Мастертезанасталауоквиру SmartWater пројекта

дец 13, 2022 | догађаји

Протекли семестар, Бењамин Црљенковић, мастер студент на Универзитету у Сарајеву провео је радећи своју мастер тезу. Наслов мастер тезе кандидата је био „Компаративна анализа различитих софтверских модела за одређивање потреба за наводњавањем у усјеву кукуруза“, а ментор током његове израде био је доц. др Сабрија Чадро са Универзитета у Сарајеву.

Бењамин у уводном дијелу рада указује на значај воде, посебно се фокусирајући на њен значај у пољопривреди као једном од највећих потрошача свјеже воде, што је појашњено кроз примјере позитивног дјеловања наводњавања на многе аспекте биљне производње. Значај воде је затим стављен у контекст изазова са којима се човјечанство тренутно сусреће, при чему су посебно издвојене климатске промјене. У таквим условима, како је наведено, потребно је рационалније кориштење водних ресурса, а које се може постићи детаљном анализом хидролошког циклуса. Овакве анализе почивају на билансирању садржаја воде у тлу, а у ту сврху данас постоји велики број софтверских алата, апликација и модела који могу имати и знатно ширу употребу него само за наведено. На крају самог увода, у кратким цртама представљена је проблематика истраживања и одговор на раније дефиниране изазове. Дефинирани основни циљ истраживања је утврђивање могућности кориштења неколико различитих софтверских модела за израчунавање потреба за наводњавањем у усјеву кукуруза, односно давање препоруке за избор софтверских модела према различитим групама корисника. У складу са постављеним циљем истраживања дефинисано је неколико специфичних циљева: 1. прикупљање података о агрономским/биолошким факторима у усјеву, 2. прикупљање података о климатским факторима на огледној парцели, 3. прикупљање података о земљишним факторима на огледној парцели, 4. подешавање и употреба софтверских модела за израчунавање потреба за наводњавањем усјева у егзактним условима какви су забиљежени током огледа, и 5. успоредба различитим софтверима генерисаних вриједности, анализа и коментар добивених резултата. Методологија рада приказује превашодно простор и усјев на коме је обављено истраживање, кроз скупину опсервираних метеоролошких, педолошких и агрономских карактеристика. Истраживање је обављено у периоду од маја до октобра 2021. године, на огледном полигону Пољопривредно-прехрамбеног факултета у Бутмиру, код Сарајева, на усјеву кукуруза хибрида БЛ-43 који је посијан за потребе заједничког експеримента у оквиру пројекта „Promoting SMART Agricultural WATER Management in Bosnia and Herzegovina – SMARTWATER“.  
Након прикупљања и припреме поменутих података, исти су унесени у четири кориштена софтверска модела и алата за проћену потреба за наводњавањем, и то: CROPWAT 8.0, EXCEL-IRR, AquaCrop v6.1 и SIMDualKc. Резултати моделирања, односно продукти употребе софтверских алата су касније представљени кроз вриједности евапотранспирације, динамику пражњења резерве воде из тла или његово стање влажности те потребе за наводњавањем или предвиђене термине наводњавања. Година у којој је обављено истраживање је била изнимно сушна, гдје је, поред, у односу на вишегодишњи просјек, повишених температура, током цијелог вегетационог периода забиљежен и недостатак падавина. Падавине су за вегетациони период 2021. године на локацији истраживања износиле 189 мм, док вишегодишњи просјек износи 403 мм. Утврђени тип тла на локацији истраживања је алувиј, текстурне класе глиновита иловача. Према томе ради се о тежем типу тла, максималне дубине продирања коријена до 1,2 м. Сјетва кукуруза (хибрид БЛ-43) је обављена 7. маја, а жетва 30. септембра 2021. године, што значи да је вегетација трајала укупно 147 дана. Сјетва је обављена на међуредни размак од 70 цм, а размак у реду износио је просјечно 25,7 цм, чиме је остварен склоп од 55.580 биљака по хектару.

