بخشی از مقاله
چکیده
بهمنظور بررسی تجمع ماده خشک در ارقام گلرنگ آزمایشی در سال 1391 در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه ولیعصر - عج - رفسنجان انجام شد. این آزمایش بهصورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در چهار تکرار صورت پذیرفت. فاکتورها شامل تاریخ کاشت در دو سطح 16 - فروردین و 6 اردیبهشت - و رقم در چهار سطح 411 - ، محلی اصفهان، سینا و صفه - بودند.
در این آزمایش مدل نمایی خطی بریده بهعنوان مدل برتر برای توصیف روند تجمع ماده خشک انتخاب شد نتایج این مدل نشان داد که در تاریخ کاشت اول حداکثر تجمع ماده خشک با 1179/1 گرم در متر مربع مربوط به رقم محلی اصفهان بود که با رقم سینا اختلاف معنی داری نشان نداد ولی با سایر ارقام دارای اختلاف معنیداری بود. در تاریخ کاشت دوم از این لحاظ در بین ارقام اختلاف معنیداری مشاهده نشد. رشد خطی تمام ارقام در تاریخ کاشت دوم بهدلیل افزایش درجه حرارت و طول روز، زودتر از تاریخ کاشت اول شروع شد.
.1 مقدمه
روشهای مختلفی برای پیشبینی تولید ماده خشک ابداع و استفاده شدهاند. تعیین پارامترهای مهم موثر بر تولید از اهداف مورد اقبال محققان در دهههای اخیر بوده است. تعیین این پارامترها از این جهت دارای اهمیت است که کمی سازی تولید با هدف جهتدار کردن مدیریتها و مطالعه اثر عوامل محدود کننده و کاهنده عملکرد و بهینهسازی سامانههای کشاورزی از ضروریات و اصول بنیادین رهیافتهای سیستمی است. مدلسازی رشد و نمو گیاهان زراعی بهعنوان یکی از رهیافتها ابزاری مفید در تحقیقات علمی و مدیریت زراعی بهشمار میروند
از دیگر عوامل مهم در این مدلها که بهعنوان شاخص در تمام گیاهان بهکار میرود، وزن خشک بوته میباشد .[8] تولید ماده خشک، انعکاسی از فتوسنتز خالص گیاه است. ماده خشک تولیدی یا به مصرف رشد گیاه رسیده و یا در اندامهای ذخیرهای تجمع مییابد؛ که میتواند تعیین کننده عملکرد گیاهان زراعی باشد. در تاریخ کاشتهای مختلف گیاهان دارای طول دوره رشد متفاوتی هستند. طولانی بودن دوره رشد بهدلیل استفاده مطلوب از تابش، دما و دیگر عوامل محیطی مناسب به گیاه اجازه میدهد که ماده خشک بیشتری را در اندامهایی چون ساقه و برگ انباشت نماید که بهعنوان یک منبع بسیار قوی در پر کردن دانه نقش خواهد داشت.
.2 پیشینه پژوهش
باکر و همکاران [7] جهت بررسی تغییرات وزن خشک در مقابل زمان پس از کاشت از معادله لجستیک استفاده کردند. در تحقیق دیگری، گزارش شد که مدل بتا 1 را با 6 معادله دیگر - لجستیک، ریچاردز گومپرتز، ویبول و دو مدل نمایی بریده و متقارن - مقایسه کردند و هر کدام از مدلها را به دادههای تجمع وزن خشک - در شش ژنوتیپ گندم - ، تجمع وزن خشک تک بوته - ذرت - و همچنین تجمع وزن خشک کل در واحد سطح - نخودفرنگی و گندم - برازش دادند و بیان کردند که تمام معادلات بهدرستی تغییرات سیگموییدی رشد و تولید ماده خشک گیاه را توصیف کردند .[11] همچنین ایشان اضافه کردند که مدل نمایی بریده و مدل بتا 1 نسبت به سایر مدلها برازش مناسبتری داشتند.
پوررضا و همکاران [2] برای توصیف ماده خشک کل در طول زمان در گیاه نخود از معادله لجستیک استفاده کردند. احمدامینی و همکارن [1] گزارش کردند که تغییرات تجمع ماده خشک در اندامهای گیاه گندم و نحوه توزیع ماده خشک در این گیاه از سه فاز مشخص تبعیت میکند. نتایج آزمایشی نشان داد که در سویا تولید بیشتر ماده خشک در تاریخ کاشتهای زود هنگام به خاطر طولانیتر بودن دوره رشد رویشی و زایشی میباشد
میرزاخانی [5] اعلام کرد افزایش ماده خشک در گیاهان کشت شده در تاریخ کاشت اول 5 - اردیبهشت - بیشتر از تاریخهای کاشت دوم 20 - اردیبهشت - و سوم 4 - خرداد - میباشد بهطوری که حداکثر تجمع وزن خشک در تاریخ کاشت اول حدود 2/4 کیلوگرم در متر مربع میباشد در حالی که حداکثر تجمع وزن خشک در تاریخهای کاشت دوم و سوم بهترتیب حدود 1/9 و 1/4 کیلوگرم در متر مربع میباشد.
