اثر تغییر اقلیم بر صفات فنولوژیک نخود (Cicer arietinum L.) تحت شرایط دیم و آبی در شهرستان گنبد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه گنبد کاووس، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی

2 دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبد کاووس

3 عضو هیات علمی/ دانشگاه گنبد کاووس

4 عضو هیات علمی دانشگاه گنبد، دانشکده کشاورزی . منابع طبیعی

5 دانشگاه گنبد، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی

چکیده

سابقه و هدف: نخود سومین محصول مهم حبوبات در جهان پس از لوبیا و نخودفرنگی است. تعدادی از دانشمندان اروپایی با مطالعه 542 گونه گیاهی در 26 کشور اروپا که شامل 125 هزار سری زمانی بود دریافتند که در فاصله سال‌های 1971 تا 2000 میلادی در 78 درصد موارد سرعت نمو به دلیل بالا رفتن دما افزایش یافته و طول مراحل کوتاه‌تر شده است. کوتاه‌تر شدن طول دوره رشد ناشی از افزایش دما در اغلب گیاهان زراعی باعث کاهش عملکرد می‌شود زیرا تابش کمتری جذب شده و زمان کمتری برای تجمع ماده خشک در اختیار گیاه خواهد بود. هدف از انجام این مطالعه بررسی اثرات تغییر اقلیم بر صفات فنولوژیک گیاه نخود در شهرستان گنبد، در جهت سازگاری و بهبود عملکرد برای شرایط آینده است.
مواد و روش: ابتدا اطلاعات هواشناسی از ایستگاه هواشناسی سینوپتیک گنبد از سال 1993 تا 2017 میلادی جمع‌آوری و پس از پردازش و تبدیل ایام به روز از سال میلادی (DOY) با استفاده از برنامه Srad-calc میزان تشعشع خورشیدی بر اساس ساعات آفتابی و روز از سال محاسبه شد. سپس با تغییر در داده‌های هواشناسی بر اساس سناریوهای تغییر اقلیم داده‌های جدیدی ایجاد شد. مدل SSM-iLegume-Chickpea برای شرایط دیم و آبی و هر کدام از سناریوها اجرا شد. نوع کاشت با توجه به شرایط آب و هوایی منطقه، پاییزه و نوع رقم آزاد انتخاب شد. شبیه‌سازی برای هر کدام از شرایط دیم و آبی، سه تاریخ کاشت مختلف (آذر، دی و بهمن) انتخاب و شبیه‌سازی‌ها برای 25 سال (1993-2017) انجام شد.
یافته‌ها: با توجه به نتایج تجزیه واریانس، سناریوهای تاریخ کاشت و تغییر اقلیم روی تمام صفات فنولوژیک مورد بررسی در هر دو شرایط دیم و آبی در سطح یک درصد معنی‌دار بود، در حالی که اثر متقابل تاریخ کاشت و تغییر اقلیم، به استثنای روز تا سبز شدن، بر روی سایر صفات در سطح یک درصد معنی‌دار بود. با افزایش دما در اقلیم آینده طول مراحل فنولوژی اعم از روز تا شروع گلدهی، روز تا شروع غلاف‌دهی، روز تا رسیدگی فیزیولوژیک و روز تا رسیدگی برداشت نسبت به شرایط نرمال کاهش خواهد یافت. بیشترین کاهش طول مراحل فنولوژی مربوط به سناریوی افزایش دمای 6 درجه و اثرات ترکیبی دو برابر شدن غلظت Co2، کاهش دو درصدی بارندگی و افزایش دمای 6 درجه نسبت به شرایط نرمال بود و کمترین کاهش به ترتیب در سناریوی‌های افزایش دما به میزان 2 درجه ، اثرات ترکیبی دو برابر شدن غلظت Co2، کاهش دو درصدی بارندگی و افزایش 2 درجه دما در هر دو شرایط دیم و آبی مشاهده گردید. بنابراین به دلیل عدم تغییر مراحل فنولوژیک تحت سناریوهای دوبرابر شدن Co2 و کاهش دو درصدی بارندگی نسبت به شرایط نرمال و به علت کاهش طول مراحل فنولوژیک تحت تأثیر سناریوی افزایش دما و همچنین به دلیل مشابهت نتایج سناریوهای افزایش دما به تنهایی در مقایسه با اثرات ترکیبی دوبرابر شدن Co2 و کاهش دو درصدی بارندگی و افزایش دما، می‌توان فهمید که تنها افزایش دما باعث کاهش طول مراحل فنولوژیک می‌شود.
نتیجه‌گیری: نتایج شبیه‌سازی‌ها در گنبد نشان داد افزایش غلظت Co2 در هر دو شرایط دیم و آبی و تاریخ کاشت‌های مختلف تأثیری روی مراحل فنولوژیک گیاه نخود ندارد اما افزایش دما به‌طور قابل ملاحظه‌ای دوره رشد محصول نخود را کاهش خواهد داد و گیاه نخود سریع‌تر وارد مرحله زایشی شده، هم از شرایط دمایی و رطوبتی مطلوب‌تری در مراحل زایشی برخوردار شده و هم باعث زودرسی و در نهایت فرار از خشکی و گرمای آخر فصل و افزایش عملکرد در شرایط دیم خواهد شد. اما تأخیر در کاشت نخود باعث کوتاهتر شدن دوره رشد نخود، عدم بهره‌وری از منابع موجود و کاهش عملکرد خواهد شد.
واژه‌های کلیدی: اقلیم آینده، دما، روزهای کاشت و مدل SSM-iLegume-Chickpea.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of climate change on phenological traits of chickpea (Cicer arietinum L.) under rainfed and irrigated conditions in Gonbad

