شماره راهنما :
1832 دكتري
پديد آورنده :
برده جي، سياوش
عنوان :
تأثير مديريت آبياري، كود نيتروژن و دي‌اكسيد كربن بر عملكرد ژنوتيپ‌هاي جو و ارزيابي اثر تغيير اقليم با استفاده از مدل DSSAT
گرايش تحصيلي :
اگرو تكنولوژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 135 ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
حميدرضا عشقي زاده ، مرتضي زاهدي
استاد مشاور :
مهدي قيصري، محمد خوروش، مهرداد محلوجي
توصيفگر ها :
تركيبات آنتي اكسيداني , تغييرات آب و هوايي , قابليت هضم , كم‌آبي , DSSAT
استاد داور :
پرويز احسان زاده، محمد شايان نژاد، محمودرضا تدين
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/09/14
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/09/15
چكيده فارسي :
خشكي به‌عنوان مهم¬ترين تنش محيطي و اصلي‌ترين عامل محدود كننده رشد و توليد گياهان زراعي در اكثر نقاط جهان به شمار مي¬رود. اين در حالي است كه پديده تغيير اقليم در مناطقي شبيه ايران كه در عرض¬هاي جغرافيايي مياني قرار گرفته-اند، امكان و شدت رخداد پديده خشكسالي را افزايش داده است. از سوي ديگر كود نيتروژن عامل زراعي مهم ديگري است كه تأثير قابل توجهي بر عملكرد و رشد گياه دارد، به نحوي كه با انتخاب ميزان كود نيتروژن مناسب ميتوان عملكرد گياه را بهبود داد. تحت اين شرايط، مديريت توليد گياهان زراعي سازگار با شرايط سخت محيطي مانند گياه جو كه امكان بهره¬برداري دو منظوره، دانه و سيلاژ، آن وجود دارد و همچنين شناسايي سازوكارهاي زراعي و فيزيولوژيك متناسب با عملكرد گياه از اهميت ويژه¬اي برخوردار است. بنابراين پژوهش حاضر در چهار بخش به جنبه¬هاي مختلف توليد گياه جو پرداخته است. در بخش اول، اثرات رژيم آبياري شاهد و كم¬آبياري (به ترتيب آبياري پس از تخليه 55 و 85 درصد حداكثر تخليه مجاز رطوبت قابل استفاده خاك) و سطوح نيتروژن (شاهد و 5/62 كيلوگرم نيتروژن در هكتار از منبع اوره با 46 درصد نيتروژن) در دو فصل كاشت پاييزه (30 مهر 1396) و فصل كاشت بهاره (13 اسفند 1396) بر ويژگي¬هاي بيوشيميايي و مورفو-فيزيولوژيك 21 ژنوتيپ جو به صورت كرت¬هاي دوبار خرد شده در قالب طرح بلوكهاي كامل تصادفي با سه تكرار در مزرعه آموزشي – پژوهشي دانشكده كشاورزي دانشگاه صنعتي اصفهان (عرض جغرافيايي 32 درجه و 32 دقيقه شمالي و طول جغرافيايي 51 درجه و 22 دقيقه شرقي، 1630 متر ارتفاع از سطح دريا) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج اين مطالعه نشان داد كه پاسخ¬هاي رشدي ژنوتيپ¬هاي جو از نظر صفات مورد مطالعه تحت تأثير خشكي، فصل كاشت و همچنين تعامل آن¬ها با سطوح كود نيتروژن قرار داشتند. تجزيه و تحليل دو قطبي در هر دو فصل كاشت نشان داد كه عملكرد دانه با زيست توده كل، همبستگي مثبت بالا و با پرولين و كربوهيدرات¬هاي محلول، همبستگي منفي بالايي داشت. ژنوتيپ¬هايي كه كم¬ترين و بيش¬ترين عملكرد دانه را به خود اختصاص دادند با تغيير فصل كاشت در هر سطح آبياري متفاوت بودند، كه اين نشان دهنده¬ي تعامل بيشتر گياه و عدم ثبات در پاسخ به تغييرات فصل (حدود 2 برابر) در مقايسه با تغيير در شرايط آبياري است. در بخش دوم مطالعه، عملكرد كمي و كيفي سيلاژ تهيه شده از علوفه چاپر 10 ژنوتيپ جو منتخب از آزمايشات مزرعه¬اي مقايسه و ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه تنش ناشي از كمبود آب باعث افزايش خاكستر، فيبر نامحلول شوينده خنثي، كل كربوهيدرات¬هاي محلول، فيبر نامحلول در شوينده اسيدي و اسيد پروپيونيك شد، اما قابليت هضم و كيفيت سيلاژ را كاهش داد. مصرف كود نيتروژن، عملكرد ماده خشك را در شرايط آبياري شاهد، 1474 كيلوگرم در هكتار و در شرايط كم‌آبياري، 399 كيلوگرم در هكتار افزايش داد. در بخش سوم مطالعه، اثرات سطوح مختلف آبياري (آبياري پس از تخليه 40 و 75 درصد حداكثر تخليه مجاز رطوبت قابل استفاده خاك) در دو محيط مختلف از نظر غلظت دي‌اكسيد كربن (50±400 و 50±700 ميكرومول در مول) بر رشد ارقام شش رديفه مهر وگوهران و ارقام دو رديفه بهرخ و M-93-16 در درون اتاقك¬هاي رشد روباز شيشه¬اي واحدهاي پژوهشي تحصيلات تكميلي، دانشگاه صنعتي اصفهان واقع در مزرعه چاه اناري در زمستان 1396 و بهار 1397 ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه افزايش غلظت CO2 باعث بهبود رشد و افزايش عملكرد در ارقام جو شد. در مقابل، تنش خشكي با محدود كردن رشد گياه، وزن خشك گياه را كاهش داد. با اين حال، با افزايش CO2، محدوديت¬هاي ناشي از تنش خشكي تعديل يافت. همچنين با افزايش غلظت دي‌اكسيد كربن شاخص حساسيت به خشكي مربوط به وزن دانه (SSIGW) در ژنوتيپ¬هاي گوهران، مهر و بهرخ كاهش اما در ژنوتيپ M-93-16 افزايش يافت. در بخش چهارم با بكارگيري مدل CERES-barley در بسته نرم-افزاريDSSAT، با