На основу кориштених софтверских модела, специфичности припреме, обима и уноса података добивени су различити резултати. Прије свега, код дневне вриједности евапотранспирације културе примјетна су значајна варирања израчунате евапотранспирације културе код различитих модела у почетку вегетације. Поређењем просјечних вриједности ETc и вриједности добивених појединачним моделима утвђена је висока корелација. Корелациони фактор за CROPWAT и EXCEL-IRR износио је 0,99 док је за SIMDualKc износио 0,96 те 0,94 AquaCrop. Иако се ради о релативно високим факторима, који доказују сличност резултата свих кориштених модела, ипак је примјетно веће варирање вриједности које генеришу SIMDualKc i AquaCrop.

Модели се разликују и по распореду потреба за наводњавањем по мјесецима трајања вегетације, односно укупној суми потребне воде. Највеће потребе за наводњаваје добивене су код једноставнијих модела – CROPWAT и EXCEL-IRR, гдје су износила 360 мм, нешто мање код SIMDualKc (330 мм), а најмање вриједности дао је AquaCrop, свега 270 мм. Добивен је и различит број наводњавања, па тако CROPWAT и EXCEL-IRR предвиђају по 12 оброка, SIMDualKc 11, а AquaCrop тек девет.

Важно је нагласити да, иако су процијењене различите количине потребне воде и број наводњавања, динамика испражњености резерве воде у тлу никада није падала испод границе лакоприступачне воде. То потврђује исправност сваког од кориштених модела. На основу припреме и кориштења ова четири модела, закључено је да сваки од њих има одређене предности и да практична примјена зависи од врсте корисника и расположивих података. Примјера ради, фармери ће се радије користити једноставним моделима као што је CROPWAT и EXCEL-IRR, док ће истраживаћи и професионалци више користити прецизније моделе какви су SIMDualKc и AquaCrop.

  1. У свијету постоји велики број различитих модела и алата за прорачун евапотранспирације и симулацију водног биланса тла, а разликују се по сложености, приступу, кориштеним методама, намјени и сл.,
  2. Различити софтверски алати имају различите захтјеве у погледу улазних параметара, што може представљати проблем корисницима, нарочито у недостатку метеоролошких и других мјерних станица,
  3. Упркос чињеници да користе исти метод за прорачун референтне евапотранспирације, сви кориштени модели имају различите резултате прорачуна евапотранспирације културе и шодно томе предлажу различите термине наводњавања,
  4. Поређењем CROPWAT, EXCEL-IRR, AquaCrop и SIMDualKc модела утврђено је да не постоје велика одступања међу вриједностима израчунатим употребом четири наведена софтверска алата,
  5. Будући да се употребом свих модела постижу задовољавајући резултати, препорука је фармерима, непрофесионалцима и неискусним корисницима да користе једноставније алате за одређивање потреба за наводњавањем, какви су EXCEL-IRR или CROPWAT,
  6. Захтјевнији модели – AquaCrop и SIMDualKc би се требали дорадити, како би били интуитивнији и олакшали корисницима свакодневну употребу

Одбрана мастер тезе уприличена је 14. Септембра 2022. Године, пред трочланом комисијом коју су чинили проф. др Дрена Гаџо, проф. др Јасмин Грахић и доц. др Сабрија Чадро, а успјешном одбраном кандидат је стекао академску титулу и стручно звање магистра биљне производње.

Као учесник у SMARTWATER пројекту, Бењамин је присуствовао љетним школама и напредним курсевима који су одржани током прве двије године реализације пројекта, а стечена знања била су од велике користи током дефинирања и израде мастер тезе. Због свега наведеног изражава велику захвалност на прилици да буде директно укључен у активности пројекта „Promoting SMART Agricultural WATER Management in Bosnia and Herzegovina – SMARTWATER“.