بهینه‌سازی تقویم زراعت برنج (.oryza sativa l) و کشت دوم سویا (glycine max l. merr) در شرایط تغییر اقلیم با استفاده از مدل‌های دینامیکی گردش عمومی جو و مدل گیاهی dssat

تغییر اقلیم و پدیده گرمایش جهانی یکی از دغدغه ها و نگرانی های اصلی جوامع انسانی است. در این تحقیق ضمن بررسی اثر تغییرات اقلیمی بر عملکرد برنج به عنوان کشت اصلی در استان گیلان و سویا به عنوان کشت دوم بعد از آن، به ارائه مناسب ترین تقویم زراعی گیاهان یاد شده در دو پنجره زمانی برای مقابله با اثر منفی تغییرات اقلیمی پرداخته شد. در این پژوهش با استفاده از اطلاعات فنولوژیکی 12 ساله دو رقم برنج (هاشمی و علی کاظمی) و اطلاعات دو ساله دو رقم سویا (ویلیامز و هابیت) و فراسنجه های (پارامتر) هواشناسی ریز مقیاس شده پایگاه داده marksimgcm بر اساس خروجی سه مدل گردش عمومی جو در سه سناریو واداشت تابشی، اقدام به شبیه سازی عملکرد گیاهان یاد شده به وسیله مدل dssat شد. نتایج نشان داد که عملکرد دانه دو گیاه نسبت به دوره مشاهده ای کاهش داشت، به نحوی که در سناریوی rcp8.5 در دوره 50-2036 کاهش عملکرد برنج رقم هاشمی تا 31 درصد و کاهش عملکرد رقم علی کاظمی تا 23 درصد برآورد شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که با ده روز تسریع در کاشت در کلیه سناریوها و دوره های اقلیمی آینده، میزان عملکرد دانه بالاتری نسبت به تاریخ کاشت حاضر حاصل خواهد شد. در سناریوی rcp8.5 در دوره 50-2036، تغییر در تاریخ کاشت، کاهش عملکرد را تا 15 درصد تقلیل داد. برای گیاه سویا تاخیر در کاشت باعث بهبود عملکرد دانه خواهد شد، به طوریکه در تاریخ کاشت سوم سویا (15 شهریور) در رقم ویلیامز، کاهش عملکرد تا 24 درصد جبران می شود. در سویای رقم هابیت میزان بهبود عملکرد نسبت به تاریخ کاشت دوره حاضر، 28 درصد برآورد شد. بر اساس نتایج این تحقیق، تسریع در شروع زراعت برنج به سمت روزهای ابتدایی سال و تاخیر در شروع زراعت سویا می تواند تا حد زیادی کاهش عملکرد این دو گیاه در اثر تغییرات اقلیمی را جبران نماید.

Optimization of rice (Oryza sativa L.) and subsequent soybean (Glycine max L. Merr) cropping calendars under the climate change conditions using dynamical general circulation models (GCMs) and DSSAT crop model

Climate change and the global warming phenomenon is one of the main concerns of human societies. In this study, the impact of climate change on rice, as the main crop in Guilan province, Iran and soybean production as the second crop was investigated. To adapt to the negative impact of climate change in future, optimal crop calendars were indentified for different rice and soybean cultivars using two periods of 20212035 and 20362050. We used a 12year phenological dataset of two rice cultivars (Hashemi and Alikazemi) and two years data of two soybean cultivars (Williams and Hobbit). Moreover, we used downscaled meteorological parameters of MarkSimGCM data based on the output of three general circulation models (GCMs) under three different RCP scenarios. Finally, the aforementioned data were used as the inputs of the DSSAT crop model to simulate the genetic coefficients and crop yields of rice and soybeans. The results showed that yield values decreased as compared to the observation period. Rice, cv. Hashemi, yield decreased 31% under the RCP8.5 scenario within 203650 period and 23% for cv. Alikazemi as compared to the observation period. Model results indicated that 10 days of acceleration in planting date, in all scenarios and periods, will lead to higher crop yields than the current planting date. For the RCP8.5 scenario of 203650 period, changing the planting date reduced the yield by up to 15%. For soybeans unlike the rice, delaying the planting date will increase crop yield. Therefore, on the third planting date (6th of September) for soybeans cv. Williams, up to 24% reduction in seed yield will be mitigated. For cv. Hobbit, on average 28% seed yield increase was estimated as compared to the current planting date. In conclusion, shifiting the planting date for rice to the early days of growing season and delaying the planting date for second crop (soybean) can mitigate crops yield reduction due to climate change.