برآورد تبخیر و تعرق واقعی و نیاز آبی گل‌محمدی (Rosa damascena Mill.) با استفاده از الگوریتم سبال

نوع مقاله : پژوهشی

نویسنده

استادیار پژوهش/ بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان چهارمحال و بختیاری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شهرکرد، ایران

چکیده

این مطالعه با هدف برآورد تبخیر و تعرق واقعی و نیاز آبی گیاه گل‌محمدی با استفاده از الگوریتم سبال در یک مزرعه 16/38 هکتاری در بخشی از دشت مرتفع شهرکرد در طول سه سال زراعی (از آغاز سال زراعی 1396 تا پایان سال زراعی 1399) اجرا شد. در این پژوهش به‌منظور برآورد مقدار تبخیر و تعرق واقعی و نیاز آبی گل‌محمدی از تصاویر ماهواره‌‌های لندست 7 و لندست 8 در قالب الگوریتم توازن انرژی برای سطح (سبال SEBAL) در طول دوره رشد استفاده شد. برای جلوگیری از بروز خطا، برنامه آبیاری مزرعه گل‌محمدی به‌گونه‌ای تنظیم شد که قبل از گذر ماهواره، دارای شرایط رطوبتی مشابه یا نزدیک به شرایط استاندارد (شرایط پتانسیل، بدون تنش رطوبتی و به‌طور مطلوب آبیاری شده) باشد و الگوریتم سبال، تبخیر و تعرق واقعی را به‌طور صحیح برآورد کند. مقدار تبخیر و تعرق واقعی به‌دست آمده از الگوریتم سبال (ETC) در طول دوره رشد، در هر سال پژوهش برابر با 1089/4، 1021/3 و 1020/6 میلی‌متر بود. در دوره مشابه، مقادیر ET0 نیز به‌ترتیب برای سال‌های 1397، 1398 و 1399 برابر با 1214/8، 1100/5 و 1135/5 میلی‌متر در طول دوره رشد به‌دست آمد. به‌عبارت دیگر، مقدار تبخیر و تعرق واقعی گل‌محمدی (ETC) تا انتهای دوره رشد، در پژوهش حاضر به‌طور متوسط 1043/8 میلی‌متر به‌دست آمد. در مجموع با توجه به مزایای فراوان الگوریتم سبال، پیشنهاد می‌شود برای دیگر مناطق کشور و در سطح وسیع از این فناوری برای برآورد تبخیر و تعرق واقعی و نیاز آبی گیاه گل‌محمدی استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


خاتم‌ساز، محبوبه، اسدی، مصطفی، و معصومی، علی‌اصغر (1371). فلور ایران. مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع.
شریفی عاشورآبادی، ابراهیم، روحی‌پور، حسن، عصاره، محمدحسن، طبایی عقدایی، سیدرضا، لباسچی، محمدحسین، و نادری، بهروز (1393). تعیین نیاز آبی گل محمدی (.Rosa damascena Mill) با استفاده از لایسیمتر. تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 30(6)، 923-931. doi:10.22092/ijmapr.2015.11927
شریفی عاشورآبادی، ابراهیم، روحی‌پور، حسن، عصاره، محمدحسن، لباسچی، محمدحسین، عباس‌‌زاده، بهلول، نادری، بهروز، و رضایی سرخوش، مهدی (1391). تعیین نیاز آبی گیاه دارویی بومادران (Achillea millefolium L.) با استفاده از لایسیمتر. تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 28(3)، 492-484. doi:10.22092/ijmapr.2012.2954
عبادزاده، حمیدرضا، احمدی، کریم، محمدنیا افروزی، شهریار، عباسقانی، رضا، عباسی، مریم، و یاری، شهین (1398). آمار کشاورزی (جلد دوم). معاونت برنامه‌ریزی و اقتصادی وزارت جهاد کشاورزی، مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات.
عباس نژادالچین، احمد، درویش‌صفت، علی‌اصغر، و بذرافشان، جواد (1399). تهیه و ارزیابی نقشه‌های تبخیر و تعرق براساس داده‌های ماهوارۀ لندست 8 و مدل SEBAL در جنگل‌های هیرکانی (مطالعۀ موردی: جنگل‌های پل‌سفید و کیاسر). جنگل و فرآورده‌های چوب، 73(3)، 259-270. doi:10.22059/jfwp.2020.284419.1007
فرشی، علی‌اصغر (1376). برآورد آب مورد نیاز گیاهان عمده‌ی زراعی و باغی کشور. جلد 1: گیاهان زراعی. آموزش کشاورزی وابسته به دفتر خدمات تکنولوژی آموزشی وزارت جهاد کشاورزی، 918 صفحه.
قهرمان، ا. (1372). کورموفیت‌های ایران جلد اول (سیستماتیک گیاهی). مرکز نشر دانشگاهی.
کیخایی، فاطمه، زارعی، قاسم، گنجی خرم‌دل، ناصر، و صادقی، صادق (1399). نیاز آبی ارقام گل رز در گلخانه هیدروپونیک با استفاده از لایسیمتر. پژوهش آب در کشاورزی (علوم خاک و آب)، 34(4)، 542-531. doi:10.22092/jwra.2021.123622
مجد، مرضیه، خوشحال، جواد، و رحیمی، داریوش (2014). تعیین مراحل فنولوژی و محاسبه نیازهای حرارتی گل محمدی. جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، 24(4)، 169-178. dor:20.1001.1.20085362.1392.24.4.13.4
مرشدی، علی، جعفری، حسین، و عُنّابی میلانی، اژدر (2022). برآورد تبخیر-تعرق واقعی گندم با استفاده از الگوریتم سبال نسبت به نتایج لایسیمتری در شرایط استاندارد در ایستگاه‌های تحقیقاتی تبریز و کرج. پژوهش آب در کشاورزی، 36(1)، 21-33. doi:10.22092/jwra.2022.356223.896
مهدوی، عاطفه، نوری امام‌زاده‌یی، محمدرضا، مهدوی نجف‌آبادی، رسول، و طباطبائی، سیدحسن (1390). مکانیابی عرصه‌های مناسب تغذیه مصنوعی سفره‌های زیرزمینی به روش منطق فازی در حوضة آبریز دشت شهرکرد. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. علوم آب و خاک، 15(56)، 63-78. dor:20.1001.1.24763594.1390.15.56.5.5
میر حیدر، حسین (1398). معارف گیاهی، کاربرد گیاهان در پیشگیری و درمان بیماری‌ها. دفتر نشر فرهنگ اسلامی.
نوری، حمید، و فرامرزی، محمد (2017). بررسی تبخیر و تعرق واقعی در کاربری‌های مختلف اراضی مناطق کوهستانی با استفاده از الگوریتم سبال و ترکیب تصاویر ماهواره‌ای MODIS و Landsat 8. جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، 28(2)، 39-56. doi:10.22108/gep.2017.97932.0
 
References
Abbasnezhad Alchin, A., Darvish Sefat, A.A., & Bazrafshan, J. (2020). Preparation and estimating of evapotranspiration maps based on Landsat 8 satellite data and SEBAL model in Hyrcanian forests (Case study: Pol-Sefid and Kiasar forests). Forest and Wood Products, 73(3), 259-270. doi:10.22059/jfwp.2020.284419.1007 [In Persian]
Allen, R., Tasumi, M., Morse, A., Trezza, R., Wright, J., Bastiaanssen, W., Kramber, W., Lorite, I., & Robison, C. (2007). Satellite-Based energy balance for mapping evapotranspiration with internalized calibration (METRIC)-applications. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 133, 395-406. doi:10.1061/(ASCE)0733-9437(2007)133:4(380)
Bastiaanssen, W.G.M., Menenti, M., Feddes, R.A., & Holtslag, A.A.M. (1998a). A remote sensing surface energy balance algorithm for land (SEBAL). 1. Formulation. Journal of Hydrology, 212–213, 198-212. doi:10.1016/S0022-1694(98)00253-4
Bastiaanssen, W.G.M., Molden, D.J., & Makin, I.W. (2000). Remote sensing for irrigated agriculture: examples from research and possible applications. Agricultural Water Management, 46, 137-155. doi:10.1016/S0378-3774(00)00080-9
Bastiaanssen, W.G.M., Noordman, E.J.M., Pelgrum, H., Davids, G., Thoreson, B.P., & Allen, R.G. (2005). SEBAL model with remotely sensed data to improve water-resources management under actual field conditions. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 131, 85-93. doi:10.1061/(ASCE)0733-9437(2005)131:1(85)
Bastiaanssen, W.G. M., Pelgrum, H., Wang, J., Ma, Y., Moreno, J.F., Roerink, G.J., & Van Der Wal, T. (1998b). A remote sensing surface energy balance algorithm for land (SEBAL).: Part 2: Validation. Journal of Hydrology, 212–213, 213-229. doi:10.1016/S0022-1694(98)00254-6
Burman, R.D., Nixon, P.R., Wright, J.L., & Pruitt, W.O. (1981). Water Requirements (Chapter 6). Pp. 189-232, In: M.E. Jensen, ed, Design and Operation of Farm Irrigation Systems. ASAE Monograph, No. 3, Niles, Road, St. Joseph, Michigan.
Caballero, M., Mansito, P., Zieslin, N., Rodrigo, J., Melián, J., & Renz, O. (1996). Water use and crop productivity of roses growing on volcanic Lapilli in (PICON) in Canary islands. Final Report of research project, International Society for Horticultural Science (ISHS), Leuven, Belgium, 44 pages.
Carins, T. (2003). Horticultural classification schemes (Vol. 1). Elsevier Academic Press, Amsterdam.
Chevallier, A. (1996). The encyclopedia of medicinal plants. London, UK. Dorling kindersely.
Doorenbos, J., & Pruitt, W.O. (1977). Guidelines for predicting crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper 24 (revised).
Ebadzadeh, H., Ahmadi, K., Mohammadnia Afrozi, S., Abbastaghani, R., Abbasi, M., & Yaari, S. (2019). Agricultural statistics (The second volume). Ministry of Jihad of Agriculture, Planning and Economic Deputy, Information and Communication Technology Center, Tehran, IRAN. [In Persian]
Farshi, A.A. (1997). An estimate of water requirement of main field crops and orchards in Iran, Agricultural plants. Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Human Resource Education and Equipment, Agricultural Education Publication: Soil and Water Research Institute. [In Persian]
Ghahraman, A. (1993). Cormophytes of Iran. University Publication Center. [In Persian]
Kamali, M.I., & Nazari, R. (2018). Determination of maize water requirement using remote sensing data and SEBAL algorithm. Agricultural Water Management, 209, 197-205. doi:10.1016/j.agwat.2018.07.035
Keykhaei, F., Zareai, G., Ganji Khorramdel, N., & Sadeghi, S. (2021). Determining crop water requirement of rose varieties in hydroponic greenhouse. Journal of Water Research in Agriculture, 34(4), 531-542. doi:10.22092/jwra.2021.123622 [In Persian]
Khatamsaz, M., Asadi, M., & Masoumi, A.A. (1992). Flora of Iran. Research Institute of Forests and Pastures. [In Persian]
Li, Z., Liu, X., Ma, T., Kejia, D., Zhou, Q., Yao, B., & Niu, T. (2013). Retrieval of the surface evapotranspiration patterns in the alpine grassland–wetland ecosystem applying SEBAL model in the source region of the Yellow River, China. Ecological Modelling, 270, 64-75. doi:10.1016/j.ecolmodel.2013.09.004
Liang, S. (2018). Comprehensive Remote Sensing. Elsevier Inc., All rights reserved.
Mahdavi, A., Nouri Emamzadeh, M.R., Mahdavi Najafabadi, R., & Tabatabaei, S.H. (2011). Identification of Artificial recharge sites using fuzzy logic in Shahrekord Basin. Journal of Water and Soil Science, 15(56), 63-78. dor:20.1001.1.24763594.1390.15.56.5.5 [In Persian]
