تحت شرایط مختلف رطوبتی و تاریخ­های کشت مختلف مقادیر محاسبه شده شاخص­ های آماری RMSE و RMSE–n، d_willmot و r² برای ماده خشک کل کینوا به ترتیب ۵۷/۵۹۹ کیلوگرم در هکتار، ۵/۲ درصد، ۹۹/۰ و ۹۹/۰ بودند (شکل ۴-۵). ضریب RMSE کمتر از ۵ درصد است که این امر نشان دهنده دقت بالای مدل در شبیه­سازی تجمع ماده خشک اندام­های هوایی است. این نتایج نشان می­ دهند که مدل AquaCrop عملکرد ماده خشک کل اندام­های هوایی را به خوبی شبیه­سازی می­ کند.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

رایس و همکاران (۲۰۰۹) برای اعتبار سنجی مدل AquaCrop جهت تخمین عملکرد محصول کینوا در مناطق تحت کشت دیم و مناطق کم آبیاری در بولیوی آلتیپنوی شمالی، جنوبی و مرکزی از مقدار نرمال شده شاخص جذر میانگین مربعات خطا استفاده کردند و مقدار این شاخص را برای عملکرد دانه ۴/۴ درصد و عملکرد بیولوژیک ۳ درصد برآورد کردند. آرایا و همکاران (۲۰۱۰) و گارسیا و همکاران (۲۰۰۹) نیز در ارزیابی مدلAquaCrop برای شبیه­سازی واکنش گیاه زراعی تف به آب آبیاری، در اتیوپی بیان نمودند که مدل به خوبی قادر است توسعه سایه­انداز گیاه، ماده خشک اندام­های هوایی و رطوبت خاک را شبیه­سازی نماید.
همچنین علیزاده و همکاران (۱۳۸۹) در ارزیابی مدل AquaCrop در مدیریت کم آبیاری گندم در منطقه کرج نتایج قابل قبولی در توانایی این مدل در تخمین پتانسیل عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک گزارش کردند. الباجی (۱۳۸۹) با بهره گرفتن از مدل AquaCrop به شبیه­سازی شاخص­ های آفتابگردان در اهواز پرداخت. مقایسه نتایج شبیه­سازی و واقعی در سه حالت آبیاری کامل، آبیاری به میزان ۷۰ و ۵۰ درصد تبخیر و تعرق واقعی نشان داد که این مدل از دقت بالایی در شبیه­سازی برخوردار است.
شکل ۴-۵ مقایسه بین ماده خشک کل شبیه­سازی و مشاهده شده کینوا
۴-۸-۲ ارزیابی عملکرد دانه
نتایج عملکردهای دانه شبیه­سازی شده توسط مدل AquaCrop سازگاری مناسب با عملکردهای واقعی کینوا تحت شرایط مختلف رطوبتی و محیطی را نشان می­دهد که این نشان دهنده کارآیی بالای مدل در پیش ­بینی عملکرد دانه می­باشد (شکل ۴-۶). مقادیر محاسبه شده شاخص­ های آماری RMSE و RMSE–n، d_willmot و r² به ترتیب ۴۳/۵۱۸ کیلوگرم در هکتار، ۷/۴ درصد، ۹۵/۰ و۹۴/۰ بودند. ضریب RMSE کمتر از ۵ درصد است که این امر نشان دهنده دقت بالای مدل در شبیه­سازی پارامترهای قابل پیش ­بینی است.
نتایج تحقیق گرتز و همکاران (۲۰۰۹) در مطالعه واکنش گیاه کینوا به شرایط نامساعد اقلیمی به میزان آب قابل دسترس در جنوب بولیوی نشان داد که مدل AquaCrop کاهش ماده خشک اندام­های هوایی، عملکرد دانه را تحت تیمارهای مختلف آبیاری (آبیاری کامل و کم­آبیاری) با دقت بالایی (۸۷<r²) شبیه­سازی نمود.
هسیائو و همکاران (۲۰۰۹) در واسنجی و ارزیابی مدل AquaCrop برای گیاه ذرت در دیوس کالیفرنیا، نشان دادند که این مدل با توانایی بالایی قادر است توسعه سایه­انداز گیاه، ماده خشک اندام­های هوایی و عملکرد دانه را تحت شرایط مطلوب و کم آبیاری شبیه­سازی نماید. شاخص توافق d در این مطالعه برای صفات مذکور بین ۹۰% تا ۹۷% متغییر بود.
