شبيه‌سازي عملكرد ذرت تحت سطوح مختلف نيتروژن با استفاده از مدل DSSAT

Simulation of Maize Yield with Different Levels of Nitrogen by Using DSSAT Model

مدل DSSAT مي­تواند رشد، نمو و عملكرد گياه را كه در يك سطح يكنواخت كشت شده باشد تحت شرايط مديريت‌هاي مشخص مشتمل بر تغييرات در ميزان آب خاك، كربن خاك، نيتروژن خاك و آب­شويي نيتروژن شبيه­ سازي كند. اين مطالعه به­ منظور بررسي اثرات نيتروژن بر عملكرد و اجزاي عملكرد ذرت رقم 704 با مدل، و كاليبراسيون مدل CERES-Maize تحت 4 سطح كود نيتروژن N1: 25% كمتر از توصيه شده (150 كيلوگرم در هكتار)، N2: توصيه شده (200 كيلوگرم در هكتار)، N3: 50% كمتر از توصيه شده (260 كيلوگرم در هكتار) و N4: 50% بيشتر از توصيه شده (310 كيلوگرم در هكتار)، آزمايشي در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي در سه تكرار در سال زراعي 1392 در مزرعه تحقيقاتي دانشكده كشاورزي دانشگاه آزاد اسلامي واحد كرج اجرا شد. مقايسه مقادير اندازه‌گيري شده و شبيه‌سازي شده مدل در صفات عملكرد بلال، بيوماس، شاخص سطح برگ و ماده خشك ساقه، صورت گرفت. نتايج حاصل از شبيه‌سازي بيوماس نشان داد كه، در هر چهار سطح كودي RMSE به ­ترتيب در محدوده 2496/48، 2159/24، ،2159/24 و 3289/43 كيلوگرم در هكتار به­ دست آمدند. در عملكرد بلال بالاترين ميزان ضريب تبيين 0/98=R2 مربوط به N4: 50% بيشتر از توصيه شده بود. در حقيقت اين تيمار توسط مدل از بالاترين دقت جهت پيش­بيني عملكرد بلال برخوردار بود. براي شاخص سطح برگ نيز، دامنه تغييرات ضريب d كه در محدوده بين 0/94- 0/77 است، نشان­ دهنده آن است كه مدل در پيش­بيني روند تغييرات شاخص سطح برگ موفق بوده است. بنابراين، مدل توانايي مناسبي در شبيه‌سازي فرايندهاي رشد و نمو و عملكرد ذرت در 4 سطح نيتروژن داشته است. لذا مي‌توان بعد از واسنجي و بررسي صحت كاركرد مدل، آن را براي اهداف پژوهشي مورد نظر در شرايط اقليمي منطقه كرج به‌ كار برد.

Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT) model is able to simulate plant growth, development, and yield that are grown on a uniform surface under simulated management conditions, including changes in soil water, soil carbon, soil nitrogen contents and nitrogen leaching. This study was aimed to investigate the effects of nitrogen on yield and yield components of maize variety SC704 by using this model, and to calibrate CERES-Maize model under 4 levels of nitrogen fertilizer: N1: 25% less than the recommended level, N2: recommended level (200 kg/ha), N3: 50% less than recommended level (260 kg/ha), and N4: 50% more than the recommended level (310 kg/ha). To evaluate the applicability of this model an experiment based on randomized complete block design with three replications was conducted during 2013 at the Research Field of Agriculture Faculty of Islamic Azad University – Karaj Branch. The measured traits, and their simulated values for ear and biomass yields, leaf area index (LAI) and stem dry matter content were compared. The results of the biomass simulation showed that Root Mean Square Error (RMSE) of the four fertilizer levels ranged 2496.48, 2159.24, 2302.43, and 3289.19 kg/ha respectively. For the ear yield, the highest coefficient of determination (R2 = 0.98) was obtained by N4. In fact, this treatment provided highest accuracy for predicting the yield of maize by the model. For leaf area index, the Willmott Agreement Index (d) varied between 0.77-0.94. This indicates that the model has successfully predicted the variation of leaf area index. Therefore, the model is considered appropriate for simulating growth, development and yield of maize under 4 levels of nitrogen fertilizer. In this case, it is recommended that the model is calibrated and verified, and then, it is applied for research purposes in Karaj climatic conditions.