مدلسازی پاسخ گرده افشانی به دما و دوره نوری در ارقام مختلف کینوا

چکیدهسابقه و هدف: کینوا یکی از محصولات غذایی با ارزش، سالم و مفید است که به تامین امنیت غذایی در سراسر جهان کمک می کند. پیش بینی دقیق فنولوژی برای درک پتانسیل رشد و عملکرد یک گونه گیاهی ضروری است. مهمترین مطالعه مورد نیاز برای این منظور، کمی کردن و تخمین دماهای کاردینال و پارامترهای مربوط به طول روز برای مرحله گرده افشانی در درک رشد و عملکرد گیاهان است. با توجه به این که، اطلاعات کمی در مورد فنولوژی کینوا نادر است، چنین اطلاعاتی برای واکنش گرده افشانی به دما و طول روز می تواند در درک رشد و عملکرد این گیاه مفید واقع شود. هدف تحقیق حاضر: (۱) توسعه یک مدل چندگانه برای پیش بینی گرده افشانی کینوا و (۲) تعیین دمای کاردینال و پارامترهای طول روز برای گرده افشانی می باشد.مواد و روش ها: آزمایش مزرعه ای با ۱۲ تاریخ کاشت در طی سال های ۱۳۹۸ تا ۱۴۰۰ بر روی سه رقم کینوا (Q۱۲، Titicaca وGiz۱) در شهرستان گلوگاه انجام شد. به منظور ثبت زمان شروع گرده افشانی در هر تاریخ کاشت، در هر کرت فرعی ۱۰ بوته به طور تصادفی انتخاب و علامت گذاری شدند. روز تا رسیدن به مرحله شروع گرده افشانی در زمانی که حداقل ۵۰ درصد از بوته ها به مرحله گرده افشانی رسیدند ثبت شد. برای کمی کردن مرحله گرده افشانی در برابر دما و طول روز از یک مدل چندگانه شامل توابع ترکیبی دما و طول روز استفاده شد. تابع دمایی به صورت دوتکه ای و تابع طول روز به صورت نمایی استفاده شد. مدل با رویه Proc nlin در نرم افزار SAS اجرا شد. برای ارزیابی دقت مدل از معیارهای RMSD، R۲، مقایسه ضرایب خط ۱:۱ با ضرایب a و b رگرسیون خطی بین مقادیر پیش بینی شده و مشاهده شده و نیز ضریب همبستگی بین آن ها استفاده شد.یافته ها: نتایج نشان داد مقدار RMSD در ارقام مختلف بین ۶/۱ تا ۹/۶ روز متغیر بود که هرچه مقدار آن کمتر باشد نشان دهنده کارایی بالاتر مدل است. مقدار ضریب تبیین (R۲) جهت توصیف رابطه سرعت گرده افشانی با دما و طول روز در سه رقم کینوا بالای ۹۷/۰ برآورد شد. ضریب R۲ بالا نشان دهنده مناسب بودن مدل برای توصیف رابطه بین سرعت گرده افشانی با دما و طول روز است. مدل دمای پایه ارقام مختلف را بین ۶/۱ تا ۲/۴ درجه سانتی گراد برآورد کرد، اما از لحاظ آماری بین دمای پایه این سه رقم اختلاف معنی داری مشاهده نشد. دمای مطلوب برآورد شده بین ارقام مختلف ۱/۲۲ تا ۹/۲۷ درجه سانتی گراد برآورد شد. بررسی بیشتر با استفاده از خطای معیار برآورد دمای مطلوب نشان داد از لحاظ دمای پایه بین ارقام اختلاف معنی دار وجود دارد به طوری که رقم Q۱۲ بالاترین مقدار دمای مطلوب را به خود اختصاص داد. ضریب حساسیت به طول روز در رقم Q۱۲، Titicaca وGiz۱ به ترتیب ۰۲۵/۰، ۰۶۵/۰ و ۰۹۶/۰ ساعت در روز برآورد شد. از لحاظ آماری بین ارقام مورد بررسی از لحاظ حساسیت به طول روز اختلاف معنی داری مشاهده شد. روز بیولوژیک (کمترین تعداد روز تا گرده افشانی در شرایط مطلوب دما و طول روز) برآورد شده از طریق مدل مورد استفاده برای ارقام Q۱۲، Titicaca وGiz۱ به ترتیب ۷/۳۱، ۱/۳۲ و ۱/۳۶ روز برآورد شد. نتیجه گیری: نتایج نشان داد که مدل دوتکه ای-نمایی با توجه به مقدار پایین RMSD (کمتر از ۹/۶ روز) و مقادیر بالای R۲ (بالای ۹۷/۰) و r (بالای ۹۵/۰) در ارقام مختلف توانسته به خوبی رابطه بین گرده افشانی با دما و طول روز را توصیف کند. این مدل می تواند برای بهینه سازی تصمیمات مدیریتی، تنظیم پاسخ های فنولوژیکی در برابر شرایط محیطی متنوع و پیش بینی واکنش های فنولوژیکی به تغییر دما و طول روز در آینده استفاده شود. کلمات کلیدی: تابع دمایی، روز بیولوژیک، دمای مطلوب، فنولوژی

کلیدواژه ها:

تابع دمایی ، روز بیولوژیک ، دمای مطلوب ، فنولوژی