مدل ssm-icrop2
در نشریات گروه زراعت-
حبوبات پس از غلات دومین منبع غذایی در کشورهای در حال توسعه هستند و تقریبا یک چهارم نیاز پروتئین در این کشورها توسط حبوبات تامین می گردد. تولید عدس مانند گیاهان دیگر تحت تاثیر سه فاکتور مدیریت، ژنتیک و محیط می باشد. با بهینه سازی این عوامل می توان به تولید بیشتری دست پیدا کرد. بر این اساس، مطالعه حاضر به منظور شبیه سازی اثرات رقم، تاریخ کاشت و رطوبت اولیه خاک بر عملکرد دانه عدس در مناطق مختلف استان لرستان انجام شد. مناطق مورد بررسی شامل الیگودرز، نورآباد، خرم آباد و کوهدشت بودند. به منظور شبیه سازی رشد و نمو محصول عدس از مدل SSM-iCrop2استفاده شد. داده های مورد نیاز برای اجرای مدل شامل داده های اقلیمی، خاکی، مدیریتی و گیاهی بودند. تیمارهای مورد بررسی شامل چهار تاریخ کاشت (9 بهمن، 23 بهمن، 13 اسفند و 30 فرودین)، دو رقم (زودرس و دیررس) و چهار آب اولیه خاک (32، 36، 42 و 58 میلی متر) بودند. تعداد سال های شبیه سازی برابر با 41 سال (1399-1358) بود. برای به دست آمدن آب های اولیه خاک و تاریخ کاشت ها یک آزمایش اولیه شبیه سازی انجام شد. نتایج نشان داد که به طور میانگین در همه ی تیمارهای مورد بررسی، بالاترین عملکرد دانه با 388 کیلوگرم در هکتار در منطقه خرم آباد به علت طول فصل رشد بیشتر بدست آمد. همچنین اختلاف ایجاد شده توسط تیمارهای تاریخ کاشت از 124 کیلوگرم در هکتار در تاریخ کاشت 30 فروردین تا 364 کیلوگرم در هکتار در تاریخ کاشت 9 بهمن بود. دلیل بالا بودن عملکرد دانه در تاریخ کاشت 9 بهمن نسبت به تاریخ کاشت های دیگر بیشتر بودن بارندگی تجمعی در طول فصل رشد (3/149 میلی متر در مقابل 2/99 میلی متر) و پایین تر بودن میانگین دما در طول فصل رشد (9/22 درجه سانتی گراد در مقابل 9/23 درجه سانتی گراد) بود. به طور میانگین در همه ی مناطق، تاریخ کاشت ها و ارقام مورد بررسی بیشترین عملکرد دانه (263 کیلوگرم در هکتار) در آب اولیه خاک 58 میلی متر شبیه سازی شد. همچنین به طور میانگین در همه ی تاریخ کاشت ها، آب های اولیه خاک و مناطق، عملکرد دانه رقم زودرس (405 کیلوگرم در هکتار) به علت اجتناب از تنش خشکی آخر فصل بیشتر از رقم دیررس (63 کیلوگرم در هکتار) بود. با در نظر گرفتن برهمکنش های مختلف به طور میانگین در همه ی مناطق، بیشترین عملکرد دانه با 704 کیلوگرم در هکتار در برهمکنش رقم زودرس، تاریخ کاشت 9 بهمن و آب اولیه خاک 58 میلی متر شبیه سازی شد. به طور کلی نتایج مشخص کرد که عملکرد دانه عدس در بین تیمارها (تاریخ کاشت، رقم و آب اولیه خاک) و مناطق مختلف مورد بررسی در استان لرستان متفاوت بود. کشاورزان استان لرستان با استفاده از برهمکنش تاریخ کاشت زودهنگام (9 بهمن) × رقم زودرس (کیمیا) × آب اولیه خاک بالاتر (58 میلی متر) می توانند عملکرد دانه را افزایش دهند. باید ذکر شود که مطالعه حاضر تحت شرایط محدودیت آب انجام شده است و پیشنهاد می شود محققان در مطالعات آینده بر روی دیگر فاکتورهای محدودکننده و کاهنده متمرکز شوند.
