شبيه‌سازي رشد، عملكرد، نيتروژن دانه و كارايي مصرف آب ارقام ذرت دانه‌اي با استفاده از مدل CERES-Maize

Simulation of Growth, Yield, Grain Nitrogen and Water Use Efficiency of Maize Hybrids by CERES-Maize Model

در اين پژوهش، مدل CERES-Maize براي ارقام هيبريد ذرت در شرايط اقليمي گناباد مورد واسنجي، اعتبارسنجي و ارزيابي قرار گرفت. بدين منظور آزمايشي به‌صورت كرت‌هاي دوبار خرد شده و در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي انجام گرفت. عامل اصلي شامل سه رژيم آبياري (آبياري مطلوب، تنش ملايم و تنش شديد)، عامل فرعي در چهار سطح كود نيتروژن (صفر، 120، 180 و 240 كيلوگرم نيتروژن در هكتار) و عامل فرعي فرعي متشكل از سه رقم هيبريد ذرت (DC 370، ZP 677 وSC 704) بود. مدل CERES-Maize با دقت بالايي حداكثر شاخص سطح برگ ارقام هيبريد ذرت دانه‌اي را شبيه‌سازي كرد، هرچند مقادير پيش‌بيني شده در اغلب حالات كمتر از مقادير واقعي بود. علاوه بر اين، مدل به‌طور قابل قبولي عملكرد دانه و عملكرد زيست‌توده را براي سه رقم هيبريد مذكور پيش‌بيني كرد. روند تغييرات نيتروژن دانه ارقام هيبريد ذرت در رژيم‌هاي مختلف آبي و كودي توسط مدل، بسيار خوب شبيه‌سازي شد. البته مقادير به‌دست آمده از مدل در اغلب تيمارها كمتر از مقادير به‌دست آمده از آزمايش مزرعه‌اي بود. مدل به‌خوبي افزايش كارايي مصرف آب را در نتيجه كاهش فراهمي آب و افزايش كاربرد كود نيتروژن شبيه‌سازي كرد. با اين حال؛ دقت مدل براي پيش بيني كارايي مصرف آب ذرت با افزايش سطح تنش خشكي به مقدار كمي كاهش يافته و اختلاف بين دو سري داده بيشتر شد. با توجه به نتايج اين پژوهش، مدل CERES-Maize را مي‌توان براي گرفتن تصميمات مديريتي در زراعت ذرت براي مناطق اقليمي مشابه با محل اين آزمايش توصيه كرد.

In this research, CERES-Maize crop model was calibrated, validated and evaluated for different maize hybrids under climatic conditions of Gonabad, east of Iran. For this purpose, an experiment was carried out based on a split-split plot randomized complete blocks design. Main factor consisted of three irrigation regimes (optimum irrigation, moderate drought stress, and severe drought stress), subplot factor included of four levels of nitrogen fertilizer (0, 120, 180, and 240 kg/ha) and sub-subplot factor consisted of three maize varieties (DC 370, ZP 677, and SC 704). CERES-Maize model simulated maximum leaf area index of maize varieties with high precision. However, in most of situations predicted values underestimated as compared with actual values. In addition, the model predicted kernel yield and biological yield of three mentioned maize varieties, reasonably. Variations of kernel nitrogen yield of maize varieties under different water and nitrogen regimes were simulated very well by the model. Although, in most of treatments model data values were lower than measured data from field experiment. Model simulated the increases of water use efficiency due to decrease of water supply and increase of nitrogen application, reasonably. Yet, the model accuracy for prediction of water use efficiency of maize with increase of drought stress level was slightly decreased and deviation of the two data sets was increased. According to the results of this research, the CERES-Maize model could be suggested for decision making in maize production for climatic regions similar to location of this experiment.