soughi habiballah
-
سابقه و هدف
مدل های شبیه سازی گیاهان زراعی به طور گسترده ای در تجزیه و تحلیل نظام های کشت، تغییرات اقلیمی و روش های مدیریت محصول مورد استفاده قرار می گیرند و ابزار مناسبی برای تکمیل و توسعه نتایج آزمایش های مزرعه ای برای ارزیابی ارقام جدید و نظام های مدیریتی جدید است. هدف از این پژوهش شبیه سازی مراحل فنولوژی و عملکرد ارقام مختلف گندم نان در شرایط اقلیمی شهرستان گرگان با استفاده از مدل DSSAT-Nwheat بود.
مواد و روش هادر این پژوهش به منظور ارزیابی کارکرد مدل DSSAT-Nwheat، از داده های یک آزمایش دو ساله (سال های زراعی 1399-1398 و 1400-1399) استفاده شد که چهار رقم جدید گندم نان در هفت تاریخ کاشت به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی بررسی شده بودند. در این آزمایش هفت تاریخ کاشت (از 10 آبان تا 10 دی ماه به فواصل 10روزه) در کرت های اصلی و چهار ژنوتیپ گندم نان (آرمان، آراز، تکتاز و N-93-9) در کرت های فرعی قرار گرفته بودند. از داده های سال اول و سال دوم آزمایش به ترتیب جهت واسنجی و صحت سنجی مدل استفاده شد. علاوه بر داده های مزرعه، داده های هواشناسی روزانه، رویدادهای مدیریتی، خصوصیات خاک و مختصات جغرافیایی در اختیار نرم افزار DSSAT 4.7 قرار گرفت. پس از تعیین ضرایب ژنتیکی هر رقم، واسنجی مدل برای صفات مختلف انجام شد و از همان ضرایب برای صحت سنجی مدل استفاده شد. با استفاده از شاخص های آماری مقادیر شبیه سازی شده مدل با مقادیر مشاهده شده مورد آزمون قرار گرفت.
یافته هانتایج نشان داد که مراحل فنولوژی شامل صفات روز تا گلدهی و روز تا رسیدگی با مقادیر جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) چهار روز، جذر میانگین مربعات خطای نرمال شده (nRMSE) کمتر از سه درصد شبیه سازی شده است. مقادیر RMSE برای عملکرد دانه و عملکرد زیستی به ترتیب 416 و 1000 کیلوگرم در هکتار بود و مقادیر nRMSE نیز بین 8-7 درصد بود. در بهره وری آب مبتنی بر عملکرد دانه و عملکرد زیستی مقادیر nRMSE به ترتیب 21/6 و 53/7 درصد و و مقادیر RMSE نیز در به ترتیب 93/0 و 91/2 کیلوگرم در هکتار بر میلی متر بود. در تمامی صفات شبیه سازی شده آماره های شاخص توافق ویلموت (d) و ضریب تبیین (R2) در محدوده قابل قبولی قرار داشتند که نشان از کارایی خوب مدل DSSAT-Nwheat، درشبیه سازی این صفات در ارقام مختلف گندم نان داشت.
نتیجه گیرینتایج این پژوهش نشان داد که مدل DSSAT-Nwheat با کارایی مناسبی قادر به شبیه سازی مراحل فنولوژی، عملکرد دانه، عملکرد زیستی و کارایی مصرف آب در چهار رقم آراز، آرمان، تکتاز و N-93-9 بود. به طوری که مقادیر nRMSE برای تمامی صفات مورد مطالعه بین 6-8 درصد بود. ارقام مورد مطالعه در این پژوهش، جدیدترین ارقام معرفی شده برای اقلیم گرم و مرطوب شمال کشور بودند و در چند سال آینده سطح قابل توجهی از کشت گندم را در استان گلستان به خود اختصاص خواهند داد.. بنابراین به نظر می رسد نتایج این پژوهش می تواند در تصمیم گیری ها نظام های کشت گندم، تاثیرات مختلف مدیریت زراعی و تغییر شرایط اقلیمی جاری و آینده استان گلستان مورد بهره برداری قرار گیرد.
کلید واژگان: استان گلستان, تاریح کاشت, تغییر اقلیم, مدل سازیBackground and objectivesCrop simulation models are widely used in the analysis of cropping systems, climate change and crop management methods. It is a good tool for completing and developing the results of field trials to evaluate new cultivars and new management systems. The aim of this research was to simulate the phenological stages and yield of different bread wheat cultivars in climatic conditions of Gorgan city using DSSAT-Nwheat model.
Materials and methodsIn this study, in order to evaluate the performance of the DSSAT-Nwheat model, the data drived from a two-year experiment (Growing seasons 2019-2020 and 2021-2020), in which four new bread wheat cultivars were studied under seven sowing dates as split plot based on randomized complete block design (RCBD). Seven sowing dates (from 1 November to 31 December, 10-day intervals) were placed in main plots and four bread wheat genotypes (including Arman, Araz, Taktaz and N-93-9) were placed as subplots. The data derived from the first year and the second year were used for calibration and validation of the model, respectively. In addition to field data, daily meteorological data, management events, soil characteristics and geographical coordinates were provided to DSSAT 4.7 software. After determining the genetic coefficients of each genotype, the model was calibrated for different traits and subsequently the same coefficients were used to validate the model. Using statistical indices, the simulated values of the model were tested with the observed values.
