مدلسازي خسارت آفت سن گندم (Eurygaster integriceps. Put) بر رشد و عملكرد گندم پائيزه (Triticum aestivum) تحت شرايط تغيير اقليم

Modeling of Sunn Pest (Eurygaster integriceps Put.) Damage on Winter Wheat (Triticum aestivum) Growth and Yield Under Climate Change Condition

در شرایط تغییر اقلیم برهمكنش میان گیاهان زراعی و آفات دچار تغییر خواهد شد. بنابراین پیش­بینی خسارت آفات در این شرایط نقش مهمی در تعیین میزان تولیدات كشاورزی ایفا می­كند. مدل­های شبیه‌سازی رشد محصولات زراعی ابزار مناسبی برای مطالعه اثرات تغییر اقلیم هستند. علی‌رغم تنوع فراوان مدل­های رشد، در بیشتر آن‌ها ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر روابط بین آفات و محصولات زراعی، لحاظ نشده است. بنابراین به‌منظور دستیابی به این اهداف یك مدل بوم­شناختی فیزیولوژیك رشدونمو ساخته شد. ساختار اصلی این مدل برگرفته از مدل لینتول یك بود. در این شبیه‌سازی ابتدا مراحل فنولوژی به مدل لینتول اضافه شد، سپس فرمان بهاره شدن برای شبیه‌سازی رشد و نمو گندم پاییزه وارد مدل گردید و برای شبیه‌سازی تولید در شرایط پتانسیل، تكمیل و واسنجی شد. در نهایت مدل با وارد كردن خسارت سن گندم بر رشد و عملكرد گندم برای شرایط اقلیم رایج و آینده اصلاح گردید. پارامترهای لازم برای ساخت و واسنجی مدل از نتایج تحقیقات پیشین استخراج شد. این مدل در محیط FST برنامه‌نویسی شد و سپس با داده­های مشاهده شده مراحل فنولوژی، عملكرد وزن خشك كل و عملكرد دانه گندم و همچنین درصد كاهش عملكرد گندم به‌علت خسارت سن گندم ارزیابی شد. نتایج ارزیابی­ها نشان داد كه مدل قادر بود با دقتی بالایی تغییرات مشاهده شده در صفات مورد بررسی را پیش‌بینی كند. در شرایط تغییر اقلیم به علت تسریع مراحل نموی، طول دوره رشد گندم از 240 به 217 روز كاهش یافت. در شرایط تغییر اقلیم در مقایسه با شرایط اقلیم فعلی افزایش متوسط درجه حرارت منجر به كاهش میانگین عملكرد دانه گندم در تراكم­های مختلف سن تا حدود 47 درصد و افزایش غلظت دی‌اكسید‌كربن منجر به افزایش آن تا حدود 36 درصد شد. همچنین برهمكنش افزایش غلظت دی‌اكسید‌كربن و درجه حرارت نیز باعث كاهش میانگین عملكرد دانه تا حدود 18 درصد نسبت به شرایط اقلیم فعلی شد. افزایش درجه حرارت و برهمكنش افزایش درجه حرارت و غلظت دی‌اكسیدكربن بر خلاف افزایش غلظت دی‌اكسیدكربن منجر به شروع زودتر ریزش سن گندم به مزارع و افزایش طول دوره همپوشانی این حشره با طول دوره رشد گندم گردید. بنابراین به‌نظر می‌رسد كه در شرایط تغییر اقلیم آینده در مقایسه با شرایط اقلیم فعلی، میانگین میزان خسارت سن گندم در تراكم­های مختلف بر عملكرد دانه گندم حدود 7 درصد افزیش یابد.

The future climate change will alter crop-pest interactions and will affect on amount of crops production, therefore, it is essential to predict pest damage in future conditions. Crop growth models are a technique that researchers could use to study possible impacts of climate change on crops. Although several dynamic models have been developed in recent years, most of them are not generally evaluating impacts of climate change on crop-pest interactions. In the present study, an eco-physiological crop model has been developed to meet these objectives. Its general structure relating to basic crop growth and yield is largely based on LINTUL model, and is written in Fortran Simulation Translator (FST) environment. In this modeling, first, we added phonological development stage (DVS) to LINTUL for simulation of winter wheat growth and then the model calibrated for potential production level. Finally, we incorporate effects of sunn pest damages to winter wheat growth and yield. Parameter values were derived from the literature. The model validated against observed values of DVS, total dry weight yield (TDWY) and grain yield (GY) of winter wheat and winter wheat yield loss due to sunn pest taken from a field experiment. Results indicated that the model was able to explain successfully the observed differences in DVS, TDWY and GY. The loss in TDWY and GY due to sunn pest was also explained satisfactorily. Our simulation results showed that life cycle of winter wheat (from 240 to 217) will be shortened due to accelerate development rate under future climate. The impact of rising temperature on average GY of winter wheat in sunn pest densities was negative (about 47%) while the impact of elevated [CO2] was positive (about 36%) on it. Interaction of elevated [CO2] and temperature also had a negative effect (about 18%) on average GY of winter wheat in sunn pest densities. The impact of rising temperature was positive on sunn pest while the impact of elevated [CO2] had not any effects on it. Therefore, it seems that sunn pest damage on winter wheat growth and yield will be increased (about 7%) in the future climate compared to current climate.