اندرزیان (۲۰۱۱) گزارش کرد مدل AquaCrop توانایی قابل قبولی در پیش ­بینی عملکرد گندم آبی در استان خوزستان داشته است. مهدیان و همکاران (۱۳۹۰) نیز این مدل را در شرایط استان خوزستان برای پیش ­بینی پتانسیل گندم دیم تعیین اعتبار کرده و از آن به منظور تعیین پتانسیل عملکرد مناطق دیم­خیز استان خوزستان جهت کشت گندم دیم استفاده کردند. در مطالعه ارزیابی این مدل جهت شبیه­سازی توسعه سایه­انداز گیاه، ماده خشک اندام­های هوایی و عملکرد دانه تحت شرایط مطلوب و کم آبیاری مقدار r² برای صفات مذکور بین ۹۵% تا ۹۸% متغییر بود.
شکل ۴-۶ مقایسه بین عملکرد دانه شبیه­سازی شده و مشاهده شده کینوا
با توجه به نتایج بیان شده مدل AquaCrop توانسته به خوبی عملکرد دانه کینوا را در مناطق دیم­خیز خوزستان شبیه­سازی نماید. در نتیجه با توجه به دقت قابل قبول مدل می­توان از آن برای پتانسیل­سنجی عملکرد کینوا و مطالعات پهنه­ بندی در مناطق مختلف دیم استان خوزستان استفاده نمود.
۴-۹ شبیه­سازی عملکرد پتانسیل کینوا در مناطق دیم­خیز استان خوزستان
عملکرد پتانسیل در شرایط عدم وجود عوامل محدودکننده و کاهش دهنده تولید شکل می­گیرد. بر این اساس با بهره گرفتن از داده ­های بلندمدت درجه­حرارت، تشعشع و بارندگی عملکرد پتانسیل کینوا در مناطق مختلف استان توسط مدل AquaCrop شبیه­سازی شد. نتایج حاصل از شبیه­سازی پتانسیل عملکرد کینوا در نه منطقه (جدول۴-۲۶) نشان داده شده است. نتایج نشان داد که عملکرد پتانسیل کینوا در مناطق مختلف از تنوع قابل ملاحظه­ای برخوردار بود، به­ طوری که عملکرد پتانسیل از ۳/۲ تا ۸/۳ تن در هکتار در سطح استان متغیر بود. بیشترین عملکرد دیم کینوا در مناطق شمال شرقی استان و کمترین آن در مناطق شمالی استان بدست آمد. نتایج نشان داد که روند تغییرات مکانی عملکرد پتانسیل دیم منطبق با نقشه پهنه­ بندی کینوا در سطح استان خوزستان بود (شکل ۴-۹). منطقه ایذه با عملکرد پتانسیل ۲/۳۸۵۶ کیلوگرم در هکتار بیشترین و دیم­زارهای شهرستان دزفول با ۲۳۷۱ کیلوگرم در هکتار کمترین عملکرد پتانسیل را دارند. این تغییرات مشاهده شده می ­تواند ناشی از تغییرات طبیعی سالیانه در میزان تشعشع خورشیدی و درج
ه حرارت ­باشد (پاتاک و همکاران، ۲۰۰۴؛ یانگ و همکاران، ۲۰۰۵). عملکرد پتانسیل بیشتر در منطقه ایذه احتمالا به سبب آن است که میزان بارندگی بیشتر همراه با توزیع متعادل در زمان نیاز گیاه و درجه حرارت حداکثر و حداقل کمتری نسبت به سایر مناطق برخوردار است، بنابراین هزینه تنفس نگهداری گیاه در این منطقه پایین­تر بوده و دوره رشد گیاه طولانی­تر است. در نتیجه از تشعشع روزانه بیشتری در طول دوره رشد خود برخوردار بوده و باعث افزایش عملکرد می­ شود. از سوی دیگر گیاه فرصت بیشتری برای ذخیره کربوهیدرات­ها داشته و عملکرد افزایش می­یابد (اگلی، ۲۰۰۱؛ سنجانی، ۱۳۹۲). طی بررسی­های صورت گرفته علت عملکرد پتانسیل پایین در محدوده شهرستان دزفول، به سبب تنش سرمای ناشی از کاهش ناگهانی دما در طی دوره رشد گیاه نسبت به سایر شهرستان­ها بوده که باعث کاهش فتوسنتز، کاهش اندام­های سبز گیاه و کاهش دوره پر شدن دانه است که در نهایت روی عملکرد دانه گیاه تاثیر می­ گذارد. هوری و همکاران (۱۹۹۵) در ژاپن، تایمسینا و همکاران (۲۰۰۴) در هند، تئودوریک و همکاران (۲۰۰۹) در ایتالیا، گرتز و همکاران ( ۲۰۰۹) در بولیوی و جکوبسن و همکاران (۲۰۰۷) در آلتی­پلانو نیز به این نتایج دست یافتند.
