آمار
| تعداد نشریات | 14 |
| تعداد شماره‌ها | 688 |
| تعداد مقالات | 7,127 |
| تعداد مشاهده مقاله | 11,301,504 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 10,261,529 |
ارزیابی قابلیت مدل CERES-Maize در برآورد عملکرد ذرت در سطوح مختلف آب و نیتروژن | ||
| مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 14 مهر 1405 | ||
| نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2026.23723.3809 | ||
| نویسندگان | ||
| مریم کاظمی زاده1؛ وحید ورشاویان2؛ عبدالرحیم هوشمند* 3؛ عبدعلی ناصری4؛ موسی مسکرباشی5؛ منا گلابی6 | ||
| 1دانش آموخته دکتری مهندسی آبیاری و زهکشی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران | ||
| 2استادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران | ||
| 3استاد گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران. | ||
| 4استاد گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران | ||
| 5استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران | ||
| 6دانشیار گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: با افزایش رشد جمعیت و محدودیت گسترش اراضی کشاورزی بایستی به‌دنبال راهی به‌منظور افزایش بهره‌وری کشاورزی بود. امروزه نیاز به سیستم کشاورزی پایداری که در آن از منابع زیست‌محیطی به‌طور کامل استفاده شود و به‌طور هم‌زمان هیچ آسیبی به محیط زیست وارد نسازد، بسیار ضروری به‌نظر می‌رسد. در سال‌های اخیر به جنبه‌های کیفی خاک و افزایش تولید گیاهان زراعی با استفاده از بقایای گیاهی، کودهای آلی و سبز به‌عنوان منابع تأمین کننده مواد آلی خاک و عناصر غذایی گیاهان توجه بسیاری شده است. پس جایگزینی یا ترکیب کردن سیستم‌هایی مناسب از منابع آلی با کودهای شیمیایی به‌منظور کاهش مصرف نهاده‌های شیمیایی و تحقق اهداف کشاورزی پایدار می‌تواند به‌عنوان راهکاری مناسب مطرح باشد. علاوه بر این انجام آزمایش‌های مزرعه‌ای زمان‌بر و پرهزینه است، مدل‌های شبیه‌سازی گیاهی برای ارزیابی راهبردهای مختلف مدیریت زراعی در راستای بهینه‌سازی استفاده از منابع موجود، گزینه‌های مناسبی هستند.مدل DSSAT ابزاری جامع برای شبیه‌سازی و تصمیم‌گیری در مدیریت محصولات کشاورزی است که با ترکیب داده‌های اقلیمی، خاکی، ژنتیکی و مدیریتی به پژوهشگران و مدیران کمک می‌کند تا اثربخشی و پایداری سیستم‌های تولید کشاورزی را ارزیابی و بهبود دهند. در این مطالعه علاوه بر ارزیابی قابلیت مدل CERES-Maize در شبیه‌سازی عملکرد محصول و مراحل رشد و نمو، به مدیریت مصرف بهینه‌ی آب و نیتروژن در کنار کاربرد بیوچار و هیدروچار در کشت ذرت پرداخته و با تخمین مقادیر تلفات و جذب نیتروژن توسط مدل، آبشویی نیتروژن و مقدار زه-آب خروجی نیز برآورد شده است. مواد و روش‌ها: به‌منظور واسنجی و ارزیابی مدل CERES-Maize در شبیه‌سازی تولید ارقام ذرت SC-704 و SC-611 تحت دو نظام کشت بهاره و تابستانه در شرایط اقلیمی اهواز، آزمایش‌های صحرایی در لایسیمتر به‌صورت طرح آزمایشی فاکتوریل و در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. برای جمع‌آوری و ایجاد پایگاه داده‌ی مورد نیاز مدل، آزمایش‌های مزرعه‌ای شامل اندازه‌گیری وزن ماده خشک در هر مرحله، ازت کل زیست‌توده، عملکرد دانه، میزان زه‌آب خروجی، نیتروژن کل زه‌آب و سطح برگ انجام شد. در این تحقیق علاوه بر کود اوره تأثیر بیوچار و هیدروچار حاصل از باگاس نیشکر نیز بر رشد و نمو، عملکرد دانه، میزان زه‌آب خروجی و آبشویی نیتروژن بررسی شد. جهت کمی‌کردن واکنش گیاه و محاسبه کارآیی مصرف آب و کود، دو سطح آبیاری کامل (I1) و کم‌آبیاری به اندازه 30 درصد (I2) به-عنوان عامل اول و دو سطح نیتروژن 200 (N1) و 160 (N2) کیلوگرم در هکتار به‌عنوان عامل دوم در نظر گرفته شد. از شاخص‌های جذر میانگین مربعات خطا نرمال‌شده (NRMSE)، شاخص توافق ویلموت (d)، ضریب تبیین (R2) و میانگین خطای مطلق (MAE) برای ارزیابی کارآیی مدل در شبیه‌سازی داده‌های مورد نظر و مقایسه آن‌ها با داده‌های