نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه اگرواکولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 پژوهشکده علوم محیطی-دانشگاه شهید بهشتی

3 دانشگاه تهران پاکدشت ورامین

10.29252/envs.2021.1020

چکیده

سابقه و هدف: 
تغییر اقلیم یکی از چالش‌های مهم بشر در امنیت غذایی در بخش کشاورزی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک است. مهم‌ترین متغیرهای اقلیمی تاثیر گذار بر عملکرد محصولات زراعی بارش و دما، دی اکسید کربن به‌ویژه در مناطق تحت کشت دیم از اهمیت بالایی برخوردار است. نتایج پژوهشگران در ایران بیان کننده اثر تغییر اقلیم آشکار و غیر قابل انکار بر عملکرد گیاهان زراعی در ایران است. با بهره از دانش مدل‌سازی در انتخاب گیاه و رقم مناسب برای یک منطقه، تعیین خصوصیات مطلوب گیاهی، تعیین بهترین مدیریت زراعی، پیش‌بینی اثر تنوع و تغییر اقلیم بر رشد و عملکرد محصول و تخمین عملکرد بالقوه به صورت کم هزینه، سریع و دقیق می‌توان اثر نامطلوب تغییر اقلیم بر کشاورزی را با گزینه‌های کاهش اثرات منفی کاهش داد.
مواد و روش‌ها:
 در مطالعه حاضر اثر افزایش دما، افزایش و کاهش 20 درصدی در بارش و افزایش غلظت دی اکسید کربن بر فنولوژی و عملکرد گندم دیم در 4 شهرستان دهگلان، دیواندره، سقز و سنندج در استان کردستان با داده‌های اقلیمی بلندمدت استان کردستان در سال‌های ۱370 تا 1393 مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش به منظور شبیه‌سازی رشد و نمو روزانه گندم در شرایط تغییر اقلیم و ارزیابی اثرات بالقوه شبیه سازی زیر مدل گندم APSIM، 24 سناریوی تغییر اقلیم و 1 سناریوی دوره پایه، بر اساس حاصل ضرب افزایش دما، به مقدار 1+، 2+، 3+ و 4+ درجه سانتی‌گراد، تغییر در بارش به مقدار 20% ± و سه غلظت دی‌اکسید‌کربن به ترتیب 5/462، 5/527 و ppm 725 در نظر گرفته شد. ورودی‌های مدل شامل آب و هوا (دما، بارندگی و تابش)، خاک (آب‌خاک و نیتروژن خاک)، ضرایب ژنتیکی و اطلاعات مدیریتی محصول زراعی و خروجی‌های آن شامل تاریخ گلدهی، تاریخ رسیدگی فیزیولوژیک، تاریخ بیشینه شاخص سطح برگ، شاخص سطح برگ، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک در شرایط اقلیم آینده و گذشته تجزیه و تحلیل گردید.
نتایج و بحث:
در سناریوهای با افزایش بارندگی در مقایسه با دوره پایه، یکنواختی گل‌دهی، رسیدگی فیزیولوژیک در تمامی شهرستان‌ها افزایش ولی در دهگلان کاهش خواهد یافت. یکنواختی بازه بیشینه شاخص سطح برگ در تمامی شهرستان‌ها افزایش و در دهگلان درصد افزایش یکنواختی از همه کمتر است، همچنین یکنواختی شاخص سطح برگ دهگلان و سنندج افزایش و سقز و دیوان دره کاهش خواهد یافت. با کاهش بارندگی، یکنواختی گل‌دهی، رسیدگی فیزیولوژیک، بازه بیشینه شاخص سطح برگ در همه شهرستان‌ها کاهش می‌یابد و درصد کاهش یکنواختی در دهگلان از همه کمتر است. با افزایش بارش، نوسان عملکرد بیولوژیک و دانه در دهگلان بیشترین و سنندج کمترین بوده است و با کاهش بارش تمامی شهرستان‌ها دارای نوسان عملکرد بیولوژیک بوده، سنندج کمترین نوسان و دیوان دره بیشترین نوسان را داشته است.
نتیجه گیری:
اثر عوامل تغییر اقلیم شامل دما و بارش و دی اکسید کربن بر مناطق مختلف شهرستان‌های استان کردستان متفاوت است؛ در کشت دیم، در دوره پایه فنولوژی و عملکرد گندم متاثر از رطوبت اولیه آب در خاک است، درصورتی که با تغییر اقلیم فنولوژی گندم در افزایش دما با دمای بهینه زراعی و با افزایش بارش با شاخص سطح برگ گندم قابل توجیه است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Simulation of the effect of climate change on phenology and yield of dryland wheat in Kurdistan province