Majd, M., Khoshhal, J., Rahimi, D., Rahimi, D., & Khoshhal, J. (2014). Analayzing the phonological growth stages and required temperature rate of Gole Mohammadi. Geography and Environmental Planning, 24, 169-178. dor:20.1001.1.20085362.1392.24.4.13.4 [In Persian]
Mir Heydar, S.H. (1995). Herbal knowledge: the use of plants in the prevention and treatment of diseases by presenting the latest scientific research of researchers and scientists of the world. Islamic Culture Publishing House. [In Persian]
Mokhtari, M.H. (2005). Agricultural drought impact assessment using remote sensing, (a case study borkhar district-Iran), M.Sc. Thesis, International Institute for Geo-information Science and Earth Observation in partial fulfilment of the requirements, The Netherlands.
Morse, A., Allen, R.G., Tasumi, M., Kramber, W.J., Trezza, R., & Wright, J.L. (2000). Application of the SEBAL meteorology for estimating evapotranspiration and consumptive use of water through remote sensing. Final Report, Idaho Department of Water Resources, University of Idaho, Department of Biological and Agricultural.
Morshedi, A., Jafari, H., & Onabi Milani, A. (2022). Estimation of Actual Evapotranspiration of Wheat Using SEBAL Algorithm Compared to Lysimetric Results under Standard Conditions in Tabriz and Karaj Research Stations. Journal of Water Research in Agriculture, 36(1), 21-33.  doi:10.22092/jwra.2022.356223.896 [In Persian]
Nouri, H., & Faramarzi, M. (2017). Investigating actual evapotranspiration in different land uses in mountainous areas using Sebal Algorithm and a combination of MODIS and Landsat 8 Satellite Images. Geography and Environmental Planning, 28(2), 39-56. doi:10.22108/gep.2017.97932.0 [In Persian]
Rao, B.R.R., Sastry, K.P., Saleem, S.M., Rao, E.V.P., Syamasundra, K.V., & Ramesh, S. (2002). Volatile flower oil of three genotypes of rose-scented geranium (Pelargonium sp.). Flavour and Fragrance Journal, 15, 105-107.
Scarman, J. (1996). Gardening with old Roses. Harper Collins Publication.
Sharifi Ashoorabadi, E., Rouhipour, H., Assareh, M.H., Lebaschy, M.H., Abaszadeh, B., Naderi, B., & Rezaei Sarkhosh, M. (2012). Determination of crop water requirement of yarrow (Achillea millefolium) using lysimetry. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 28(3), 484-492.  doi:10.22092/ijmapr.2012.2954 [In Persian]
Sharifi Ashoorabadi, E., Rouhipour, H., Assareh, M.H., Tabei Aghdaei, S.R., Lebaschy, M.H., & Naderi, B. (2015). Determination of water requirement of Rosa damascene Mill. using lysimeter. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 30(6), 923-931. doi:10.22092/ijmapr.2015.11927 [In Persian]
Singh, V., Tiwari, K., & Santosh, D.T. (2016). Estimation of Crop coefficient and water requirement of Dutch Roses (Rosa hybrida) under greenhouse and open field conditions. Irrigation & Drainage Systems Engineering, 05. doi:10.4172/2168-9768.100169
Sun, Z., Wei, B., Su, W., Shen, W., Wang, C., You, D., & Liu, Z. (2011). Evapotranspiration estimation based on the SEBAL model in the Nansi Lake Wetland of China. Mathematical and Computer Modelling, 54, 1086-1092. doi:10.1016/j.mcm.2010.11.039
SWRI, (2022). Water Requirement of Plants, Niazab System. Final Report, Soil and Water Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Ministry of Agriculture-Jaha.
Teixeira, A.H., Bastiaanssen, W.G.M., Ahmad, M.D., & Bos, M.G. (2009a). Reviewing SEBAL input parameters for assessing evapotranspiration and water productivity for the Low-Middle São Francisco River basin, Brazil: Part A: Calibration and validation. Agricultural and Forest Meteorology, 149, 462-467. doi:10.1016/j.agrformet.2008.09.016
Teixeira, A.H., Bastiaanssen, W.G.M., Ahmad, M.D., & Bos, M.G. (2009b). Reviewing SEBAL input parameters for assessing evapotranspiration and water productivity for the Low-Middle São Francisco River basin, Brazil: Part B: Application to the regional scale. Agricultural and Forest Meteorology, 149, 477-490. doi:10.1016/j.agrformet.2008.09.014
Waters, R., Allen, R., Tasumi, M., Trezza, M., & Bastiaanssen, W. (2002). Surface energy balance algorithms for land, advanced training and user’s manual. NASA EOSDIS/Synergy grant from the Raytheon Company through The Idaho Department of Water Resources, 97 pages.
Zeyliger, A., & Ermolaeva, O. (2013). SEBAL Model using to estimate irrigation water efficiency & water requirement of Alfalfa Crop. Geophysical Research Abstracts, 15, EGU2013-12671, EGUGeneral Assembly, 12671.
Zwart, S.J., & Bastiaanssen, W.G.M. (2007). SEBAL for detecting spatial variation of water productivity and scope for improvement in eight irrigated wheat systems. Agricultural Water Management, 89, 287-296. doi:10.1016/j.agwat.2007.02.002