.3 مواد و روش
این پژوهش در سال 1391 در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه ولیعصر - عج - رفسنجان اجرا گردید. آزمایش بهصورت فاکتوریل، در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با چهار تکرار انجام گرفت. عامل اول شامل تاریخ کاشت در دو سطح 16 - فروردین و 6 اردیبهشت - و عامل دوم شامل چهار رقم گلرنگ 411 - ، سینا، محلیاصفهان و صفه - بودند. طول هر کرت 2/5 متر، با 5 ردیف کاشت به فاصله 40 سانتیمتر از یکدیگر بود. قطعه زمین آزمایشی در پاییز سال قبل شخم و عملیات آمادهسازی زمین در اسفندماه انجام شد.
کشت بهصورت متراکم و اولین آبیاری پس از کاشت انجام شد. عمل تنک کردن در دوره 4 تا 5 برگی به فاصله تقریبا 7 سانتیمتر برای رساندن به تراکم 40 بوته در متر مربع انجام شد. مبارزه با علفهای هرز به صورت دستی انجام پذیرفت. بهمنظور توصیف روند تغییرات ماده خشک در برابر زمان پس از کاشت، پس از مقایسه بین مدلها، مدل نمایی خطی بریده بهعنوان مدل برتر انتخاب و مورد بحث قرار گرفت.
که در آن wmax حداکثر مقدار تجمع ماده خشک، cm حداکثر سرعت رشد محصول در فاز خطی رشد، rm حداکثر سرعت رشد نسبی در فاز نمایی رشد و to زمان از دست رفته تا شروع فاز خطی رشد میباشد.
بر اساس این مدل در زمان to+wmax/cm رشد گیاه به پایان میرسد - طول دوره رشد - و پس از آن رشد بهطور ناگهانی وارد فاز سوم میشود و این مدل یک دوره عدم رشد را در فاز سوم رشد گیاه - فاز پیری - پیشبینی میکند. در واقع این مدل پس از فاز نمایی اولیه یک دوره رشد خطی طولانی قبل از پایان دوره رشد پیشبینی میکند و سپس بهطور ناگهانی رشد را به پایان میرساند.
بهترین برآورد پارامترهای مدل بر اساس خطای معیار - SE - کمتر پارامترها و جذر میانگین مربعات خطا - RMSE - کمتر تجزیه رگرسیون مشخص شد. همچنین بهمنظور ارزیابی و تعیین نکویی برازش مدل مورد استفاده از معیارهای زیر استفاده شد.
جذر میانگین مربعات به صورت زیر محاسبه میشود:
که در آن P و O بهترتیب مقدار پیشبینی شده با استفاده از مدل و مقدار مشاهده شده و n تعداد مشاهدات میباشد.
هر چه مقدار RMSE محاسبه شده کمتر باشد دقت مدل در پیشبینی بیشتر است. R2 - ضریب تبیین - : با استفاده از معادله زیر محاسبه میشود:
که در آن SSE و SSG بهترتیب مجموع مربعات خطا و مجموع مربعات کل هستند.
R2، درصد تغییرات در تجمع بیوماس را نشان میدهد که بهوسیله روز پس از کاشت توجیه میشود. هرچه مقدار R2 بیشتر باشد نشان دهنده این است که مدل درصد تغییرات در تجمع بیوماس را بهوسیله روز پس از کاشت بیشتر توجیه میکند. ضرایب a و b به ترتیب نشان دهنده مقدار انحراف خط رگرسیون از مبدا مختصات و مقدار اریب خط رگرسیون از خط 1:1 میباشند.
معنیدار نبودن ضریب a به این معنی است که عرض از مبدا خط رگرسیون با عرض از مبدا خط 1:1 مطابقت دارد. معنیدار نبودن ضریب b نیز به این معنی است که شیب خط رگرسیون با شیب خط 1:1 مطابقت دارد و خط رگرسیون نسبت به خط 1:1 دارای اریب نمیباشد. برازش مدلها بر دادههای تجمع ماده خشک با استفاده از نرم افزار SAS و تخمین پارامترهای مدل با روش مطلوبسازی تکراری با کمک رویه PROC NLIN صورت گرفت .[11] در این آزمایش رسم شکلها به کمک نرم افزار Excel انجام شد.
.3 نتایج و بحث
مقایسه a با صفر و b با یک نشان داد که ضرایب این مدل معنیدار نبودند. همچنین مقدار RMSE پایین و R2 نیز بالاتر از 99 درصد بود و مدل به خوبی توانست روند تولید ماده خشک را توصیف کند - جدول . - 1 مقادیر پارامترهای برآورده شده با استفاده از این مدل در جدول 2 نشان داده شده است. همچنین پارامترهایی که از این مدل بدست میآیند، پارامترهای بسیار مهمی میباشند که در مطالعات آنالیز رشد معمولا جهت مقایسه و پیدا کردن تفاوت بین تیمارهای آزمایشی مورد استفاده قرار میگیرند.