نویسندگان [English]

  • Fateme Aghamir 1
  • Saeid Soufizadeh 2
  • Ahmad Soheili 3

1 Department of Agroecology, Environmental Science Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

2 Environmental Sciences Research Institute, Shahid Beheshti University

3 Department of Agronomy and Plant Breeding Sciences, Aburaihan Campus, University of Tehran, Pakdasht, Tehran, Iran

چکیده [English]

Introduction:
Climate change is one of the most important human challenges in food security in the agricultural sector, especially in arid and semi-arid regions. The most important climatic variables affecting crop yield, rainfall and temperature, carbon dioxide, especially in rainfed areas are of great importance. The results of researchers in Iran indicate the effect of obvious and undeniable climate change on crop yields in Iran. By using modeling knowledge in selecting the appropriate plant and cultivar for a region, determining the optimal plant characteristics, determining the best crop management, predicting the effect of diversity and climate change on crop growth and yield, and estimating potential yield in a low cost, fast and accurate way can be Adverse climate change on agriculture with negative mitigation options.
Material and methods:
In the present study, the effect of temperature increase, increase and decrease of 20% in precipitation and increase of carbon dioxide concentration on phenology and yield of dryland wheat in four cities of Dehgolan, Divandere, Saqez and Sanandaj in Kurdistan province with long-term climatic data of Kurdistan province in it was studied from 1370 to 1393. In this study, in order to simulate the daily growth and development of wheat in the conditions of climate change and to evaluate the potential effects of the simulation under the APSIM wheat model, 24 climate change scenarios and 1 baseline scenario, based on the product of temperature increase multiplied by +1, +2 , +3 and +4 ° C, change in precipitation of 2020% and three concentrations of carbon dioxide were considered 462.5, 527.5 and 725 ppm, respectively. Model inputs include climate (temperature, rainfall and radiation), soil (soil water and soil nitrogen), genetic coefficients and crop management information and its outputs including flowering date, physiological maturity date, maximum leaf area index date, leaf area index, Grain yield and biological yield were analyzed in future and past climatic conditions.
Results and discussion:
In scenarios with increasing rainfall compared to the base period, flowering uniformity, physiological maturity will increase in all cities but will decrease in Dehgolan. The uniformity of the maximum range of the leaf area index will increase in all cities and in Dehgolan the percentage of increase in uniformity is the lowest. Also, the uniformity of the leaf area index of Dehgolan and Sanandaj will increase, and Saqez and Divan Darreh will decrease. With decreasing rainfall, flowering uniformity, physiological maturity, the maximum range of leaf area index decreases in all cities and the percentage of uniformity reduction in Dehgolan is the lowest. With increasing rainfall, biological and grain yield fluctuations were highest in Dehgolan and lowest in Sanandaj, and with decreasing rainfall, all cities had biological fluctuations, Sanandaj had the least fluctuations and Divan Darreh had the most fluctuations.
Conclusion:
The effect of climate change factors including temperature, precipitation and carbon dioxide on different regions of Kurdistan province is different; In rainfed cultivation, in the basic period, wheat phenology and yield are affected by the initial water moisture in the soil, while by changing the climate, wheat phenology can be justified by increasing the temperature with the optimal crop temperature and by increasing rainfall with the wheat leaf area index.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Physiological maturity
  • Grain yield
  • Flowering
  • APSIM model