نموذج للتنبؤ وتحسين إدارة المياه في مصر - محصول الذرة کدراسة حالة

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 مدرس بقسم الهندسة الزراعية - کلية الزراعة - جامعة المنصورة - مصر.

2 أستاذ بقسم الهندسة الزراعية - کلية الزراعة - جامعة المنصورة - مصر.

3 أستاذ مساعد بقسم الهندسة الزراعية - کلية الزراعة - جامعة المنصورة - مصر.

المستخلص

استنبط نموذج لإدارة مياه الري تحت الظروف المناخية الحالية والمتوقعة قصيرة وطويلة الأجل سمي CAPIM وأخرج في شکل برنامج کمبيوتر يساعد في التنبؤؤ باحتياجات المحصول المائية تبعا لمنطقة وفترة الزراعة. واستخدمت لغة البرمجة Oracle.
تم تطبيق النموذج لجدولة مياه الري لمحصول الذرة في محافظات الدقهلية والفيوم وأسيوط في إطار سيناريو RCP8.5 ونموذج بيانات المناخ المتوقعة MIROC- ESM لعام 2018 کفترة إدارة حالية و2040 و2080 کفترات إدارة متوقعة قصيرة وطويلة الأجل. واستخدم النموذج أيضًا لتحديد أفضل استراتيجية تکيفية لتتوافق مع التغيرات المناخية المتوقعة من بين ثلاث استراتيجيات (تأخير ميعاد الزراعة - تطبيق الإجهاد المائي للمحاصيل - رفع کفاءة الري).
وتم التحقق من دقة مخرجات النموذج لقيم  للدقهلية بمقارنة نتائج النموذج مع برنامج CropWat-8  في حالة الإدارة الحالية ، أما الإدارة المتوقعة تمت مقارنة النتائج ببرنامج-Estimation    .
وأظهرت النتائج أن CAPIM تنبأ بقيم ETo للظروف المناخية الحالية والمتوقعة بدقة عالية (قيمة معامل الارتباط 0.99 مع کلا النموذجين). وزادت متطلبات أعماق مياه الري الإجمالية المتوقعة لمحصول الذرة بالمقارنة بعام 2018 في جميع مناطق الدراسة، حيث توقع النموذج زيادتها في عام 2040 لتصبح 2077، 2077، 1618مم لأسيوط والفيوم والدقهلية على التوالي. بينما في عام 2080 ستکون 2069، 2008، 1524مم على التوالي. ووجد أن الفيوم عام 2040 يتوقع لها أعلى معدل لري محصول الذرة بمقارنتها بالدقهلية وأسيوط. حيث بلغ عدد مرات الري 18 رية بإجمالي 2077 مم/موسم النمو.
وکانت الإستراتيجية التکيفية الخاصة برفع کفاءة الري بنسبة 5% و10٪ هي الأفضل حيث من المتوقع ان تعمل على زيادة الإنتاج بنسبة 9% و18 ٪ على التوالي.

الكلمات الرئيسية

الموضوعات الرئيسية


Abdel Meguid, M. (2017) Key features of the Egypt’s water and agricultural resources. In: Negm, A.M. (Ed.), Conventional Water Resources and Agriculture in Egypt. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, pp. 1-61.
Abdel-Hafez, S. A. (2011) Opportunities and Challenges in the old lands of Egypt. Background paper for Egypt, Australlia, ICARDA. Workshop on-on Farm Water use Efficiency‖, 26-29 July, 2011, Cairo, Egypt.
Abouelenein, R, T. Oweis, M. El Sherif, H. Awad, F. Foaad, S. Abd El Hafez, A. Hammam, F. Karajeh, M. Karo and A. Linda (2009) Improving wheat water productivity under different methods of irrigation management and nitrogen fertilizer rates. Egypt J Appl Sci 24(12A):417–431.
Ali, M.H., Talukder, M.S.U. (2008) Increasing water productivity in crop production. A synthesis. Agric. Water Manage. 95, 1201–1213.
Allen, R. G., M. E. Jensen, J. L. Wright and R. D. Burman 1989. Operational estimate of reference evapotranspiration. Agron J 81: 650-662. http: // dx.doi.org / 10. 2134 / agron. j. 1989.
Arnell, N. W., D. P. van Vuuren and M. Isaac (2011) The implications of climate policy forthe impacts of climate change on global water resources. Glob. Environ. Change 21, 592–603.
BAS (2014) Bulletin of the Agricultural Statistics. Republic of Namibia Ministry of Agriculture, Water and Forestry April.
FAO (1979) Yield response to water by J. Doorenbos & A. Kassam. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 33. Rome.
FAO (1998) Crop evapotranspiration: Guidelines for computing crop water requirements. By: Richard Allen, Luis Pereira, Dirk Raes and Martin Smith. FAO Irrigation and Drainage Paper 56. Rome, Italy.
FAO (2017) AquaCrop update and new features Version 6.0. ISBN 978-92-5-109742-7 © FAO, 2017.
France, J. and J. Thornely (1984) Mathematical models in Agriculture. Butter worth's, London, UK, 335P.
Hagemann, S S. Hagemann, C. Chen, D. B. Clark, S. Folwell, S. N. Gosling, I. Haddeland, N. Hanasaki, J. Heinke, F. Ludwig, F. Voß, and A. J. Wiltshire (2012) Climate change impact on available water resources obtained using multiple global climate and hydrology models. Earth Syst Dynam Discuss 3 (3-4):1321–1345.
IPCC (2001) Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of Working GroupI to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Houghton, J.T., Ding, Y., Griggs, D.J., Noguer, M., van der Linden, P.J., Dai, X., Maskell, K. and Johnson, C.A. (Eds.). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 881pp.
Irmak, A. and S. Irmak (2008) Reference and crop evapotranspiration in south central Nebraska: II. Measurement and estimation of actual evapotranspiration. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 134(6), 700–715. https://doi.Org/10.1061/ (ASCE) 0733-9437 (2008) 134:6 (700).
Milan,G. and S. Trajkovic (2010) Software for estimating reference evapotranspiration using limited weather data. Computers and Electronics in Agriculture 71 (2010) 158–162 doi:10.1016/j.compag.2010.01.003
Mahmoud, M. M. A. and A. Z. El-Bably (2017) Crop Water Requirements and Irrigation Efficiencies in Egypt. DOI: 10.1007/698 -2017- 42·
SAVVA, A. P. and K. FRENKEN 2002. Crop Water Requirements and Irrigation Scheduling Water Resources Development and Management Officers FAO Sub-Regional Office for East and Southern Africa.
Shahidian, S., R. Serralheiro, J. Serrano, J. Teixeira, N. Haie and S. Francisco (2012) Hargreaves and other reduced-set methods for calculating evapotranspiration. In: Evapotranspiration – Remote sensing and modeling (Irmak A, ed.), InTech.Available in http://www.intechopen.com/books/evapotranspiration remote sensing and modeling/Hargreaves and other reduced set methods for calculating evapotranspiration.
Smith, M., G. V. Halsema, F. Maraux, G. Izzi, R. Wahaj and G. Munoz (2007) CropWat 8, Windows Version 8.0. Water resources development and management service, FAO, Rome, Italy.
Thornton, P. K., P. G. Jones, P. J. Ericksen and A. J. Challinor (2011) Agriculture and food systems in sub-Saharan Africa in a 4 C+ world.mPhilos. Trans. R. Soc. A: Math. Phys. Eng. Sci. 369 (1934), 117–136.
Wang, X. J., J. Y. Zhang, M. Ali, S. Shahid, R. M. He, X. H. Xia and Z. Jiang (2016) Impact of climate change on regional irrigation water demand in Baojixia irrigation district of China. Mitig. Adapt. Strateg. Glob. Chang. 2016, 21, 233–247. [CrossRef].