استفاده از داده¬هاي مزرعه در دو فصل زراعي براي دو رژيم آبياري و دو سطح نيتروژن كاليبره و ارزيابي شد. نتايج ارزيابي مدل نشان داد كه ارزش NRMSE در سطوح مختلف آبياري براي عملكرد دانه و عملكرد بيولوژيك در طول دوره رشد كمتر از 20 درصد بود، كه نشان دهنده¬ي توانايي مدل در شبيه سازي عملكرد جو است. نتايج شبيه¬سازي نشان داد كه تغييرات عملكرد دانه و عملكرد بيولوژيك در دو ژنوتيپ گوهران و ريحان03 در شرايط آبياري واقعي با تغيير بازه¬هاي زماني از گذشته تا آينده داراي روند كاهشي بوده و بيشترين ميزان هر دو صفت در هر دو شرايط آبياري در بازه زماني 2016-2003 مشاهده شد. كاشت ديرتر از تاريخ كاشت اصلي در فصل كاشت پاييزه و همچنين كاشت زودتر از تاريخ كاشت اصلي در فصل كاشت بهاره باعث افزايش راندمان مصرف آب در سال¬هاي مختلف مي¬شود.
چكيده انگليسي :
Drought is the most important environmental stress and the main factor limiting the growth and production of crops in most parts of the world, especially in the arid and semi-arid regions. Climate change prediction in these areas suggests that drought risk will be increased, and this will force crop growers to choose drought tolerant plants. This research included four studies. The first study was conducted to investigate the effect of normal and low irrigations (irrigation after 55 and 85% depletion of soil water) and two levels of nitrogen (0 and 62.5 kg/ ha) in two seasons of autumn (October 20, 2017) and spring (March 4, 2017) on biochemical, morpho-physiological and yield properties of 21 barley genotypes. The results of this study showed that the most studied growth parameters of barley genotypes were affected by drought and sowing season, as well as their interaction with nitrogen fertilizer. The biplot analysis in both sowing seasons showed that grain yield had high positive correlation with total biomass, while it had high negative correlations with proline and total soluble carbohydrate as drought-tolerance-determinant characteristics. The genotypes which had the lowest and highest GY ranked different with changing the sowing season under each irrigation level, indicating a large plant interaction and non-stability in the response to the season change (about 2-fold), as compared to the change in the irrigation conditions. In the second study, the grain yield and quality of 10 barley genotypes, selected from field experiments, were compared in the second experiment. The results showed that water deficit increased ash, neutral detergent fiber (NDF), total soluble carbohydrates (TSC), acid detergent fiber (ADF) and propionic acid but decreased digestibility which in turn reduced silage quality. Nitrogen fertilizer increased dry matter yield by 1474 kg/ha, under control irrigation, while it was by 399 kg/ha in the water deficit stress condition. The third experiment was performed to evaluate the effects of irrigation regimes (irrigation after 40 and 75% reduction in soil water) under two carbon dioxide concentrations (390 and 700 μmol per mol). The results showed that increasing CO2 improved growth and increased yield in barley cultivars. In contrast, drought stress reduced crop yield by restricting plant growth. However, increasing CO2 ameliorated the limitations caused by drought stress. Different genotypes showed diverse reactions to CO2 changes and irrigation regimes. In the fourth study, the CERES-barley model was calibrated and evaluated using field data from the two planting seasons under two irrigation regimes and two nitrogen levels. The results of model evaluation showed that NRMSE values at irrigation levels for grain yield and biomass yield were less than 20% during the growing period, which indicates the modelʹs ability to simulate barley yield. The simulation results showed that planting later than the main planting date in autumn and also planting earlier than the main planting date in spring increases water use efficiency in different years.
استاد راهنما :
حميدرضا عشقي زاده ، مرتضي زاهدي
استاد مشاور :
مهدي قيصري، محمد خوروش، مهرداد محلوجي
استاد داور :
پرويز احسان زاده، محمد شايان نژاد، محمودرضا تدين