جدول ( ۴-۲۶ ): پتانسیل عملکرد کینوا (کیلوگرم در هکتار) برآورد شده برای شهرستانهای دیم استان خوزستان

اختلاف عملکرد موجود در هر منطقه در طی سال­های مختلف غالبا به دلیل بروز نوسانات در مقدار و توزیع نامناسب بارندگی در زمان نیاز گیاه و درجه­حرارت­های بالا در اواخر دوره رشد می­باشد. بروز چنین تغییرات ناگهانی باعث ایجاد شوک به گیاه می­گردد. این عوامل باعث ایجاد مشکلاتی از قبیل افزایش تنفس نگهداری و افزایش تعرق برای گیاه شده و گیاه مجبور به صرف هزینه بیشتر برای مقابله با این عوامل می­ شود (نصیری محلاتی، ۱۳۷۹؛ سنجانی، ۱۳۹۲). بنابراین راهکارهای اصلاحی از قبیل بهبود زراعی (تاریخ کاشت مناسب و تغذیه بهینه) برای مقابله با تغییرات شدید اقلیمی ضروری به­نظر می­رسد.
تولید بالقوه هر گیاه زراعی در یک محیط معین، تحت تاثیر مقدار و زمان بارندگی، CO₂، دما و تشعشع خورشیدی در آن محیط می­باشد (نصیری محلاتی، ۱۳۷۹؛ فان کیولن و همکاران، ۱۹۸۹). تحقیقات نیز نشان می­دهد که تاثیر تابش خورشیدی بر افزایش عملکرد کینوا بیش از تاثیر منفی دماهای بالا (تسریع سرعت نمو) بر کاهش عملکرد کینوا می­باشد (رایسی و گالوی، ۱۸۸۴؛ گونزالس و پاردو، ۱۹۹۲). اما این تشعشع زمانی مورد استفاده است که درجه­حرارت در محدوده مناسبی برای گیاه قرار داشته باشد (جکوبسن و همکاران، ۲۰۰۳). پس از بررسی تفاوت­های عوامل اقلیمی در ایستگاه­های هواشناسی مختلف استان مشاهده شد دامنه تغییرات تشعشع در شهرستان­های مختلف نسبت به دامنه تغییرات درجه­حرارت کمتر بوده است در نتیجه در استان خوزستان احتمالا نقش دما در تعیین اختلاف عملکرد بین مناطق مختلف بیش از تابش خورشیدی می­باشد. بنابراین شهرستان­های شمال­شرقی به دلیل برخورداری از میانگین درجه حرارت روزانه پایین­تر و در نهایت طول دوره رشد بیشتر و فرصت بیشتر برای ذخیره کربوهیدرات­ها نسبت به مناطق جنوبی دارای پتانسیل عملکرد بالاتری می­باشند. فان­دایپن (۱۹۹۸) در کشور چک­اسلواکی نیز به نتایج مشابه دست یافته­ است.
ارزیابی آماری نتایج شبیه­سازی نشان می­دهد که منطقه ایذه (منطقه مطلوب) با احتمال ۹۰، ۷۵، ۵۰، ۲۵ و ۱۰ درصد از سال­ها، عملکرد قابل دستیابی به ترتیب برابر ۸/۲۵۳۸، ۹/۳۲۳۰، ۲/۳۸۵۶، ۴/۴۳۹۳ و ۵/۴۸۲۶ کیلوگرم در هکتار می­باشد. در منطقه مسجدسلیمان با احتمال ۹۰، ۷۵، ۵۰، ۲۵ و ۱۰ درصد از سال­ها، عملکرد قابل دستیابی به ترتیب برابر ۲/۲۱۴۱، ۵/۲۷۱۷، ۹/۳۳۵۶، ۴/۳۹۹۶ و۷/۴۵۷۲ کیلوگرم در هکتار می­باشد. در منطقه بهبهان با احتمال ۹۰، ۷۵، ۵۰، ۲۵ و ۱۰ درصد از سال­ها، عملکرد قابل دستیابی به ترتیب برابر ۵/۱۵۳۹، ۹/۲۲۱۶، ۷/۲۹۶۸، ۴/۳۷۲۰ و ۸/۴۳۹۷ کیلوگرم در هکتار می­باشد. در منطقه دهدز با احتمال ۹۰، ۷۵، ۵۰، ۲۵ و ۱۰ درصد از سال­ها، عملکرد قابل دستیابی به ترتیب برابر ۸/۱۴۷۱، ۶/۲۰۹۸، ۲/۳۷۹۴، ۷/۳۴۸۹ و ۶/۴۱۱۶ کیلوگرم در هکتار می­باشد. در منطقه دزفول با احتمال ۹۰، ۷۵، ۵۰، ۲۵ و ۱۰ درصد از سال­ها، عملکرد قابل دستیابی به ترتیب برابر ۶/۱۱۳۱، ۴/۱۵۹۸، ۹/۲۳۴۴، ۱/۳۴۴۰ و ۲/۴۸۵۹ کیلوگرم در هکتار می­باشد. در منطقه صفی آباد دزفول با احتمال ۹۰، ۷۵، ۵۰، ۲۵و ۱۰ درصد از سال­ها، عملکرد قابل دستیابی به ترتیب برابر ۳/۱۵۸۶، ۷/۲۰۱۴، ۸/۲۶۲۶، ۸/۳۴۲۴ و ۷/۴۳۴۹ کیلوگرم در هکتار می­باشد. در منطقه شوشتر با احتمال ۹۰، ۷۵، ۵۰، ۲۵ و ۱۰ درصد از سال­ها، عملکرد قابل دستیابی به ترتیب برابر ۸/۲۰۵۶، ۵/۲۷۵۰، ۴/۳۳۵۶، ۶/۳۸۶۸ و ۴۲۷۸ کیلوگرم در هکتار می­باشد.