کلید واژگان: شرایط دیم، طول دوره رشد، عملکرد دانه، مدل SSM-Icrop2Plant Production, Volume:47 Issue: 3, 2024, PP 475 -489IntroductionLegumes are the second food source after cereals, which provide almost a quarter of protein for developing countries. Lentil is recognized as one of important legumes due to its favourable characteristics. The lintile production, like to other crops has been influenced by three factors: management, genetics, and environment. Improving crop production can be achieved by optimizing these factors. Thus, paying attention to the above-mentioned factors can reduce the severe climatic effects on crop production. Among the above-mentioned factors, management strategies e.g., optimal sowing date and using the optimal cultivar are considered to improve crop production. Initial soil moisture, which can affect crop germination, establishment and ultimately growth and yield, is another important strategy. Accordingly, the current research was conducted in order to simulate the effects of cultivar, sowing date, and initial soil moisture on lentil grian yield in different locations of Lorestan province.
Materials and MethodsThe study locations were Aligudarz, Nurabad, KhorramAbad, and Kuhdasht. Simple Simulation Models-iCrop2 (SSM-iCrop2) was used to simulate the lentil growth and development. The data required to run model included climatic, soil, management, and crop data. Daily long-term climatic data including maximum and minimum temperature, rainfall, and radiation were collected from Iran Meteorological Organization. The soil data included soil depth, soil water content at wilting point, soil water content at field capacity, and saturation water content, which were obtained from different data collection in the Ministry of Agriculture and Agricultural, the Natural Resources Research and Education Centers, and soil laboratories at each location and Food and Agriculture Organization and Global yield Gap Atlas.The management data such as palnt density, tillage, rows distance, and sowing depth were obtained by local experts from the Ministry of Agriculture and Agricultural and the Natural Resources Research and Education Centers at each location. The crop data e.g., the specific genetic coefficients of each cultivar were obtained form Amiri and Deihimfard (2018). The study treatments consisted of four sowing dates (21 January, 12 February, 4 March, and 30 April), two cultivars (early-maturity and late-maturity) and four initial soil moisture (32, 36, 42, and 58 mm). The model was run for 41 years (1980-2020). Initial soil water contents and sowing dates were obtained from a preliminary simulation experiment.
Results and DiscussionAveraged across all treatments, the highest grain yield was obtained at KhorramAbad (388 kg ha-1) due to higher rainfall during the growing season. In addition, the grain yield difference among the sowing dates ranged from kg ha-1 on 30 April to 364 kg ha-1 on 21 January. The reason for the higher grain yield on 21 January sowing date was the higher cumulative rainfall season (149.3 mm vs. 99.2 mm) and the lower mean temperature (22.9 °C vs. 23.9 °C) during the growing season compared to other sowing dates. Across locations, sowing dates, and cultivars, the highest grain yield (263 kg ha-1) was simulated under initial soil moisture of 58 mm. Also, on average across sowing dates, initial soil moisture contents, and locations, the early-maturity cultivar simulated more grain yield than late-maturity cultivar (405 kg ha-1 vs. 63 kg ha-1) due to the avoidance of drought stress at the end of the growing season. Considering different interactions, on average across locations, the highest grain yield was simulated by 704 kg ha-1 in the combination of early-maturity cultivar, early sowing date (21 January), and initial soil moisture of 58 mm.
ConclusionIn general, the results indicated that the lentil grain yield varied among the various study treatments (sowing date, cultivar, and initial soil moisture) as well as different locations of Lorestan province. Lentil growers can increase the lentil production in Lorestan province and study locations by using the interaction of early planting date (21 January) ´ early-maturity cultivar (Kimia) ´ higher initial soil moisture (58 mm). It should be noted that the current research was conducted under water-limited condition and it is suggested that researchers focus on other limitimg and reducing factors in the future studies.
Keywords: Grain Yield, Length Of Growing Season, Rainfed Conditions, SSM-Icrop2 Model -
سابقه و هدف
گیاه کلزا (Brassica napus L.) با دارا بودن 40 الی 44 درصد روغن یکی از مهمترین دانه های روغنی خوراکی محسوب شده و پس از سویا و نخل روغنی، سومین گیاه روغنی یک ساله جهان است. تقاضای جهانی غذا با افزایش سریع جمعیت رو به افزایش است. این تقاضا تا سال 2050 باید به میزان 60 درصد افزایش یابد که می تواند یک چالش اساسی، به ویژه در زمینه تغییرات آب و هوایی باشد. فعالیت های بشر از زمان صنعتی شدن منجر به افزایش انتشار گازهای گلخانه ای شده است که انتظار می رود الگوهای بارندگی و دمای منطقه ای را تغییر دهد. مهمترین خصوصیت تغییر اقلیم جهانی، افزایش معنی دار دما و توزیع ناموزون بارش است که فاکتورهای محدود کننده ای برای توسعه پایدار هستند. هدف نهایی ارزیابی ریسک تغییر اقلیم، شناسایی استراتژی های سازگاری برای دستیابی به توسعه پایدار در یک منطقه خاص است. راهکارهای سازگاری بسته به سیستم کشاورزی، منطقه و سناریوهای تغییر اقلیمی متفاوت می باشد. هدف از این مطالعه، بررسی راهکار سازگاری افزایش مقاومت به خشکی در گیاه کلزا نسبت به اقلیم آینده در ایران می باشد.
مواد و روشتحقیق حاضر به منظور پیش بینی اثر تغییر اقلیم بر رشد و نمو کلزای دیم در کشور با استفاده از دو مدل گردش عمومی HadGEM2-ES و IPSL-CM5A-MR حاصل پروژه CMIP5 تحت دو سناریوی انتشار RCP4.5 و RCP8.5 گزارش ارزیابی پنجم IPCC در دوره آینده 2040 تا 2069 صورت گرفت. ریز مقیاس نمایی پارامترهای اقلیمی مولد آب و هوایی با ابزارهای تولید سناریوی اقلیمی در قالب پروژه AgMIP و در نرم افزار R انجام شد. پس از شبیه سازی اقلیم آینده و تولید پارامترهای مورد نیاز (دمای حداقل، دمای حداکثر، بارندگی و تشعشع خورشیدی)، شبیه سازی رشد و نمو کلزای دیم با استفاده از مدل SSM-iCrop2 تحت شرایط اقلیم فعلی و آینده انجام شد. همچنین با افزایش مقاومت به خشکی، نتایج شبیه سازی رشد و نمو کلزای دیم در شرایط اقلیمی آینده در ایران مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته هانتایج نشان داد میانگین دما در فصل کشت کلزا در دوره آینده به طور متوسط در هر دو مدل برای سناریوی انتشار RCP4.5 به میزان 3/2 درجه سانتی گراد و در سناریوی RCP8.5 به میزان 1/3 درجه سانتی گراد نسبت به شرایط فعلی افزایش خواهد یافت. همچنین نتایج نشان داد که پراکنش بارندگی در بین فصول رشد بین دو مدل مذکور متغیر خواهد بود. نتایج شبیه سازی در شرایط تغییر اقلیم در هر دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 نشان داد که با افزایش میانگین دما، طول فصل رشد در هر دو مدل مورد بررسی کاهش خواهد یافت، اما پیش بینی می شود میزان بهره وری آب در هر دو سناریوی انتشار افزایش یابد. پیش بینی می شود میانگین عملکرد کلزا در کشور در مناطق اصلی کشت آن، در سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب به میزان 5 و 8 درصد نسبت به شرایط فعلی افزایش پیدا یابد. با استفاده از راهکار سازگاری افزایش مقاومت به خشکی، پیش بینی می شود تحت هر دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب به میزان 8 و 9 درصد میانگین تغییرات عملکرد نسبت به آینده بدون راهکار سازگاری افزایش یابد.
نتیجه گیرینتایج این تحقیق نشان داد به طور میانگین، عملکرد در اکثر مناطق اصلی کشت کلزا در ایران در هر دو سناریوی انتشار افزایش می یابد. با استفاده از راهکار سازگاری افزایش مقاومت به خشکی در اقلیم آینده، پیش بینی می شود میانگین عملکرد نسبت به آینده بدون راهکارسازگاری افزایش یابد.
کلید واژگان: تغییراقلیم، شبیه سازی، عملکرد، مدل SSM-Icrop2، سازگاریBackground and objectivesThe canola plant (Brassica napus L.), containing 40 to 44 percent oil, is considered one of the most important edible oilseeds and is the third most significant annual oilseed crop in the world after soybean and oil palm. The global demand for food is rapidly increasing due to the growing population. This demand is expected to rise by 60 percent by the year 2050, which poses a significant challenge, especially in the context of climate change. Human activities since the industrialization era have led to an increase in greenhouse gas emissions, which are expected to alter regional rainfall patterns and temperatures. The most critical feature of global climate change is the significant increase in temperature and uneven distribution of precipitation, which are limiting factors for sustainable development. The ultimate goal of assessing climate change risks is to identify adaptation strategies to achieve sustainable development in a specific region. Adaptation strategies vary depending on agricultural systems, regions, and climate change scenarios. The aim of this study is to examine adaptation strategies to enhance drought resistance in rapeseed plants concerning future climate conditions in the country.
Materials and methodsThe present study aims to predict the impact of climate change on the growth and development of rainfed canola in Iran using two general circulation models, HadGEM2-ES and IPSL-CM5A-MR, derived from the CMIP5 project under two emission scenarios, RCP4.5 and RCP8.5, as reported in the fifth assessment report of the IPCC for the future period from 2040 to 2069. The downscaling of climatic parameters generating weather data was conducted using climate scenario generation tools within the AgMIP project and implemented in R software. After simulating the future climate and producing the necessary parameters (minimum temperature, maximum temperature, precipitation, and solar radiation), the growth and development simulation of rainfed canola was carried out using the SSM-iCrop2 model under current and future climate conditions. Additionally, the results of the growth and development simulation of rainfed canola under future climatic conditions in Iran were evaluated with increased drought resistance.
ResultsThe results indicated that the average temperature during the canola growing season in the future is expected to increase by an average of 2.3 degrees Celsius for the RCP4.5 emission scenario and by 3.1 degrees Celsius for the RCP8.5 scenario compared to current conditions. Additionally, the results showed that the distribution of precipitation among the growth seasons would vary between the two models. The simulation results under climate change for both RCP4.5 and RCP8.5 scenarios revealed that, with the increase in average temperature, the length of the growing season would decrease in both models studied. However, it is predicted that water productivity will increase under both emission scenarios. It is anticipated that the average yield of canola in the country in its main cultivation areas will increase by 5% and 8% under the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios, respectively, compared to current conditions. By implementing adaptation strategies to enhance drought resistance, it is expected that under both RCP4.5 and RCP8.5 scenarios, the average yield changes will increase by 8% and 9%, respectively, compared to a future without adaptation strategies.
ConclusionThe results of this study indicate that, on average, the yield in most of the main canola cultivation areas in the country is expected to increase under both emission scenarios. By implementing adaptation strategies to enhance drought resistance in the future climate, it is predicted that the average yield will increase compared to a future without adaptation strategies.
Keywords: Climate Change, Simulation, Yield, SSM-Icrop2 Model, Adaptation -
لوبیای معمولی (Phaseolus vulgaris L.) به دلیل ارزش غذایی بالا نقش موثری در تامین امنیت غذایی جامعه دارد. در ایران، تامین پروتئین عمدتا وابسته به فرآورده های گیاهی است و در این راستا هر اقدامی در جهت بهبود عملکرد و تولید محصولات زراعی غنی از پروتئین که در راس آن حبوبات قرار دارند، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. افزایش عملکرد از طریق بهینه سازی مدیریت تولید و حذف عوامل ایجاد کننده خلا عملکرد مناسب ترین راه برای افزایش تولید گیاهان زراعی و ارتقای امنیت غذایی به شمار می رود. بنابر این، برای تامین پایدار غذا برآورد دقیق عملکرد پتانسیل و خلا عملکرد و تولید محصولات زراعی ضروری است. بنابراین مطالعه حاضر با هدف برآورد میزان خلا عملکرد و تولید و بهره وری آب لوبیا در مناطق اقلیمی اصلی تولید آن در کشور بر اساس پروژه اطلس جهانی خلا عملکرد (GYGA) در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در سال 1395 انجام شد.به منظور برآورد خلا عملکرد و بهره وری آب لوبیا در ایران مطابق با دستورالعمل گیگا ابتدا داده های مربوط به عملکرد کشاورزان (Ya) و سطح زیر کشت و تولید لوبیا در کشور در بازه زمانی 15 ساله 1380 تا 1394 از وزارت جهاد کشاورزی ایران تهیه شد. سپس نقشه پراکنش لوبیا در کشور رسم شد. با روی هم گذاشتن نقشه پراکنش سطح زیر کشت لوبیا و نقشه پهنه بندی اقلیمی کشور، مناطق اقلیمی اصلی تولید لوبیا مشخص شدند. سپس متناسب با سطح هر پهنه اقلیمی، ایستگاه های هواشناسی مرجع انتخاب شدند. به منظور برآورد میزان عملکرد پتانسیل (Yp) و بهره وری آب لوبیا (Wp) بر اساس داده های هواشناسی و نوع خاک غالب و شیوه های مدیریتی در هر کدام از مناطق انتخاب شده از مدل شبیه سازی گیاه SSM-iCrop2 استفاده شد که به صورت محلی کالیبره و ارزیابی شده بود. خلا عملکرد از اختلاف عملکردهای پتانسیل و واقعی هر ایستگاه برآورد و با روش بزرگ مقیاس نمایی از ایستگاه به مناطق اقلیمی اصلی و سپس به کل کشور تعمیم داده شد. یافته ها نتایج مقایسه میانگین عملکرد واقعی لوبیا گزارش شده توسط وزارت کشاورزی با عملکرد واقعی محاسبه شده طبق پروتکل گیگا برای کشور با RMSE، CV و r به ترتیب برابر با 84 کیلوگرم در هکتار، 4 درصد و 96/0 نشان داد که با استفاده از این پروتکل می توان میانگین عملکرد پتانسیل لوبیا در کشور را با دقت بالایی برآورد نمود. میانگین عملکرد واقعی لوبیا در ایران طی سال های 1380 تا 1394 بین 6/1 و 3/2 تن در هکتار متغیر بود. همچنین، میانگین عملکرد واقعی در مناطق اقلیمی اصلی تولید این محصول برابر با 9/1 و در دامنه 1/1 (منطقه اقلیمی 4202 واقع در گرمی) تا 3/2 تن در هکتار (در منطقه اقلیمی 3003 واقع در آوج) قرار داشت. عملکرد پتانسیل لوبیا از 4/3 (در منطقه اقلیمی 4202 واقع در گرمی) تا 4/5 تن در هکتار (در منطقه اقلیمی 4103 واقع در همدان و بیجار) با میانگین 5/4 تن در هکتار تخمین زده شد. بر اساس این نتایج، در مناطق اقلیمی اصلی تولید لوبیا در ایران 8/1 تا 5/3 (به طور متوسط 6/2) تن در هکتار معادل 46 تا 67 (به طور متوسط 57 درصد) خلا عملکرد وجود دارد. میانگین پانسیل بهره وری آب برای تولید لوبیا در ایران 76/0 کیلوگرم بر متر مکعب برآورد شد.بر اساس نتایج این مطالعه در صورت حذف عوامل ایجاد کننده خلا عملکرد از طریق بهینه سازی مدیریت تولید و کشت لوبیا و رسانیدن عملکرد مزارع لوبیا به عملکرد قابل حصول (80 درصد عملکرد پتانسیل) یعنی افزایش عملکرد دانه از مقدار فعلی 9/1 به 6/3 تن در هکتار با همین سطح زیر کشت، تولید لوبیا در ایران از 223 هزار تن فعلی به 416 هزار تن خواهد رسید که معادل 46 درصد افزایش تولید است و گام مهمی در ارتقای امنیت غذایی تلقی می شود.
کلید واژگان: پروتکل گیگا، خلا تولید، عملکرد قابل حصول، مدل SSM-Icrop2Common bean (Phaseolus vulgaris L.) due to its high nutritional value has an effective role in ensuring food security of the community. In Iran, protein supply is mainly dependent on plant products, and any action to improve the yield and production of protein-rich crops, which are headed by legumes, is of particular importance. Increasing yields by optimizing production management and eliminating yield gaps is the most appropriate way to increase crop production and improve food security. Therefore, accurate estimation of potential yield and yield gap and crop production is essential for sustainable food supply. The present study aims to estimate the yield gap and production and water productivity of bean in its main climate zones in Iran based on the Global Yield Gaps Atlas (GYGA) project at the Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources was done in 2016. In order to estimate the beans yield gap and water productivity in Iran according to GYGA protocol, first the data related to farmers' yield (Ya) and bean harvested areas and production in the country in a period of 15 years from 2001 to 2015 from the Ministry of Agriculture of Iran was prepared. Then the distribution map of beans in the country was prepared. By combining the distribution map of the bean harvested areas and the climatic zoning map of the country, the main climatic zones (DCZs) of bean production were identified. Then, reference weather stations (RWSs) were selected according to the level of each climatic zone. In order to estimate the potential yield (Yp) and water productivity (Wp) based on weather data and major soil type and agronomic management meteorological in each of the selected areas, the SSM-iCrop2 simulation model was used, which was locally calibrated and evaluated. Finally, the bean yield gap (Yg) was calculated from the difference between the potential and actual yield of each RWSs was upscaled to DCZs and country-level. The results of comparing the average of beans actual yield reported by the Ministry of Agriculture of Iran with the actual yield calculated according to the GYGA protocol for the country with RMSE, CV and r values of 84 kg ha-1, 4% and 0.96 respectively, which indicated using This protocol can estimate the average yield of bean in the country with high accuracy. The average beans actual yield in Iran during the years 2001 to 2015 varied between 1.6 and 2.3 ton ha-1. Also, the average actual yield in the main climatic zones of production was 1.9 and between 1.1 (climatic zone 4202 in Germi) to 2.3 ton ha-1 (in climatic zone 3003 in Avaj). Bean potential yield was estimated from 3.4 (in climate zone 4202 in Germi) to 5.4 ton ha-1 (in climate zone 4103 in Hamedan and Bijar) with an average of 4.5 ton ha-1. Based on results, in the main climatic zones of bean production in Iran, there is a yield gap of 1.8 to 3.5 (average 2.6) ton ha-1, equivalent to 46 to 67% (average 57%). The average water productivity potential for bean in Iran was estimated to be 0.76 kg m-3. According to the results, if the factors causing the yield gap are eliminated by optimizing the management of bean production and cultivation and bringing the yield of bean fields to attainable yield (80% of potential yield), is increasing grain yield from the current value of 1.9 to 3.6 ton ha-1 with the same harvested areas, bean production in Iran will increase from the current 222,705 to 415,822 ton, which is equivalent to 46% increase in production and is considered an important step in improving food security.
Keywords: GYGA Protocol, Production Gap, Attainable Yield, SSM-Icrop2 Model -
یکی از چالشهای مهم مرتبط با کشاورزی و امنیت غذایی، تغییر اقلیم جهانی است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر تغییر اقلیم در آینده بر عملکرد و بهرهوری آب ذرت علوفهای (Zea mays L.) در ایران انجام شد. برای پیشبینی تغییر اقلیم در آینده (2050 میلادی) از دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 و از دادههای هواشناسی در سالهای 1394-1380 بهعنوان دوره مبنا استفاده شد. پتانسیل عملکرد با استفاده از مدل شبیهسازی گیاهی SSM-iCrop2 و براساس شیوه نامه گیگا برآورد شد و تغییرات اقلیمی برای هر سناریو در مدل شبیهسازی اعمال شد. نتایج نشان داد که تغییر اقلیم براساس هر دو سناریوی یادشده تاثیر قابل اعتنایی بر پتانسیل عملکرد ذرت علوفهای نسبت به شرایط فعلی نداشت و فقط موجب افزایشی معادل 9/0 و 4/1 درصد در دو سناریوی یادشده نسبت به شرایط فعلی (6/85 تن در هکتار) خواهد شد. این نتیجه را میتوان به چهارکربنه بودن این گیاه و در نتیجه عدم تاثیر افزایش CO2 بر رشد و عملکرد آن و هم چنین باقیماندن دما در دامنه دماهای بهینه در بیش تر مناطق اقلیمی اصلی تولید ذرت علوفهای در ایران نسبت داد. میزان بهرهوری آب نیز در هر دو سناریو به میزان 4/0 و 6/1 درصد نسبت به شرایط فعلی (4/10 کیلوگرم بر مترمکعب) افزایش مییابد که دلیل احتمالی آن افزایش غلظت CO2 و بستهترشدن روزنهها میباشد. هم چنین، به دلیل آن که تغییر چندانی در میزان آب مصرفی و تبخیر و تعرق مشاهده نشد میتوان افزایش بهرهوری آب در ذرت علوفهای را به افزایش پتانسیل عملکرد نسبت داد.
کلید واژگان: پروتکل گیگا، دما، شبیه سازی عملکرد، مدل SSM-icrop2، مناطق اقلیمیJournal of Crop Improvment, Volume:24 Issue: 4, 2023, PP 1247 -1263Global climate change is among the most important agricultural and food security challenges. This study tries to investigate the effect of climate change on potential yield and water productivity of forage maize (Zea mays L.) in Iran. Two scenarios of RCP4.5 and RCP8.5 are used to predict the future climate (2050s) and climate data of 2001-2015 have been used as the base period. Potential yield is estimated using SSM-iCrop2 model according to the GYGA protocol and the climate changes for both scenarios are applied in the model. The results show that the climate change will not have a considerable effect on forage maize yield compared to the current conditions (85.6 ton ha-1) and will only lead to an increase of 0.9% and 1.6% in on both scenarios, respectively. This may be attributed to maize being a C4 plant and thus non-effectiveness of CO2 increase on its growth. Also, the temperature will remain in optimum range for maize in most of the main regions for forage maize cultivation areas in Iran. Water productivity in both scenarios will increase by 0.4% and 1.6%, compared to current conditions (10.4 kg m-3), respectively, which may be due to increased CO2 concentration and more closure of stomata. Also, improved water productivity in forage maize may be attributed to increase yield potential due to the fact that no considerable changes are observed in terms of the required water, evapotranspiration and irrigation times.
Keywords: climate zones, GYGA protocol, SSM-icrop2 model, temperature, Yield simulation -
چغندرقند گیاهی صنعتی و استراتژیک از نقطه نظر تولید شکر در ایران می باشد که اطلاعات دقیقی در رابطه با پتانسیل عملکرد و خلا عملکرد آن در ایران در دسترس نیست. این مطالعه با هدف برآورد پتانسیل عملکرد چغندرقند با استفاده از پروتکل گیگا (GYGA) با توجه به شرایط فعلی برای اولین بار در ایران انجام شد. بر اساس این پروتکل مناطق زراعی و اقلیمی (CZ)، ایستگاه های هواشناسی مرجع (RWs) و بافرهای محدوده هر ایستگاه هواشناسی در هر منطقه اقلیمی، نوع بافت خاک در محدوده بافرها تعیین و برای ارزیابی پتانسیل عملکرد و خلا عملکرد و تولید از مدل SSM-iCrop2 استفاده شد. در نهایت 28 ایستگاه هواشناسی در 13 منطقه اقلیمی برای چغندرقند انتخاب شد که این 13 اقلیم 92/7 درصد از کل اراضی کشت چغندرقند را در بر می گیرد. نتایج حاصل از مدلسازی میزان تولید پتانسیل و خلا محاسبه شده از آن را به ترتیب 11/39 و 6/23 مگاتن برآورد کرد. عملکرد واقعی (Ya) و عملکرد پتانسیل (Yp) چغندرقند به ترتیب 46/66 و 102/99 تن در هکتار و در نتیجه خلا عملکرد (Yg) چغندرقند در ایران با 56/32 تن در هکتار با عملکرد نسبی *100) (Ya/Yp) RY= 45 درصد برآورد شد. این موضوع بیانگر این است که با شیوه های مدیریت فعلی تنها کمتر از نیمی از پتانسیل عملکرد تولید می شود .
