egdernazhad, A., Tafteh, A., & Ahmadee, M., (2019). Evaluation of AquaCrop, WOFOST, and CropSyst to simulate rapeseed yield. Iranina Journal of Irrigation and Drainage, 13(3), 715-726. https://dx.doi.org/20.1001.1.20087942.1398.13.3.14.4. (In Persian).
Gharineh, M.H., Bakhshandeh, A., Andarzian, B., Fayzizadeh, N., (2012). Agro-climatic zonation of Khouzestan province based on potential yield of irrigated wheat using WOFOST model. Journal of Agroecology, 4(3), 255-264. https://dx.doi.org/10.22067/jag.v4i3.15314. (In Persian).
Ghobadi, M., (2006). Investigating the effects of drought stress and heat at the end of the growth period on morpho-physiological characteristics and yield in spring rapeseed cultivars. PhD thesis in agriculture, crop plant physiology. Department of Agriculture and Plant Breeding. Ramin Agricultural Educational and Research Complex.
Kazemi Poshtmasari, H., Tahmasebi Sarvestani, Z., Kamkar, B., Shataei, Sh., & Sadeghi, S., (2012). Agroecological zoning of agricultural lands in Golestan province for canola cultivation by Geographic Information System (GIS) and Analytical Hierarchy Process (AHP). Electronic Journal of Crops Production, 5(1), 123-139. (In Persian).
Marjanović-Jeromela, A., Terzić, S., Jankulovska, M., Zorić, M., Kondić-Špika, A., Jocković, M., Hristov, N., Crnobarac, J., & Nagl, N., (2019). Dissection of year related climatic variables and their effect on winter rapeseed (Brassica Napus L.) development and yield.Agronomy,9(9), 517. https://doi.org/10.3390/agronomy9090517
Marjanović-Jeromela, A., Terzić, S., Jankulovska, M., Zorić, M., Kondić-Špika, A., Jocković, M., Hristov, N., Crnobarac, J., Nagl, N., (2019). Dissection of year related climatic variables and their effect on winter rapeseed (Brassica napus L.) development and yield. Agronomy, 9(9), p.517. https://doi.org/10.3390/agronomy9090517
Maryanaji, Z., Shamshiri, S., & Sotoudeh, F., (2021). Investigation of the climate change Effects on rapeseed cultivation in Hamadan province. Journal of Geographical Studies of Mountainous Areas, 2(2), 101-115. https://dx.doi.org/10.52547/gsma.2.2.101. (In Persian).
Ministry of Agriculture Iran. 2023. Agricultural Statistics, 2022-2023. Volume
1. Available at:
http://www.maj.ir/Portal/Home/.pdf. (In Persian).
Miri, N., Darvishsefat, A.A., Shaker, Z., & Zargham, N., (2017). Estimation of leaf area index in Zagros forests using Landsat 8 data. Iranian Journal of Forest, 9(1), 29-42. https://dx.doi.org/10.22092/ijfpr.2023.364041.2129. (In Persian).
Moriasi, D.N., Arnold, J.G., Van Liew, M.W., Bingner, R. L., Harmel, R.D., Veith, T.L., 2007. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Transactions of the ASABE, 50(3), 885–900. https://dx.doi.org/10.13031/2013.23153
Nasiri Mahallati, M., & Koocheki, A., (2009). Agroecological zoning of wheat in Khorasan provinces: Estimating yield potential and yield gap. Iranian Journal of Field Crops Research, 7(2), 695-709. (In Persian).
Rahimi-Moghaddam, S., Eyni-Nargeseh, H., Kalantar Ahamdi, S.A., & Azizi, Kh., (2021). Towards withholding irrigation regimes and drought-resistant genotypes as strategies to increase conola production in drought-prone envirments: Amodeling approach. Agricultural Water Management, 243, 106487. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2020.106487
Ren, Y., Li, Q., Du, X., Zhang, Y., Wang, H., Shi G., & Wei., M., (2023). Analysis of corn yield prediction potential at various growth phases using a process-based model and deep learning. Planets, 12 (3), 446. https://doi.org/10.3390/plants12030446
Safikhani, S., Biabani, A., Faraji, A., Rahimi-Karizaki, A., & Gholizadeh, A., (2019). Study of the phenological and physiological traits associated with the seed yield in
different canola (Brassica napus L.) cultivars. Plant Production Technology, 19(1), 161-172.
https://doi.org/10.22084/ppt.2017.6072.1350. (In Persian).
Sobhani, B., & Nasiri, F., (2022). Agro-ecological zonation of canola cultivation in Ardebil Plain. Journal of Applied Researches in Geographical Sciences, 22(65), 61-78. https://doi.org/10.52547/jgs.22.65.61. (In Persian).
Sobhani, B., & Roshanali, M., (2018). Land suitability assessment of Mazandaran province for papeseed cultivation based on multi criteria decision making evaluation methods in GIS Environment. Geography and Territorial Spatial Arrangement, 8(27), 129-147. https://doi.org/10.22111/gaij.2018.4094. (In Persian).
Soltani A., & Sinclair, T.R., (2012). Modeling physiology of crop development, growth and yield. CAB International. In: SRAD Issue.
Torabi Poodeh, H., & Emamgholizadeh, S., (2014). Studying the trend of water flow changes in rivers of Lorestan province using the TFPW-MK method. Journal of Applied Reseaches in Geographical Sciences, 14(35), 73-93. (In Persian).
Torkaman, M., Nasiri Mahalati, M., & Koocheki, A., (2023). Calibration and validation of WOFOST model for predicting the phenology and yield in potato (Solanum tuberosum L.) Growing Regions in Iran. Journal of Agroecology, 14(4), 601-615. https://doi.org/10.22067/jag.v1i1.47502. (In Persian).
Wallach, D., & Goffinet, B., (1989). Mean squared error of prediction as a criterion for evaluating and comparing system models. Ecological Modelling, 44(3-4), 299-306. https://doi.org/10.1016/0304-3800(89)90035-5
Willmott, C.J., & Matsuura, K., (2005). Advantages of the mean absolute error (MAE) over the root mean square error (RMSE) in assessing average model performance. Climate Research, 30(1), 79-82. https://doi.org/10.3354/cr030079
Willmott, C.J., (1982). Some comments on the evaluation of model performance. Bulletin of the American Meteorological Society, 63(11), 1309-1313. http://dx.doi.org/10.1175/1520-0477(1982)063%3C1309:SCOTEO%3E2.0.CO;2
Zhiqiang, D., Mengyuan, J., Xiaoping, X., Zhihua, P., Nan, L., Hong, Z., & Yingyu, H., (2022). The applicability evaluation and drought validation of the WOFOST model for the simulation of winter wheat growth in Shandong Province, China. Heliyon, 8(12), e12004. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e12004