در منطقه رامهرمز با احتمال ۹۰، ۷۵، ۵۰، ۲۵و ۱۰ درصد از سال­ها، عملکرد قابل دستیابی به ترتیب برابر ۱/۱۸۸۹، ۲۴۳۰، ۳/۳۰۳۰، ۶/۳۶۳۰ و ۶/۴۱۷۱ کیلوگرم در هکتار می­باشد. در منطقه هفتکل با احتمال ۹۰، ۷۵، ۵۰، ۲۵ و ۱۰ درصد از سال­ها، عملکرد قابل دستیابی به ترتیب برابر ۵/۹۸۶،۷/۱۶۴۲، ۸/۳۰۲۴، ۸/۳۰۹۸ و ۳۷۵۵ کیلوگرم در هکتار می­باشد. بنابراین به این نتیجه دست پیدا می­کنیم که با توجه به مختصات جغرافیایی استان خوزستان هر چه از شمال شرق به سمت جنوب پیش می­رویم، با کاهش عرض جغرافیایی، بارندگی و ذخیره آب کمتر، تشعشع افزایش و بر میانگین درجه­حرارت روزانه افزوده می­ شود. بنابراین جذب آب ذخیره شده کاهش و کارایی مصرف نور گیاهان در اثر درجه حرارت بالا کاسته شده و با عنایت به کاهش طول دوره رشد گیاه زراعی، موجب کاهش پتانسیل عملکرد کینوا می­ شود.
شکل ۴- ۷ احتمال (۵۰%) تولید عملکرد کینوا در مناطق دیم­خیز خوزستان در خاک سیلتی لوم در سال­های مختلف (۲۰۰۴-۲۰۱۴).
شکل ۴- ۸ احتمال (۵۰%) طول دوره رشد کینوا در مناطق دیم­خیز استان خوزستان در خاک سیلتی لوم در سال­های مختلف ( ۲۰۱۴- ۲۰۰۴).
۴- ۱۰ پهنه­ بندی آگرواکولوژیکی استان خوزستان بر مبنای پتانسیل عملکرد کینوا در مناطق دیم­خیز
پس از شبیه­سازی پتانسیل عملکرد کینوا توسط مدل، نقشه پهنه­ بندی برای کینوا تهیه شد. نقشه حاصل به چهار پهنه از لحاظ اهمیت (بسیارمناسب، مناسب، متوسط و نامناسب) کشت کینوا طبقه ­بندی شد (جدول ۴-۲۷ و شکل ۴-۹).
گروه بسیارمناسب: شامل محدوده شهرستانهای ایذه با میانگین بلند مدت پتانسیل عملکرد ۳۸۵۶ کیلوگرم در هکتار (جدول ۴- ۲۷).
گروه مناسب: شامل محدوده شهرستانهای مسجدسلیمان، شوشتر، رامهرمز و هفتکل با میانگین پتانسیل عملکرد برابر ۳۳۵۷، ۳۳۵۶، ۳۰۳۰ و ۳۰۲۵ کیلوگرم در هکتار (جدول ۴- ۲۷).
گروه متوسط: شامل محدوده شهرستانهای بهبهان، صفی­آباد دزفول و دزفول با میانگین پتانسیل عملکرد برابر ۲۹۶۸، ۲۶۲۷ و ۲۳۷۱ کیلوگرم در هکتار (جدول ۴- ۲۷).