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Adapting to climate variability for rice cultivation paddies in the lowland coastal regions of Kien Giang Province, Vietnam

Thai D. Phung
Thai D. Phung
 and 
Truong A. Dang
Truong A. Dang
   | Oct 16, 2023
Die Bodenkultur: Journal of Land Management, Food and Environment's Cover Image
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Published Online: Oct 16, 2023
Page range: 27 - 34
Received: Apr 03, 2023
Accepted: Aug 27, 2023
DOI: https://doi.org/10.2478/boku-2023-0003
Keywords
© 2023 Thai D. Phung et al., published by Sciendo
This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

Figure 1.

Map of the study areaAbbildung 1. Karte des Untersuchungsgebiets
Map of the study areaAbbildung 1. Karte des Untersuchungsgebiets

Figure 2.

Distribution of average monthly rainfall and temperature across the study areaAbbildung 2. Verteilung des durchschnittlichen monatlichen Niederschlags und der Temperatur im Untersuchungsgebiet
Distribution of average monthly rainfall and temperature across the study areaAbbildung 2. Verteilung des durchschnittlichen monatlichen Niederschlags und der Temperatur im Untersuchungsgebiet

Figure 3.

Meteorology variations applied for the validation and calibration procedures of the modelAbbildung 3. Meteorologische Variationen, die für die Validierungs- und Kalibrierungsverfahren des Modells angewendet werden
Meteorology variations applied for the validation and calibration procedures of the modelAbbildung 3. Meteorologische Variationen, die für die Validierungs- und Kalibrierungsverfahren des Modells angewendet werden

Figure 4.

Performance of model in calibration and validation proceduresAbbildung 4. Leistung des Modells bei Kalibrierungs- und Validierungsverfahren
Performance of model in calibration and validation proceduresAbbildung 4. Leistung des Modells bei Kalibrierungs- und Validierungsverfahren

Figure 5.

Rice grain yield response to climate variables by shifting the crop cultivation schedules (sowing date) for a) winter–spring vegetation season and b) summer–fall vegetation seasonAbbildung 5. Reaktion des Reiskornertrags auf Klimavariablen durch Verschiebung der Anbaupläne (Aussaatdatum) für a) Winter-Frühjahr-Vegetationsperiode und b) Sommer-Herbst-Vegetationsperiode
Rice grain yield response to climate variables by shifting the crop cultivation schedules (sowing date) for a) winter–spring vegetation season and b) summer–fall vegetation seasonAbbildung 5. Reaktion des Reiskornertrags auf Klimavariablen durch Verschiebung der Anbaupläne (Aussaatdatum) für a) Winter-Frühjahr-Vegetationsperiode und b) Sommer-Herbst-Vegetationsperiode

The main parameters used to simulate the crop cultivation schedulesTabelle 3. Die wichtigsten Parameter zur Simulation der Anbaupläne für Pflanzen

Description Default Selected
Base temperature 5.0 4.80
Cut-off temperature 30 28.6
Canopy cover per seedling at 90% emergence (CCo) 5.00 4.85
Soil water depletion threshold for stomata control – upper 0.50 0.48
Shape factor for water stress coefficient for canopy senescence 3.00 2.90
Decline in crop coefficient after reaching maximum canopy cover 0.3% 0.3%
Crop coefficient for transpiration at CC (100%) 1.00 0.95
Leaf growth stress coefficient curve shape 3.0 2.84
Normalized water productivity (WP) 15% 14.6%
Allowable maximum increase (%) of specified HI 10 9.4

Rice grain yield response to change in the crop cultivation schedules (sowing date) in the winter–spring and summer–fall vegetation seasonsTabelle 6. Reaktion des Reiskornertrags auf Änderungen der Anbaupläne (Aussaattermin) in der Winter-Frühlings- und Sommer-Herbst-Vegetationsperioden

Sowing date Winter–spring Period Summer–fall
Rice grain yield (ton/ha) Changed trend (%) Rice grain yield (ton/ha) Changed trend (%)
Current 7.4 - Current 6.5 -
30 7.3 −1.6 30 6.6 1.9
25 7.1 −3.8 25 6.7 2.7
20 6.9 −6.7 20 6.9 5.6
15 7.0 −5.4 15 6.7 2.5
10 7.0 −4.9 10 6.6 1.3
5 7.2 −2.1 5 6.4 −0.8
−5 7.5 0.9 −5 6.3 −2.4
−10 7.6 2.3 −10 6.3 −3.7
−15 7.8 5.7 −15 6.1 −5.8
−20 8.0 7.8 −20 6.2 −3.9
−25 7.7 4.3 −25 6.4 −1.6
−30 7.5 1.1 −30 6.5 0.5