ResultsThe results showed that the phenological stages including day to anthesis and day to maturity were simulated with root mean squared error (RMSE) equal to four days, and normalized root mean square error (nRMSE) less than 3%. RMSE for grain yield and biological yield were 416 kg ha-1 and 1000 kg ha-1, respectively, and nRMSE values were between 7-8%. In water productivity based on grain yield and biological yield, nRMSE values were 6.21% and 7.53%, respectively, and RMSE values were 0.93 kg ha-1 mm-1 and 2.91 kg ha-1 mm-1, respectively. In all the simulated traits, the Willmott's agreement indices (d) and the coefficient of determination (R2) were in the acceptable range, which showed the proper performance of the DSSAT-Nwheat model for simulating these traits in different bread wheat cultivars.
ConclusionThe results of this study showed that the DSSAT-Nwheat model had proper performance for simulating phenological stages, grain yield, biological yield and water productivity in four cultivars including Araz, Arman, Taktaz and N-93-9. The nRMSE values for all studied traits were between 6-8%. The cultivars studied in this study are the latest cultivars released for the northern warm and humid agro-climatic zone, Iran, in the next few years, they will occupy a large area of wheat cultivation in Golestan province. Therefore, it seems that the results of this study can be used in the decisions of wheat cultivation systems, different effects of agricultural management and current and future climate change in Golestan province.
Keywords: Golestan Province, Sowing date, Climate Change, Modeling -
سابقه و هدف
تعیین تاریخ کاشت دقیق، ابزاری مناسب در کنترل طول دوره مراحل فنولوژیک به منظور بهینه سازی شرایط اقلیمی و به حداقل رساندن عوارض تنش گرما و خشکی انتهای فصل است. شاخص های زراعی-اقلیمی جهت بررسی فنولوژی گیاهان و ارتباط آن با عملکرد دانه مورد استفاده قرار می گیرند. در شرایط تغییر اقلیم، شاخص های اقلیمی کشاورزی دستخوش تغییر می شوند. با پایش این شاخص ها می توان واکنش گیاهان زراعی به شرایط اقلیمی را در مراحل فنولوژی گیاهی مورد ارزیابی قرار داد. هدف این پژوهش واکاوی عملکرد دانه ارقام جدید گندم نان اقلیم گرم و مرطوب شمال در تاریخ کاشت های مختلف بر اساس شاخص های زراعی- اقلیمی در منطقه گنبد بود.
مواد و روش هااین آزمایش در دو سال زراعی (1398-1396) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گنبد به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار انجام شد. پنج تاریخ کاشت 10 آبان، 25 آبان، 10 آذر، 25 آذر و 10 دی ماه در کرت های اصلی و چهار رقم بهاره گندم نان شامل احسان، تیرگان، معراج و کلاته در کرت های فرعی قرار گرفتند. در هر مرحله فنولوژیکی، شاخص های زراعی- اقلیمی شامل مجموع طول روز (DL)، فتوپریود (PPD)، مجموع درجه روزهای رشد (GDD)، مجموع واحدهای حرارتی-نوری (PTU)، مجموع واحدهای حرارتی-آفتابی (HTU)، مجموع واحدهای حرارتی-رطوبتی (HYTU)، کارایی مصرف حرارت (HUE)، کارایی مصرف حرارتی-آفتابی (HTUE)، کارایی مصرف حرارتی-نوری (PTUE) و کارایی مصرف حرارتی-رطوبتی (HYTUE) محاسبه شدند.
یافته هانتایج نشان داد که عملکرد دانه در تاریخ کاشت های دوم (25 آبان) و سوم (10 آذر) تفاوت معنی داری با هم نداشت (به ترتیب 3/5708 و 4/5626 کیلوگرم در هکتار) و به طور معنی داری بیشتر از سایر تاریخ های کاشت بود. طول دوره پر شدن دانه، تعداد سنلبه در متر مربع و تعداد دانه در سنبله در سه تاریخ کاشت ابتدایی تفاوت معنی داری با هم نداشتند. طی پرشدن دانه، تاریخ کاشت سوم بیشترین مقادیر را از نظر شاخص های زراعی- اقلیمی شامل مجموع درجه روزهای رشد (GDD)، مجموع طول روز (DL)، مجموع واحد حرارتی-نوری (PTU)، مجموع واحد حرارتی-رطوبتی (HYTU) را به خود اختصاص داد. در حالی که تاریخ کاشت دوم حداکثر کارایی مصرف حرارت (HUE)، کارایی مصرف حرارتی-آفتابی (HTUE)، کارایی مصرف حرارتی-نوری (PTUE) و کارایی مصرف حرارتی-رطوبتی (HYTUE) را دارا بود. عملکرد دانه رقم کلاته (8/5269 کیلوگرم در هکتار) و تعداد سنبله در متر مربع این رقم (17/330) بطور معنی داری بیشتر از سایر ارقام (تیرگان، معراج و احسان) بود.
