پارامتریابی و ارزیابی مدل ssm-ilegume برای پیش بینی رشد و عملکرد سویا در شرایط گرگان

چکیدهسابقه و هدف: مدل های شبیه سازی گیاهان زراعی نمود ریاضی فرآیندهای رشد گیاه بوده که توسط روابط بین ژنوتیپ، محیط‌زیست و مدیریت محصول تحت تاثیر قرار می گیرند. استفاده از مدل های شبیه سازی گیاهان زراعی به‌عنوان مکملی کارگشا برای تحقیقات آزمایشی مطرح است. این مدل ها می توانند برای تفسیر نتایج و بررسی بوم‌نظام زراعی در شرایط محیطی و مدیریت های متفاوت مورد استفاده قرار گیرند. اهداف این مطالعه، توصیف مدل ssm-ilegume، تعیین پارامترهای ژنتیکی ارقام سویا در گرگان و سرانجام گزارش نتایج ارزیابی مدل می‌باشد.مواد و روش ها: مدل ssm-ilegume مراحل فنولوژیک را به‌عنوان تابعی از دما و طول روز پیش‌بینی می‏کند. محاسبه مراحل فنولوژی در مدل براساس مفهوم روز بیولوژیک (حداقل تعداد روز لازم برای تکمیل مرحله نمو معین در دما، طول روز و رطوبت مطلوب) می باشد. گسترش و پیر شدن سطح برگ تابعی از دما، نیتروژن فراهم برای رشد برگ، تراکم بوته و انتقال مجدد نیتروژن می‌باشد. برای شبیه‌سازی گسترش سطح برگ، گام اول تعیین افزایش تعداد برگ در ساقه اصلی در هر روز با استفاده از مفهوم فیلوکرون (واحد دمایی بین ظهور برگ متوالی) است.در این مدل تولید ماده خشک به‌عنوان تابعی از تشعشع دریافت شده و دما تخمین زده می شود. افزایش روزانه ماده خشک گیاه زراعی توسط تولید ناشی از تشعشع فعال فتوسنتزی برآورد می شود، که تابعی از تشعشع دریافت شده توسط گیاه زراعی (fint) و کارایی استفاده از par جهت تولید ماده خشک گیاه، مانند کارایی استفاده از تشعشع، می باشد. تشکیل عملکرد در مدل با توجه به کل ماده خشک تولید شده در دوره پرشدن دانه و نیز ماده خشک تخصیص یافته به دانه به سادگی شبیه-سازی می شود. مدل‏سازی سرعت رشد دانه‏ها و تشکیل عملکرد بر مبنای مفهوم افزایش خطی شاخص برداشت توسط سلطانی و سینکلر (2011) شرح داده شده است. مدل نیاز به داده های هواشناسی روزانه مانند حداقل و حداکثر دما، مقدار بارندگی و تشعشع خورشید دارد. مدل می تواند برای سناریوها/ تیمارهای متعدد برای بیش از چندین سال اجرا شود.یافته ها: برای برآورد ضرایب و ارزیابی مدل از داده های آزمایش های مزرعه ای مختلف استفاده شد. بعد از برآورد پارامترهای ژنتیکی، مدل با استفاده از داده های مستقل مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج حاکی از کارایی قابل قبول آن برای جنبه های مهم گیاه زراعی در مقابل آزمایشات مشاهده شده شامل روز تا گلدهی (11cv=، 8/5rmse=) روز تا رسیدگی (6cv=، 7/8rmse=)، تعداد گره روی ساقه اصلی (13cv=، 7/1rmse=) و عملکرد دانه (15cv=، 48rmse=) بود.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که برآوردها برای متغیرهای مختلف قابل قبولی است. بنابراین، این مدل می تواند در مطالعات شبیه سازی عملکرد سویا و محدودیت های آن در واکنش به شرایط زیست‌محیطی، ورودی های مدیریتی و عوامل ژنتیکی استفاده شود.