مدل سازی رشد و نمو ذرت در شرایط مطلوب مدیریتی و رقابت با علف های هرز

تحقیق حاضر در قالب یک آزمایش مزرعه ای در طی سال های 1387 و 1388 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس و با هدف ساخت یک مدل مکانیستیک جدید برای ذرت در بعد مدل سازی پویایی نیتروژن و رشد در شرایط بدون علف هرز در شبیه ساز سیستم های تولید کشاورزی (apsim) و نیز معرفی پارامتری فیزیولوژیک برای گنجانده شدن در مدل های مکانیستیک رقابت ذرت با علف هرز به منظور پیش بینی دقیق تر میزان اُفت عملکرد انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل سه عاملی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار به اجرا در آمد. عامل اول متشکل از سه سطح نیتروژن در مقادیر 138، 184 و 230 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار بود، که به ترتیب 75% مقدار بهینه، مقدار بهینه و 125% مقدار بهینه نیتروژن مورد نیاز گیاه برای حصول بیشینه عملکرد در شرایط عدم تنش بودند. عامل دوم آزمایشی دو گونه علف هرز تاج خروس (amaranthus retroflexus l.) و ارزن (panicum miliaceum l.) بود. عامل سوم آزمایشی، تراکم علف هرز در دو سطح کم و زیاد در نظر گرفته شد. یادداشت برداری و نمونه برداری های صورت پذیرفته در طول دوره رشد ذرت، مشتمل بر یادداشت برداری های فنولوژیک، نمونه برداری های تخریبی و تعیین غلظت نیتروژن اندام های گیاهی بودند. پس از اتمام عملیات مزرعه ای و اندازه گیری تمامی صفات مورد نیاز، اقدام به مدل سازی رشد و نمو و پویایی نیتروژن در ذرت در شرایط عاری از رقابت با علف های هرز از طریق ساخت یک مدل جدید برای شبیه سازی پویایی نیتروژن گردید. نتایج آزمایش مشخص ساخت که مدل جدید به خوبی می تواند روند تغییرات ماده خشک و محتوای نیتروژن اندام های مختلف ذرت را در طول دوره رشد شبیه سازی کند. بر اساس نتایج به دست آمده، نیتروژن ویژه برگ (sln) بحرانی در ذرت 1/1 گرم نیتروژن در متر مربع برگ بود بدین مفهوم که چنانچه sln به کمتر از این مقدار تنزل یابد گیاه دچار کمبود نیتروژن می گردد و فرآیندهای توسعه سطح برگ و کارایی مصرف تشعشع تحت تاثیر قرار می گیرند. کاهش 92 کیلوگرمی در نیتروژن خالص مصرفی محتوای نیتروژن کل گیاه در شرایط عدم رقابت با علف های هرز را کاهش داد و سبب شد تا عملکرد دانه در سال اول از 1077 به 873 گرم در متر مربع و در سال دوم از 970 به 769 گرم در متر مربع کاهش یابد. این مسئله به خوبی توسط روند شبیه سازی شده تغییرات sln در هر دو سال نیز نشان داده شد به طوری که این میزان کاهش در کود نیتروژنی مصرفی موجب گردید تاsln در تیمار 138 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار حدود 11 روز سریع تر (نسبت به بالاترین سطح کودی) به کمتر از حد بحرانی تعیین شده کاهش یابد. علت این مسئله آغاز سریع تر انتقال مجدد نیتروژن از برگ ها به دانه در نتیجه اعمال تنش نیتروژنی بود. رقابت با علف های هرز تاج خروس و ارزن نیز عملکرد دانه ذرت را در مجموع دو سال بین 18 تا 45% نسبت به تیمار شاهد در بالاترین مقدار کود مصرفی کاهش داد. نتایج این آزمایش نشان داد که علف هرز ارزن نسبت به علف هرز تاج خروس از توان خسارت زایی بیشتری بر ذرت برخوردار بود. کمترین میزان عملکرد دانه (566 گرم در متر مربع) در مجموع دو سال متعلق به تراکم بالای ارزن در سطح کودی 138 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار بود. در مجموع نتایج آزمایش حاضر نشان داد که مدل جدید در مقایسه با مدل قدیمی ذرت، ماده خشک و عملکرد دانه نهایی تولید شده را به گونه ای بسیار دقیق تر شبیه سازی نمود و نیز اینکه sln می تواند به عنوان معیاری بسیار مناسب و قابل اطمینان که اثرات فیزیولوژیک تنش علف هرز بر گیاه زراعی را نشان دهد به کار برده شود.