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

مدل سازی گیاهان زراعی یکی از شاخه های علم زراعت و فیزیولوژی گیاهان زراعی است که از حدود ۴۰ سال قبل به وجود آمده و با توسعه رایانه های پر قدرت و کارآمد در پیشرفت این رشته نقش عمده ای داشته است. در مدل SSM شبیه ساز ساده ای برای تخمین عملکرد و مراحل فنولوژیک محصولات مختلف به کار رفته است. هدف از این مطالعه، ارزیابی مدل SSM-iSorghum برای شبیه سازی مراحل مختلف فنولوژی و عملکرد سورگوم (Sorghum bicolor L.) دانه ای تحت شرایط آب و هوای معتدل مرطوب در شهرستان گرگان است. رشد و نمو سورگوم دانه ای با استفاده از مدل SSM-iSorghum بر پایه آمار داده های هواشناسی شهرستان گرگان شامل (دمای کمینه، دمای بیشینه، میزان تابش خورشید و میزان بارندگی) روی رقم کیمیا با استفاده از۲۰ سناریو مختلف انجام شد. تراکم کاشت در چهار سطح (۱۷، ۲۱ ، ۲۸ و ۳۵ بوته در مترمربع) و زمان کاشت در پنج تاریخ (۱۰ اردیبهشت، ۱۵ اردیبهشت، ۱۰ خرداد، ۱۵ خرداد و یک تیر) شبیه سازی انجام شد. برای پارامترهای ورودی مدل (شامل داده های هواشناسی، خصوصیات خاک، مدیریت زراعی) با استفاده از مقادیر به دست آمده از آزمایشات مزرعه ای در طی دو سال زراعی ۱۳۸۹ و ۱۳۹۰ در مزرعه ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان استفاده شد. نتایج مدل با استفاده از آماره های مبتنی بر اختلاف مقادیر شبیه سازی و مشاهده شده نشان داد که مدل SSM مراحل فنولوژیک در تاریخ کاشت های مختلف و تراکم های متفاوت را به خوبی پیش بینی می کند. بالاترین ضریب تبیین (R۲) مربوط به روز از کاشت تا رسیدگی فیزیولوژیک و روز از کاشت تا زمان برداشت با مقدار ۹۴/۰ و ۹۱/۰ درصد به دست آمد، بنابراین مدل می تواند در برنامه ریزهای مدیریتی برای مراحل فنولوژیکی در مزرعه مورد استفاده قرار بگیرد. میزان پراکندگی نقاط شبیه سازی شده و مشاهده شده مراحل فنولوژی رشد، شاخص برداشت، عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه در محدوده خط ۱:۱ قرار گرفتند که نشان می دهد، مدل برای شبیه سازی مراحل فنولوژی رشد در شرایط اقلیمی شهرستان گرگان از دقت مناسبی برخوردار است. همچنین نتایج ارزیابی مدل در تاریخ های مختلف کاشت و تراکم های متفاوت نشان داد که دامنه حداقل و حداکثر عملکرد دانه شبیه سازی شده به ترتیب ۲۰/۲ و ۶۰/۶ تن و با میانگین ۹۲/۳ تن در هکتار و نزدیک دامنه حداقل و حداکثر عملکرد دانه مشاهده شده بین ۳۵/۲ و ۴۳/۷ تن و با میانگین ۲۴/۴ تن در هکتار بود که این تفاوت محدوده عملکرد می تواند متاثر از تاریخ های کاشت مختلف و تاخیر در زمان کاشت مناسب باشد. جذر میانگین مربعات خطا برابر ۷۰/۰ تن در هکتار، مقدار ضریب تبیین (R۲) برابر ۷۸/۰ درصد و شکل بین مقادیر عملکرد مشاهده شده و عملکرد شبیه سازی شده نشان می دهد که داده ها در محدوده خطای کمتر از ۱۵± درصد خط ۱:۱ قرار دارند، لذا مدل شبیه سازی مناسبی از شرایط گرگان برای عملکرد دانه داشت. بنابراین، می توان از مدل SSM-Sorghum در شبیه سازی مراحل فنولوژی در تاریخ های مختلف کاشت و تراکم های متفاوت در شرایط مطلوب آب و هوایی گرگان بهره برد.

کلیدواژه ها:

تراکم کاشت ، داده های هواشناسی ، ضریب تبیین ، عملکرد دانه