اندازه‌گیری‌شده استفاده شد. یافته‌ها: براساس نتایج حاصل از تیمارهای شاهد (شرایط بهینه و بدون اعمال تنش) با کاربرد هر سه منبع نیتروژن (اوره، بیوچار و هیدروچار)، ضرایب ژنتیکی برای هر دو رقم 611 و 704 سینگل‌کراس در منطقه اهواز مشخص شد. نتایج واسنجی مدل برای کاربرد هریک از این منابع نشان داد، مدل قادر است با حداقل اختلاف، ویژگی‌های رشد و نمو را برای ارقام ذرت در شرایط اقلیمی اهواز شبیه‌سازی کند که بیانگر دقت بالای ضرایب ژنتیکی محاسبه‌شده بود. مراحل شبیه‌سازی برای سایر تیمارهای آزمایش (به‌جز تیمارهای استفاده‌شده در مرحله واسنجی) برای هر سه منبع نیتروژن در هر دو فصل کشت مجددا انجام و با نتایج مشاهدات حاصل از آزمایش‌های مزرعه‌ای به‌منظور اعتبارسنجی مدل مقایسه شد. از اطلاعات عملکرد دانه، حداکثر شاخص سطح برگ، وزن کل زیست‌توده، ازت کل زیست‌توده، زه‌آب خروجی و نیتروژن کل زه‌آب که از سایر تیمارهای آزمایش استخراج شده بود؛ برای تعیین اعتبار مدل استفاده شد. نتایج اعتبارسنجی مدل نشان داد که مدل از توانایی بالایی برای پیش‌بینی وزن ماده خشک، ازت زیست‌توده، عملکرد دانه و همچنین حداکثر شاخص سطح برگ برخوردار می-باشد. گرچه مدل روند تغییرات زه‌آب خروجی را در تیمارهای مختلف آب و نیتروژن به‌درستی شبیه‌سازی کرد؛ اما مدل در پیش‌بینی زه‌آب خروجی ضعیف عمل کرد. هم در شرایط مزرعه و هم در شرایط شبیه‌سازی با کاربرد بیوچار و هیدروچار به‌جای کود اوره عملکرد دانه افزایش اما شاخص سطح برگ، وزن خشک کل و زه‌آب خروجی کاهش یافت. نتایج برازش رگرسیون خطی بین داده‌های مشاهده‌شده و شبیه‌سازی‌شده و مقایسه آن با خط 1:1 نیز نشان داد که با کاربرد منابع مختلف نیتروژن در هر دو فصل کشت، مدل می‌تواند تا بیش از 90 درصد از تغییرات عملکرد دانه، آبشویی نیتروژن و حداکثر شاخص سطح برگ مشاهده‌شده را پیش‌بینی کند. در شرایط مطلوب و بدون تنش با ترکیب بیوچار و هیدروچار با کود اوره (I1B1 و I1H1)، زه‌آب خروجی در کشت بهاره و تابستانه به‌طور معنی‌داری کاهش یافت. این کاهش در مقایسه با کاربرد اوره به‌تنهایی (I1N1)، در کشت بهاره به‌ترتیب 7/15 و 1/13 درصد و در کشت تابستانه به‌ترتیب 4/17 و 4/14 درصد بود. درکشت بهاره و تابستانه با کاربرد هر سه منبع اوره، بیوچار و هیدروچار، MAE برای آبشویی نیتروژن به‌ترتیب بین kgNha-1 73/1-53/0 و 43/2-31/0 می‌باشد. میزان آبشویی نیتروژن تابعی از میزان زه‌آب خروجی است و فقط حرکت نیترات و اوره در شبیه‌سازی آبشویی نیتروژن از لایه‌های خاک توسط مدل در نظر گرفته می‌شود. به‌طور کلی در تیمارهای آزمایش در هر دو فصل کشت مدل مقادیر آبشویی نیتروژن را اندکی بیش‌تر از مقادیر اندازه‌گیری‌شده، شبیه‌سازی می‌کند. نتیجه‌گیری: مدلCERES-Maize توانست ویژگی‌های رشد و نمو ارقام ذرت کشت‌شده در منطقه اهواز را با دقت نسبتاً بالا و با حداقل خطا پیش‌بینی کند. با این حال، نتایج نشان داد که دقت مدل در برآورد میزان زه‌آب خروجی در هر دو فصل کشت بهاره و تابستانه محدود است و نیازمند بازبینی یا اصلاح پارامترهای مرتبط با مدیریت آب و خاک است. با وجود این محدودیت، مدل CERES-Maize می‌تواند به‌عنوان ابزاری مؤثر و قابل اعتماد برای حمایت از تصمیم‌گیری‌های مدیریتی و برنامه‌ریزی زراعی در شرایط اقلیمی اهواز مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از این مدل می‌تواند زمان و هزینه‌های مرتبط با مطالعات میدانی را به طور قابل توجهی کاهش دهد و به کشاورزان و برنامه‌ریزان زراعی امکان دهد تا با تکیه بر شبیه‌سازی‌های مدل، استراتژی‌های بهینه کشت، آبیاری و مدیریت خاک را تدوین کنند. بنابراین، با وجود نیاز به بهبود دقت در برآورد زه‌آب، این مدل پتانسیل بالایی برای افزایش کارآیی و اثربخشی برنامه‌ریزی زراعی در شرایط منطقه‌ای دارد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آبشویی نیتروژن؛ بیوچار؛ هیدروچار؛ واسنجی مدل؛ DSSAT | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 0 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب