شبیه سازی عملکرد و برخی خصوصیات فیزیولوژیکی گیاه ذرت در مدیریت مختلف کود نیتروژن با استفاده از مدل CERES-Maize (ارزیابی مدل)

گسترش سریع سیستم های اطلاعاتی مبتنی بر کامپیوتر بعد جدیدی در علوم کشاورزی فراهم آورده است. مدل شبیه سازی گیاهی، نمایش ریاضی فرایندهای مختلف فیزیولوژیک رشد و نمو گیاهان است. با توجه به قابلیت شبیه سازی فرایندهای مختلف گیاهان زراعی، مدل های شبیه سازی در مطالعات بسیاری که هدف از انجام آن ها آنالیز کمی اثر پارامترهای مختلف محیطی و مدیریتی بوده است بکار برده شده اند. ازآنجایی که اطلاعات محدودی در زمینه توانمندی مدل CERES - Maize در شبیه سازی خصوصیات ذرت تحت تیمارهای مختلف مدیریت نیتروژن در منطقه مازندران موجود است، این مطالعه به منظور واسنجی مدل CERES - Maize در شبیه سازی عملکرد و خصوصیات فیزیولوژیکی این گیاه به دو شکل گرافیکی و آماری در شهرستان قایم شهر صورت پذیرفت.

به منظور بررسی شبیه سازی برخی ویژگی های فیزیولوژیکی گیاه ذرت با استفاده از مدلCERES - Maize در شرایط مختلف مصرف نیتروژن، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی مازندران، ایستگاه قراخیل طی سال های 1397 و 1398 به صورت بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار اجرا شد. 10 تیمار به کاربرده شده در این تحقیق شامل: N1: عدم مصرف کود (شاهد)، N2: مصرف 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار پیش از کاشت، N3: مصرف 120 کیلوگرم نیتروژن در هکتار پیش از کاشت، N4: مصرف 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار پیش از کاشت، N5: مصرف 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در دو مرحله (50% پیش از کاشت + 50 درصد در مرحله R1)، N6: مصرف 120 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در دو مرحله (50% پیش از کاشت + 50 درصد در مرحله R1)، N7: مصرف 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در دو مرحله (50% پیش از کاشت + 50 درصد در مرحله R1)، N8: 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در 3 مرحله (یک سوم پیش از کاشت + یک سوم در مرحله R1 + یک سوم در مرحله R3)، N9: 120 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در 3 مرحله (یک سوم پیش از کاشت + یک سوم در مرحله R1 + یک سوم در مرحله R3) N10: 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در 3 مرحله (یک سوم پیش از کاشت + یک سوم در مرحله R1 + یک سوم در مرحله R3) بود.

نتایج نشان داد که مدل توانست عملکرد، بیوماس روز برداشت و میزان نیتروژن کل اندام هوایی را با دقت قابل قبولی شبیه سازی کند. همچنین نتایج نشان داد که مدل صفت شاخص سطح برگ را به خوبی دیگر صفات شبیه سازی نمی کند. نتایج حاصل از تجزیه رگرسیون خطی بین مقادیر شاخص سطح برگ شبیه سازی و اندازه گیری شده نشان داد که ضریب R2 به ترتیب برای داده های واسنجی و اعتبارسنجی مدل برابر با 69/0 و 57/0 بود. ضریب تبیین برای داده های عملکرد در واسنجی برابر 79/0 و برای اعتبارسنجی مدل برابر 81/0 بود. نتایج در ارتباط با داده های دوساله نشان داد که مقادیر شبیه سازی شده نیتروژن در سطح احتمال 95/0 اختلاف معنی داری با مقدار اندازه گیری شده ندارند. تجزیه رگرسیون خطی بین نیتروژن اندام هوایی شبیه سازی و اندازه گیری شده با ضریب تبیین 87/0 طبق داده های دوساله که نشان دهنده مناسب بودن مدل در شبیه سازی نیتروژن کل اندام هوایی بود.

بیشترین عملکرد در این تحقیق در سال های 1397 و 1398 در تیمار مصرف 120 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به صورت مصرف 50 درصد پایه + 50 درصد در مرحله R1 حاصل گردید. با توجه به نتایج به دست آمده، مدل CERES - Maize می تواند به عنوان یک مدل شبیه سازی مطلوب برای انتخاب مناسب ترین استراتژی برای بهبود عملکرد ذرت در مدیریت مختلف کود نیتروژن استفاده شود. همچنین می توان در تفسیر داده های اقلیمی برحسب تولید بالقوه، محدودیت ها و کاهش آزمایش های درازمدت مزرعه ای در منطقه شمال کشور جهت حصول نتایج قابل تعمیم از این مدل استفاده کرد.