فرزاد حسین پناهی قروچای

کشاورزی پایدار بدون توجه به منابع آبی و استفاده بهینه از آن امکان‌پذیر نخواهد بود. با توجه به اهمیت و ارزش آب و استفاده بهینه از نیتروژن در جهت حفظ بهره‌وری تولید و کاهش همزمان اثرات منفی زیست‌ محیطی، این مطالعه در دو فاز آزمایشات مزرعه‌ای و مدلسازی با هدف مدیریت بهینه آب و نیتروژن در زراعت کلزای زمستانه (رقم نپتون) انجام شد. آزمایشات مزرعه‌ای در سال‌های زراعی 97-1396 و 98-1397 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان به ‌صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل سطوح مختلف آبیاری به ‌عنوان فاکتور اصلی در 4 سطح (25 درصد (I1)، 50 درصد (I2)، 75 درصد (I3) و 100 درصد (I4) نیاز آبی گیاه) و سطوح مختلف کود نیتروژن به ‌عنوان فاکتور فرعی در 4 سطح (25 درصد (N1)، 50 درصد (N2)، 75 درصد (N3) و 100 درصد (N4) نیاز نیتروژن گیاه) بودند. نتایج نشان داد در بین صفات مورد مطالعه وزن هزار دانه تحث تأثیر اثرات اصلی آبیاری و نیتروژن و صفت محتوای روغن دانه تحث تأثیر اثر اصلی نیتروژن قرار گرفت. همچنین صفات شاخه فرعی، طول خورجین، خورجین در بوته و دانه در خورجین تحث تأثیر اثر متقابل دوگانه آب و نیتروژن قرار گرفتند. در بررسی اثر متقابل سه گانه آب و نیتروژن و سال، صفات ارتفاع بوته، عملکرد دانه، شاخص برداشت، شاخص سطح برگ، شاخص سطح خورجین، سرعت رشد محصول، کارایی مصرف نیتروژن دانه و کارایی مصرف آبیاری وآب مصرفی در سطح یک درصد معنی‌دار شدند. نتایج مقایسه میانگین‌ها نشان داد که بیشترین عملکرد دانه (5309 کیلوگرم در هکتار) در تیمار I4N4 در سال اول مشاهده شد. حداکثر عملکرد بیولوژیک در تیمارهای I4N4، I3N4 و I4N3 به‌ترتیب با مقادیر 17976، 17657 و 17589 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. در بررسی صفات کیفی بیشترین درصد پروتئین دانه در تیمار I4N3 (25/18) و روغن دانه در تیمارN1 (12/48) مشاهده شد. نتایج مقایسه میانگین‌ها برای صفات کارایی مصرف آبیاری ((YIUE و کارایی مصرف آب (YWUE) نشان داد که بیشترین YIUE و YWUE برای عملکرد دانه به تیمار I3N4 (به‌ترتیب با 1/1 و 85/0 کیلوگرم بر مترمکعب) در سال اول اختصاص یافت وکمترین مقدار برای این صفات در تیمارهای I1N1(به‌ترتیب با 34/0 و 23/0 کیلوگرم بر مترمکعب) و I1N2 (به‌ترتیب با 34/0 و 24/0 کیلوگرم بر مترمکعب) در سال دوم مشاهده گردید. بیشترین مقدار برای صفت کارایی مصرف نیتروژن (YNUE) به تیمار I4N1با 91/63 کیلوگرم دانه تولید شده به ازای هر کیلوگرم نیتروژن مصرفی در سال دوم اجرای آزمایش تعلق گرفت. در بخش مطالعات مدل‌سازی پاسخ کلزا به تغییرات آب و هوایی تحت سه سناریو (RCP2.6، RCP4.6 و RCP8.5) طی چهار دوره زمانی 2040-2021، 2060-2041، 2080-2061 و 2100-2081 مورد بررسی قرار گرفت و بدین منظور از مدل CSM-CROPGRO-Canola ارائه شده در برنامه DSSAT استفاده شد. به منظور واسنجی و اعتبارسنجی مدل به‌ترتیب از آزمایشات مزرعه‌ای انجام گرفته طی سال‌های زراعی 97-1396 و 98-1397 شمسی استفاده گردید. نتایج اعتبار سنجی مدل نشان داد که مدل از دقت کافی برای شبیه‌سازی متغیرهای اقلیمی و خصوصیات رشدی کلزا برخوردار بود. نتایج شبیه‌سازی نشان داد صفات شاخص سطح برگ، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت و عملکرد دانه در سناریوهای مختلف تغییر اقلیم نسبت به سال زراعی مبنا یعنی 98-1397 شمسی کاهش نشان داد. کمترین و بیشترین کاهش عملکرد دانه نسبت به عملکرد در سال پایه (5309 کیلوگرم در هکتار) به‌ترتیب به سناریو RCP2.6 در دوره زمانی 2040-2021 (5293 کیلوگرم در هکتار) با 3/0- درصد و سناریو RCP8.5 در دوره زمانی 2100-2081 (3313 کیلوگرم در هکتار) با 58/37- درصد اختصاص یافت. ‌طور کلی نتایج مدل نشان داد که بیشترین اثر منفی تغییر اقلیم بر کلزا در سناریوی RCP8.5 وکمترین تأثیر منفی در سناریوی RCP2.6 اتفاق خواهد افتاد و با گذشت زمان اثرات منفی تغییر اقلیم، به ویژه در سناریوی RCP8.5 تشدید خواهد شد. به منظور جبران کاهش عملکرد ناشی از اثرات تغییر اقلیم در سناریو RCP8.5 تیمارهای سازگاری در 5 سطح شامل: D1 (آبیاری نرمال ( شاهد))، D2 (زمان شروع آبیاری زودتر از آبیاری نرمال - مقدار آبیاری ثابت)، D3 (تعداد آبیاری ثابت – مقدار آبیاری افزایش)، D4 (تعداد آبیاری افزایش – مقدار آبیاری ثابت) و D5(تعداد آبیاری افزایش – مقدار آبیاری افزایش) اعمال گردید. نتایج حاصل اعمال تیمارهای سازگاری نشان داد که بیشترین افزایش عملکرد نسبت به سناریو RCP8.5 در دوره زمانی 2100-2081 (3314 کیلوگرم در هکتار) به تیمار 5D (افزایش تعداد آبیاری و مقدار آبیاری) با 4027 کیلوگرم در هکتار با افزایش 51/21 درصد و کمترین افزایش به تیمار 2D (آبیاری زودتر از سال پایه – مقدار آبیاری ثابت) با 3673 کیلوگرم در هکتار با 83/10 درصد اختصاص یافت. نتایج این پژوهش در مجموع نشان داد که امکان استفاده از برنامه DSSAT به عنوان یک سیستم پشتیبان تصمیم‌گیری برای کشاورزان ایران وجود دارد. با این حال حصول نتایج بهتر مستلزم داده‌های میدانی بیشتر و اطلاعات هواشناسی دقیق‌تر خواهد بود.