نتیجه گیریتاریخ کاشت های دوم و سوم شرایط مطلوبی از نظر ارتفاع گیاه و مقاومت به خوابیدگی برای ارقام مختلف فراهم کرد. همچنین دو تاریخ کاشت مذکور، شرایطی بهینه از نظر مجموع پارامترهای اقلیمی شامل دما، طول روز، رطوبت نسبی وکارایی مصرف انرژی در طول دوره پر شدن دانه برای ارقام مختلف فراهم نمودند. عملکرد دانه در تاریخ کاشت اول به دلیل خوابیدگی شدید بوته ها و در تاریخ کاشت های چهارم و پنجم به دلیل مواجه شدن با تنش های گرما و خشکی انتهایی و کاهش طول دوره پر شدن دانه ها عملکرد دانه کاهش یافت. طول دوره رشد رقم کلاته کمتر از سایر ارقام بود (بدون تفاوت در طول دوره پر شدن دانه) که باعث فرار گیاه از تنش های گرما و خشکی انتهایی، افزایش کارایی مصرف انرژی و در نتیجه افزایش عملکرد دانه نسبت به سایر ارقام شد. بنابراین رقم کلاته برای کشت در مناطق کم باران شمالی استان گلستان در تاریخ کاشت های دوم و سوم بسیار مناسب و قابل توصیه است.
کلید واژگان: عملکرد دانه, کارایی مصرف انرژی, دوره پر شدن دانه, گلدهی, اقلیم گرم و مرطوبBackground and objectivesDetermining the exact sowing date is an appropriate tool in controlling the length of the phenological stages for optimizing the climate conditions and minimizing the effects of terminal heat and drought stresses. The agro-climatic indices are used to study of plant phenology and its relationship with grain yield. Agro-climatic indices are changed under climate change conditions. The response of crops to climatic conditions can be assessed at the plant phenological stages by monitoring these indices. The aim of this study was to investigate the grain yield of new wheat cultivars related to northern warm and humid agro-climatic zone (Iran) under different sowing dates based on agro-climatic indices in Gonbad area.
Materials and methodsThis experiment was conducted in Gonbad agricultural research station, Gonbad, Iran, during two cropping seasons (2017-2019) as split plot based on randomized complete block design (RCBD) with four replications. Five sowing dates of 1 November, 16 November, 1 December, 16 December and 31 December were placed in main plots and four spring wheat cultivars including Ehsan, Tirgan, Meraj and Kalateh were placed as subplots. In each phenological stage, agro-climatic indices were calculated which includes total day length (DL), photoperiod (PPD), growth day degree (GDD), photo-thermal unit (PTU), helio-thermal unit (HTU), hydro-thermal unit (HYTU), heat use efficiency (HUE), helio-thermal use efficiency (HTUE), photo-thermal use efficiency (PTUE) and hydro-thermal use efficiency (HYTUE).
ResultsThe results showed that no significant differences were observed in grain yield of second (25 November) and third (10 December) sowing dates (5708.3 and 5626.4 kg ha-1, respectively) and their grain yield was significantly greater than other sowing dates. The grian filling period, number of spike per square meter and number of grain per spike were not significantly different in three primary sowing dates. The third sowing date had the highest values in terms of agro-climatic indices including growing degree days (GDD), day length (DL), photo-thermal units (PTU), hydro-thermal units (HYTU), during grain filling period. While, the second sowing date had maximum heat use efficiency (HUE), helio-thermal use efficiency (HTUE), photo-thermal use efficiency (PTUE) and hydro-thermal use efficiency (HYTUE). Grain yield (5269.8 kg ha-1) and number of spike per square meter (330.17) of Kalateh cultivar were significantly greater than other cultivars (Tirgan, Meraj and Ehsan).
ConclusionThe second and third sowing dates provided suitable conditions for plant height and resistance to lodging in different cultivars. Also, the two mentioned sowing dates were provided optimum conditions for different cultivars in terms of climatic parameters including temperature, day length, relative humidity and energy use efficiency, during grain filling period. The grain yield decreased due to severe plant lodging in the first sowing date and exposure to terminal heat and drought stresses and reduced the grain filling period duration in the fourth and fifth sowing dates. The growth period of Kalateh cultivar was shorter than other cultivars (no difference during grain filling period), which caused the plant to escape terminal heat and drought stresses, increasing energy use efficiency and consequently increasing grain yield compared to other cultivars. Therefore, Kalateh cultivar is very suitable and advisable for cultivation in low rainfall areas in northern Golestan province in the second and third sowing dates.
Keywords: Grain yield, Energy use efficiency, Grian filling period, anthesis, Warm, humid agro-climatic zone
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.