نوع مقاله : علمی پژوهشی - مدل سازی

نویسندگان

• مژگان صادقی ¹
• سجاد رحیمی مقدم ²
• اسماعیل محمدی احمدمحمودی ³
• خسرو عزیزی ⁴

¹ گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد

² استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، ایران.

³ گروه کشاورزی اکولوژیک، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

⁴ گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران.

چکیده

کلزا به دلیل داشتن روغن خوراکی با کیفیت، جایگاه ویژه‌ای در تولید روغن مورد نیاز کشور دارد. با این حال مشکلات مربوط به تخصیص آب در اواخر دوره رشد کلزای پاییزه به محصولات بهاره، یکی از موانع تولید بهینه این محصول در کشور شده است. بنابراین این تحقیق با هدف شناسایی مناسب‌ترین رقم و بهترین مرحله رشدی کلزا برای قطع آبیاری در سطح چهار شهرستان خرم‌آباد، پلدختر، کوهدشت و الشتر استان لرستان انجام شد. این پژوهش به صورت آزمایش بلندمدت شبیه‌سازی و با به‌کارگیری مدل شبیه‌سازی APSIM-canola در دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان صورت پذیرفت. به این منظور در گام اول مدل مورد استفاده با استفاده از دو سری داده مستقل مورد ارزیابی قرار گرفت. ارقام مورد بررسی در این پژوهش شامل رقم‌های Hyola308، Hyola401 و RGS003 بود و تیمارهای آبی شامل آبیاری کامل، قطع آبیاری در مرحله گلدهی، قطع آبیاری در مرحله غلاف‌‌دهی و قطع آبیاری در مرحله پر شدن دانه بودند. پس از اعمال تیمارهای پژوهش، عملکرد دانه و ماده خشک کلزا مورد بررسی و تحلیل قرار گرفتند. ارزیابی مدل نشان داد که این مدل با مقدار خطای برآورد 18 درصد توانایی شبیه‏سازی عملکرد دانه کلزای پاییزه را دارد. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان داد که عملکرد دانه و ماده خشک کلزای پاییزه در بین مناطق مورد بررسی، تیمارهای مختلف قطع آبیاری و ارقام مورد بررسی تغییر‌پذیری قابل توجهی داشت. نتایج به‌دست آمده نشان داد که بیشترین و کمترین مقدار میانگین عملکرد دانه کلزای پاییزه به‌ترتیب در شهرستان‏های خرم آباد 49/4 و الشتر 96/1 تن در هکتار بود. بررسی مقدار ماده خشک تولید شده نیز نشان داد بیشترین و کمترین مقدار ماده خشک در بین مناطق مورد بررسی به ترتیب به شهرستان‌های خرم آباد و الشتر (به ترتیب 80/17 و 89/8 تن در هکتار) تعلق داشت. یافته‌های پژوهش نشان داد که تفاوت شرایط دمایی مناطق مورد بررسی اهمیت بالایی در اختلاف عملکرد و تولید مناطق مورد بررسی داشت و همچنین تاثیر بسزایی در انتخاب شیوه‌های مدیریتی مانند انتخاب رقم و تیمار آبیاری داشت. بر این اساس، استفاده از رقم میان رس Hyola401 در شهرستان‌های پلدختر، خرم‌آباد و کوهدشت و آبیاری کامل تا انتهای فصل رشد به‌ترتیب با 38/5، 36/5 و 49/4 تن در هکتار منجر به بیشترین عملکرد دانه شد در حالی که در شهرستان الشتر (با شرایط دمایی خنک‌تر) استفاده از رقم زودرس Hyola308 و عدم آبیاری تا انتهای فصل رشد منجر به بیشترین مقدار عملکرد دانه (64/2 تن در هکتار) در این منطقه شد. این نتایج نشان داد که در زراعت کلزای پاییزه توجه به شرایط اقلیمی منطقه (به ویژه دمای هوا) و در دسترس بودن منابع آبی می‌تواند تاثیر بسزایی در نوع رقم کشت شده داشته باشد. در واقع در شرایط محدودیت آبی، کشت ارقام زودرس و میان‌رس با توجه به شدت محدودیت می‌تواند راهکاری مناسب برای کاهش اثرات کم آبی و کمک به پایداری تولید هر منطقه باشد.