کلید واژگان: پروتکل گیگا، مدل SSM-iCrop2، امنیت غذایی، اقلیمSugar beet is an industrial and strategic crop regarding sugar production in Iran, however, accurate information on its yield potential (Yp) and yield gap (Yg) is limited. The aim of this study was to estimate the yield potential of sugar beet using GYGA protocol according to the current conditions for the first time in Iran. Based on this protocol, agro-climatic zones (CZ), reference weather stations (RWs) and buffers within each meteorological station in each climatic zone as well as the type of soil texture in the buffer range were determined and yield potential, yield gap and production were evaluated using SSM-iCrop2 model. Finally, 28 weather stations were selected for sugar beet in 13 climatic zones which cover 92.7% of total sugar beet cultivation areas. The modeling results estimated the yield potential and yield gap to be 11.39 and 6.23 M t, respectively. Actual yield and the yield potential were 46.663 and 102.986 tha-1, respectively resulting in yield gap of 56.323 t ha-1 for sugar beet production in Iran with a relative yield (RY) of 45%. This indicates that current management practices produce only less than half of the performance potential.
Keywords: GYGA protocol, SSM-iCrop2 model, Food security, Climate -
تحلیل خلا عملکرد یک تخمین کمی از امکان افزایش در ظرفیت غذا برای یک ناحیه مشخص را فراهم می آورد که یک جزء مهم در طراحی راهبردهای تامین غذا در مقیاس منطقه ای، ملی و در سطح جهانی است. در این راستا پژوهشی به منظور میزان و چگونگی پراکنش خلا عملکرد محصول نخود و عدس در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در سال 1395-1397 انجام گرفت. در این مطالعه با استفاده از مدل SSM-iCrop2 عملکرد پتانسیل در مناطق تولیدکننده نخود و عدس در ایران شبیه سازی شد. برای این منظور از پروتکل پروژه اطلس خلا عملکرد، موسوم به پروتکل GYGA، در جهت شناسایی پهنه های اقلیمی و هم چنین شناسایی ایستگاه های هواشناسی مهم واقع در مناطق تولید نخود و عدس دیم در کشور استفاده شد. پس از شناسایی ایستگاه های مهم، پتانسیل عملکرد برای محدوده ایستگاه ها شبیه سازی شد و سپس نتایج منطقه ای براساس پروتکل GYGA به کل کشور تعمیم داده شد. برای نخود دیم در کشور، مقادیر عملکرد واقعی، پتانسیل و خلا عملکرد به ترتیب 43/0، 04/1 و 61/0 تن در هکتار به دست آمد. در مورد عدس دیم در کشور نیز، مقادیر عملکرد واقعی، پتانسیل و خلا عملکرد به ترتیب 43/0، 10/1 و 67/0 تن در هکتار به دست آمد. از این اطلاعات می توان جهت مدیریت بهتر در مناطق کم بازده و پربازده در کشور برای این دو محصول بهره برد.کلید واژگان: پروتکل GYGA، پهنه بندی اقلیمی - زراعی، تبخیر و تعرق، عملکرد پتانسیل، مدل SSM-icrop2Yield gap analysis is a quantitative estimate of possible increase of the capacity to provide food for a specified area. It is an important component for designing strategies to supply food on a scale of regional, national, and global level. In this regard a study has been conducted to determine the extent and function of chickpea and lentil crop vacancy distribution at Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources during 2016-2018. Using SSM-iCrop2 model, the study simulates potential yield in chickpea and lentil producing regions in Iran. For this purpose, it employs the protocol of Atlas Gap Project, called GYGA protocol, to identify climatic zones and identify important meteorological stations, located in chickpea and lentil production areas in the country. After identifying the important stations, the performance potential for the station range is simulated and then the regional results are generalized to the whole country, based on the GYGA protocol. For dryland chickpeas in the country, the values of actual and potential yield as well as yield gap have been 0.43, 1.04, and 0.61 tons per hectare, respectively. In case of rainfed lentils in the country, the values of actual yield and potential along with yield gap have been 0.43, 1.10, and 0.67 tons per hectare, respectively. The present study can be used for better management in low-yield and high-yield areas of the country for these two products.Keywords: Climatic-agro-zoning, Evaporation, GYGA protocol, potential yield, SSM-icrop2 model, Yield Gap
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.