Assessing AquaCrop Accuracy in Simulating Corn Yield and Growth Under the Combined Effects of Salinity, Drought and Nitrogen Stress in Semi-Arid Regions

Afrooz, Sanam Chehreh , Shabani, Ali , Azizian, Abolfazl , Sepaskhah, Ali Reza

2025-12-01 IRRIGATION AND DRAINAGE 2025   74(卷), 5(期), (2006-2023页)

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This study models the combined effects of irrigation water, nitrogen fertilizer and water salinity on maize growth and yield via the AquaCrop model, as experimental methods can be costly. Data were obtained from experiments in southwestern Iran (2009-2010), with three irrigation levels (I1: 1.25 ETc, 0.75 I1 and 0.5 I1), three nitrogen levels (0, 150 and 300 kg N ha-1) and three salinity levels (0.6, 2 and 4 dS m-1). The model performed acceptably in simulating grain yield, dry matter, canopy cover and soil water content but poorly in simulating soil salinity. The average normalized root mean square error (NRMSE) values for grain yield, dry matter, canopy cover and soil water content, on the basis of calibration and validation, were 0.18, 0.15, 0.13 and 0.18, respectively, with d index values of 0.89, 0.98, 0.80 and 0.64, respectively. The soil salinity simulation was more accurate early in the growing season and in the surface layers than in the later stages and deeper layers. The accuracy of the AquaCrop model in estimating these parameters decreased with increasing stress intensity. While the model showed acceptable performance, its limitations under severe stress conditions highlight the need for further refinement. Cette & eacute;tude mod & eacute;lise les effets combin & eacute;s de l'eau d'irrigation, des engrais azot & eacute;s et de la salinit & eacute; de l'eau sur la croissance et le rendement du ma & iuml;s par l'interm & eacute;diaire du mod & egrave;le AquaCrop, car les m & eacute;thodes exp & eacute;rimentales peuvent & ecirc;tre co & ucirc;teuses. Les donn & eacute;es ont & eacute;t & eacute; obtenues & agrave; partir d'exp & eacute;riences men & eacute;es au sud-ouest de l'Iran (2009-2010), avec trois niveaux d'irrigation (I1: 1,25 ETc, 0,75 I1, 0,5 I1), trois niveaux d'azote (0, 150, 300 kg N ha-1), et trois niveaux de salinit & eacute; (0,6, 2,4 dS m-1). Le mod & egrave;le a permis de simuler de fa & ccedil;on acceptable le rendement en grains, la mati & egrave;re s & egrave;che, la couverture du couvert v & eacute;g & eacute;tal et la teneur en eau du sol, mais de fa & ccedil;on peu satisfaisante la salinit & eacute; du sol. Les valeurs moyennes de l'erreur moyenne quadratique normalis & eacute;e (NRMSE) pour le rendement c & eacute;r & eacute;alier, la mati & egrave;re s & egrave;che, la couverture du couvert v & eacute;g & eacute;tal et la teneur en eau du sol, sur la base de l'& eacute;talonnage et de la validation, & eacute;taient de 0,18, 0,15, 0,13 et 0,18 respectivement, avec des valeurs de l'indice d de 0,89, 0,98, 0,80 et 0,64, respectivement. La simulation de la salinit & eacute; du sol & eacute;tait plus pr & eacute;cise au d & eacute;but de la saison de croissance et dans les couches de surface qu'aux stades ult & eacute;rieurs et aux couches plus profondes. La pr & eacute;cision du mod & egrave;le AquaCrop dans l'estimation de ces param & egrave;tres diminuait avec l'augmentation de l'intensit & eacute; des contraintes. Bien que le mod & egrave;le ait montr & eacute; un rendement acceptable, ses limites dans des conditions de contraintes s & eacute;v & egrave;res soulignent la n & eacute;cessit & eacute; de perfectionner davantage le mod & egrave;le.