شبیه‌سازی مراحل فنولوژیک و طول دوره رشد سورگوم (Sorghum bicolor L.) دانه‌ای با استفاده از مدل SSM-iSorghum (مطالعه موردی: شهرستان گرگان)

Abstract

مدل‌سازی گیاهان زراعی یکی از شاخه‌های علم زراعت و فیزیولوژی گیاهان زراعی است که از حدود 40 سال قبل به‌وجود آمده و با توسعه رایانه‌های پر قدرت و کارآمد در پیشرفت این رشته نقش عمده‌ای داشته است. در مدل SSM شبیه‌ساز ساده‌ای برای تخمین عملکرد و مراحل فنولوژیک محصولات مختلف به‌کار رفته است. هدف از این مطالعه، ارزیابی مدل SSM-iSorghum برای شبیه‌سازی مراحل مختلف فنولوژی و عملکرد سورگوم (Sorghum bicolor L.) دانه‌ای تحت شرایط آب و هوای معتدل مرطوب در شهرستان گرگان است. رشد و نمو سورگوم دانه‌ای با استفاده از مدل SSM-iSorghum بر پایه آمار داده‌های هواشناسی شهرستان گرگان شامل (دمای کمینه، دمای بیشینه، میزان تابش خورشید و میزان بارندگی) روی رقم کیمیا با استفاده از20 سناریو مختلف انجام شد. تراکم کاشت در چهار سطح (17، 21 ، 28 و 35 بوته در مترمربع) و زمان کاشت در پنج تاریخ (10 اردیبهشت، 15 اردیبهشت، 10 خرداد، 15 خرداد و یک تیر) شبیه‌سازی انجام شد. برای پارامترهای ورودی مدل (شامل داده‌های هواشناسی، خصوصیات خاک، مدیریت زراعی) با استفاده از مقادیر به‌دست آمده از آزمایشات مزرعه‌ای در طی دو سال زراعی‌‌ 1389 و 1390 در مزرعه ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان استفاده شد. نتایج مدل با استفاده از آماره‌های مبتنی بر اختلاف مقادیر شبیه‌سازی و مشاهده شده نشان داد که مدل SSM مراحل فنولوژیک در تاریخ کاشت‌های مختلف و تراکم‌های متفاوت را به‌خوبی پیش‌بینی می‌کند. بالاترین ضریب تبیین (R2) مربوط به روز از کاشت تا رسیدگی فیزیولوژیک و روز از کاشت تا زمان برداشت با مقدار 94/0 و 91/0 درصد به‌دست آمد، بنابراین مدل می‌تواند در برنامه‌ریزهای مدیریتی برای مراحل فنولوژیکی در مزرعه مورد استفاده قرار بگیرد. میزان پراکندگی نقاط شبیه‌سازی شده و مشاهده‌ شده مراحل فنولوژی رشد، شاخص برداشت، عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه در محدوده خط 1:1 قرار گرفتند که نشان می‌دهد، مدل برای شبیه‌سازی مراحل فنولوژی رشد در شرایط اقلیمی شهرستان گرگان از دقت مناسبی برخوردار است. همچنین نتایج ارزیابی مدل در تاریخ‌های مختلف کاشت و تراکم‌های متفاوت نشان داد که دامنه حداقل و حداکثر عملکرد دانه شبیه‌سازی شده به‌ترتیب 20/2 و 60/6 تن و با میانگین 92/3 تن در هکتار و نزدیک دامنه حداقل و حداکثر عملکرد دانه مشاهده شده بین 35/2 و 43/7 تن و با میانگین 24/4 تن در هکتار بود که این تفاوت محدوده عملکرد می‌تواند متأثر از تاریخ‌های کاشت مختلف و تأخیر در زمان کاشت مناسب باشد. جذر میانگین مربعات خطا برابر 70/0 تن در هکتار، مقدار ضریب تبیین (R2) برابر 78/0 درصد و شکل بین مقادیر عملکرد مشاهده شده و عملکرد شبیه‌سازی شده نشان می‌دهد که داده‌ها در محدوده‌ خطای کمتر از 15± درصد خط 1:1 قرار دارند، لذا مدل شبیه‌سازی مناسبی از شرایط گرگان برای عملکرد دانه داشت. بنابراین، می‌توان از مدل SSM-Sorghum در شبیه‌سازی مراحل فنولوژی در تاریخ‌های مختلف کاشت و تراکم‌های متفاوت در شرایط مطلوب آب و هوایی گرگان بهره برد.

Keywords

• تراکم کاشت
• داده‌های هواشناسی
• ضریب تبیین
• عملکرد دانه