نویسندگان [English]

  • Ali Rahemi Karizaki 1
  • Korosh Sanaie 2
  • Ali Nakhzari Moghaddam 3
  • Ebrahim Gholamalipour Alamdari 4
  • Sara Pirdehghan 5
  • Leila Habibian 5
1 scientific board member, Agricultural and Natural Resources Faculty.
2 Agroecology,, Gonbad Kavous University
3 scientific board member, Gonbad University, of Agriculture and Natural Resources Faculty,
4 scientific board member, Gonbad University, Agriculture and Natural Resources Faculty.
5 Gonbad University, Agriculture and Natural Resources Faculty
چکیده [English]

Chickpea is the third most important cereal crop in the world after beans and peas. European scientists found that studying 542 plant species in 26 European countries, including 125,000 time series, found that in 78% of the time between 1971 and 2000, the rate of development increased due to rising temperatures and shorter stages. The shortening of the growth period caused by the increase in temperature in most crops reduces yield because it absorbs less radiation and has less time for dry matter accumulation. The purpose of this study was to identify the effects of climate change on phenological traits of chickpea in Gonbad city in order to adapt and improve yield for future conditions.

Materials and Methods
First, meteorological data from the Dome Synoptic Weather Station from 1993 to 2017, including daily data on maximum and minimum temperatures, sunshine hours and rainfall, and then processed and converted to DOY using the Srad -calc program (Soltani & Sinkler, 2012) Solar radiation was calculated based on sunny hours and days of the year. Then, new changes were made to the meteorological data based on climate change scenarios. The SSM-iLegume-Chickpea model was implemented for both rain and water conditions and each scenario. Planting type was selected according to the climatic conditions of the region, autumn and the type of free cultivar. Simulations For each rainfed and irrigated condition, three different planting dates (December, January and February) were selected and simulations were performed for 25 years (1993-2017).
Results
Planting date and climate change scenarios were significant at 1% level for all phenological traits in both rainfed and irrigated conditions, while the interaction effects of planting date and climate change except day to emergence were significant at 1% level. As the temperature rises in the future climate, the length of the phenological stages, ranging from day to flowering, day to pod start, day to physiological maturity, and day to harvest maturity will be reduced compared to normal conditions. Maximum decrease in phenology length was related to increase in temperature of 6°C and combined effects of doubling Co2 concentration, two percent decrease in precipitation and increase of 6°C under normal conditions, and minimum decrease in temperature increase scenario by 2°C. Co2 is a two percent decrease in recipitation and an increase of two degrees Celsius in both rainfed and irrigated conditions. Therefore, due to unchanged phenological stages under Co2 doubling scenarios and 2% reduction in rainfall compared to normal conditions, and reduction in phenological stages under the influence of temperature rise scenarios and similarity of the results of the temperature rise scenarios alone compared to the combined effects of Co2 doubling and 2% decrease in precipitation and an increase in temperature can be deduced that only an increase in temperature reduces the length of the phenological stages.

Conclusion
Simulation results in Gonbad city showed that increasing Co2 concentration in both rainfed and irrigated conditions and different planting dates had no effect on the phenological stages of chickpea but increasing temperature would significantly decrease the chickpea growth period, although this decrease in the length of chickpea growth is greater in the vegetative growth stage. As a result, the chickpea plant enters the reproductive stage faster, enjoys better temperature and humidity conditions in the reproductive stages, and causes premature and eventually evaporation of drought and late-season heat, and ultimately increases yield under conditions that will be dry. But delay in chickpea planting will shorten the chickpea growth period, depletion of available resources such as radiation, optimum humidity and temperature, dealing with end-season heat and drought, and ultimately yield loss.
Keywords: future climate, planting dates, SSM-iLegume-Chickpea and temperature.

کلیدواژه‌ها [English]

  • future climate
  • planting dates
  • SSM-iLegume-Chickpea and temperature