کلیدواژه‌ها

• استان لرستان
• عملکرد دانه
• کلزای پاییزه
• محدودیت آبی
• APSIM-canola

موضوعات

• A: مدل سازی

عنوان مقاله [English]

Evaluation of withholding irrigation on different canola cultivars under autumn cultivation conditions: a simulation study

نویسندگان [English]

• Mozhgan Sadeghi ¹
• Sajjad Rahimi-Moghaddam ²
• Esmaeil Mohammadi-Ahmadmahmoudi ³
• Khosro Azizi ⁴

¹ Department of Production Engineering and Plant Genetics, Faculty of Agriculture, Khorramabad, Iran

² Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran.

³ Department of Agroecology, Environmental Sciences Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

⁴ Department of Production Engineering and Plant Genetics, Faculty of Agriculture, Khorramabad, Iran

چکیده [English]

Introduction: Canola is a crucial industrial crops in the country's oil production in order to produce high-quality edible oil. However, the challenges related to water allocation to the spring crops at the end of the autumn canola growth period have become one of the obstacles to achieving optimal production levels for this crop. Addressing this challenge is essential for enhancing the productivity and sustainability of rapeseed farming in the country.

Materials and Methods: This research aimed to evaluation the effect of withholding irrigation treatments on different growth stages of autumn canola production. It also seeks to identify the suitable canola cultivar and the optimal growth stage for implementing withholding irrigation through a long-term simulation experiment using the APSIM-canola simulation model. It was carried out in four counties of Lorestan province including Khorramabad, Pol-e Dokhtar, Kuhdasht and Aleshtar in Faculty of Agriculture, Lorestan University. For this purpose, in the first step, the model was evaluated using two independent data sets. The cultivars included Hyola308, Hyola401 and RGS003 (early, mid and late maturity cultivars, respectively), and the irrigation treatments of the study included full irrigation, withholding irrigation at the flowering stage, withholding irrigation at the pod initiation stage, and withholding irrigation at the grain filling stage.

Results and Discussion: The evaluation of the APSIM-canola simulation model demonstrated that this model has a good capability to accurately predict autumn canola grain yield evidenced by an estimation error (nRMSE) of 18%. The results showed that the variability of the autumn canola grain yield across all of the studied locations, different treatments of withholding irrigation and cultivars was significant. Notably, the highest yield was recorded at 4.49 t ha-1 in Khorramabad, while the lowest was 1.96 t ha-1 in Aleshtar. Furthermore, the analysis of dry matter production indicated a considerable variability across different locations and treatments in a way that the highest and lowest amount of dry matter between location belonged to Khorramabad and Aleshtar (17.80 and 8.89 t ha-1, respectively). The research findings highlighted the crucial role of climatic conditions, particularly air temperature, in informing management practices such as cultivar selection and irrigation strategies. Based on this, the use of Hyola401 mid maturity cultivar in Pol-e Dokhtar, Khorramabad and Kuhdasht counties along with full irrigation throughout the growing season resulted in the highest grain yields of 5.38, 5.36, and 4.49 t ha-1, respectively. It was while in Aleshtar (with cooler temperature condition compared to other locations) employing the early maturity cultivar of Hyola308 coupled with withholding of irrigation before the end of the growing season led to the highest amount of grain yield (2.64 t ha-1) in this region.

Conclusion: The findings of this research indicate that in the cultivation of autumn canola, it is crucial to consider climatic factors, particularly air temperature, as well as the accessibility of water resources when selecting the appropriate cultivar. Specifically, under conditions where water availability is restricted, opting for early-maturing and mid-maturing cultivars can serve as an effective strategy. This approach not only mitigates the adverse impacts of water scarcity but also contributes to the sustainable production of canola in various regions. By aligning cultivar selection with the specific climatic and water conditions of an area, farmers can enhance crop resilience and ensure a more stable yield, ultimately supporting the agricultural sustainability of their communities.

کلیدواژه‌ها [English]

• APSIM-canola
• Autumn canola
• Grain yield
• Lorestan province
• Water limitation