Information about seeds, fertilizer rate, and irrigation water in the study areaTabelle 1. Informationen zu Saatgut, Düngermenge und Bewässerungswasser im Untersuchungsgebiet

Crop Seeds (kg/ha) Fertilizer rate (kg/ha) Rain fed (mm) Required irrigation (mm)
IS DS MS LS IS DS MS LS IS DS MS LS
WS 80 60 100 50 130 33.4 188.2 34.7 25.6 50 18 60 50
Stf 100 70 100 60 140 46.4 73.7 192.3 306.5 40 45 10 0

Comparison of observed rice grain yields with the simulated resultsTabelle 4. Vergleich der beobachteten Reiskornerträge mit den simulierten Ergebnissen

Year Model validation Year Model calibration
Observed Simulated Observed Simulated
2000 7.10 6.98 2011 6.64 6.68
2001 7.26 7.14 2012 7.12 6.86
2002 6.42 6.31 2013 7.28 7.16
2003 6.54 6.77 2014 6.57 6.83
2004 6.72 6.82 2015 6.13 6.29
2005 6.35 6.57 2016 6.44 6.39
2006 6.97 6.76 2017 7.25 7.34
2007 7.13 6.96 2018 7.34 6.99
2008 7.35 7.27 2019 6.35 6.48
2009 7.58 7.51 2020 6.78 6.85
2010 6.83 6.98 2021 7.40 7.35

The calibration and validation results of rice grain yield corresponding to winter–spring and summer–fall vegetation seasonsTabelle 5. Die Kalibrierungs- und Validierungsergebnisse des Reiskornertrags entsprechen den Vegetationsperioden Winter-Frühling und Sommer-Herbst

Crop Validation Calibration
d R2 RMSE MAE d R2 RMSE MAE
WS 0.83 0.83 0.17 14.9% 0.86 0.85 0.11 12.6%
SF 0.76 0.77 0.21 17.6% 0.78 0.79 0.16 13.4%

The physical and chemical properties of soil across the study areaTabelle 2. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens im gesamten Untersuchungsgebiet

Variables Soil depth layers (cm)
Ha Tien Kien Luong Rach Gia
Layer 0–10 10–20 20–30 30–40 0–10 10–20 20–30 30–40 0–10 10–20 20–30 30–40
Sand (%) 24.5 27.6 22.7 19.4 25.7 27.9 24.8 19.7 22.7 24.1 24.8 19.8
Silt (%) 60.7 55.8 51.9 48.7 55.2 51.8 53.8 51.1 51.9 48.7 55.4 52.3
Clay (%) 14.8 16.6 25.4 31.9 19.1 20.3 21.4 29.2 25.4 27.2 19.8 27.9
Soil features Silty clay loam Silt loam Silty clay loam Silty clay loam Silt loam Silt loam Silt loam Silty clay Loam Silt loam Silt loam Silt loam Silty clay loam
FC (% vol) 40 39 42 38 33 33 33 44 33 33 33 44
PWP (% vol) 22 18 19 19 13 13 13 23 13 13 13 23
SAT (% vol) 52 46 52 52 46 46 46 52 46 46 46 52
BD (g/cm3) 1.12 1.21 1.25 1.31 0.98 0.89 0.96 1.02 0.97 0.94 0.99 1.13
TAW (mm/m) 210 200 210 210 200 200 200 210 200 200 200 210
K+ (cmol/kg) 0.21 0.18 0.18 0.17 0.19 0.18 0.19 0.22 0.19 0.18 0.18 0.20
Na+ (cmol/kg) 0.13 0.12 0.11 0.12 0.10 0.12 0.13 0.14 0.11 0.12 0.12 0.14
Ca2+ (cmol/kg) 3.6 3.8 3.2 3.3 3.7 3.6 3.8 3.9 3.8 3.7 3.9 4.0
Mg2+ (cmol/kg) 0.95 0.84 0.79 0.92 0.83 0.85 0.86 0.99 0.84 0.86 0.82 0.97
pH (H2O) 5.5 5.3 5.6 5.7 5.7 5.4 5.1 5.0 5.8 5.5 5.6 5.0
eISSN:
2719-5430
Language:
English
Publication timeframe:
4 times per year
Journal Subjects:
Life Sciences, Ecology, other
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