ارزيابي و مقايسه عملكرد چغندرقند در كشت بهاره و پاييزه در شهرستان هاي مشهد و نيشابور با استفاده از يك مدل شبيه‌سازي

Assessing spring and autumn cropping of sugar beet yield in Mashhad and Neyshabor, by a simulation model

سابقه و هدف: استان‌ خراسان رضوي بيشترين سطح زير كشت چغندرقند بهاره را در كشور دارا مي‌باشد كه در اين ميان سهم دو شهرستان مشهد و نيشابور در اين استان قابل توجه مي باشد. با توجه به مصرف آب بالاي چغندرقند بهاره و محدوديت آب در دو شهرستان نيشابور و مشهد نياز به راهكاري براي مقابله با اين چالش است. از جمله راهكارهاي مقابله با چالش كم آبي، كشت پاييزه و استفاده از نزولات جوي مي باشد. به همين دليل اين تحقيق به‌منظور مقايسه عملكرد اندام ذخيره اي كشت پاييزه با كشت بهاره چغندرقند و نيز تعيين مناسب‌ترين تاريخ كاشت چغندرقند پاييزه در دو شهرستان مشهد و نيشابور در استان خراسان به انجام رسيده است. مواد و روش‌ها: شبيه سازي رشد و نمو چغندرقند در كشت پاييزه و بهاره در شهرستان هاي مشهد و نيشابور با مدل SUCROS در شرايط پتانسيل (بدون محدوديت آب، عناصر غذايي، آفات و بيماري‌ها) انجام شد. واسنجي و اعتبارسنجي مدل با استفاده داده هاي به‌دست آمده از دو آزمايش مستقل انجام شد. آزمايش اول به‌صورت فاكتوريل در چهار تكرار انجام شد و تيمارهاي آزمايشي شامل سه رقم چغندرقند (فياما، ماگنوليا و ناگانو) و چهار سطح نيتروژن (صفر، 80، 160 و 250 كيلوگرم در هكتار) بود. آزمايش دوم در قالب فاكتوريل با چهار سطح آبياري و چهار سطح نيتروژن (شاهد، 90، 180 و 270 كيلوگرم نيتروژن در هكتار از منبع اوره) اجرا شد. همچنين آزمايش‌هاي شبيه‌سازي به‌صورت فاكتوريل بر پايه طرح كاملا تصادفي انجام شد. تركيب شش تاريخ كاشت شامل دو تاريخ كاشت بهاره (15 اسفند و 15 ارديبهشت) و چهار تاريخ كاشت پاييزه (10 و 25 مهر، 10 و 25 آبان) و دو منطقه مشهد و نيشابور تيمارهاي آزمايشي را تشكيل دادند. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه بيشترين وزن تر و خشك اندام ذخيره اي چغندرقند به‌ترتيب با مقادير 104191 و 6/26047 كيلوگرم در هكتار مربوط به تاريخ كاشت 10 مهر بود. همچنين نتايج مقايسات گروهي اين دو صفت نشان‌دهنده برتري تاريخ كاشت هاي پاييزه نسبت به بهاره بود. از لحاظ بيشينه شاخص سطح برگ، طول دوره رشد و آسيميلاسون ناخالص در طول فصل رشد نيز تاريخ كاشت-هاي پاييزه نسبت به بهاره برتري داشتند. از نظر كارايي مصرف آب تاريخ كاشت پاييزه نسبت به تاريخ كاشت بهاره برتري داشت، به‌طوري كه در تاريخ كاشت پاييزه كارايي مصرف آب 57/2 كيلوگرم ماده خشك اندام ذخيره اي به متر‌مكعب، در حالي‌كه در تاريخ كاشت بهاره 67/1 كيلوگرم ماده خشك اندام ذخيره‌اي به متر مكعب برآورد شد. نتيجه گيري: به طوركلي نتايج به‌دست آمده از اين آزمايش نشان داد كه كشت پاييزه چغندرقند در شهرستان هاي نيشابور و مشهد از مزاياي قابل توجهي برخوردار است. كاشت پاييزه نسبت به تاريخ كاشت بهاره داراي بارندگي و كارايي مصرف آب بالاتر و تبخير و تعرق كمتري است. با توجه به نياز آبي نسبتاً زياد چغندرقند در بهار و تابستان، تاريخ كشت پاييزه و استفاده از نزولات آسماني مي تواند به توليد چغندرقند در منطقه كمك شاياني كند. با توجه به نتايج به‌دست آمده براي دو منطقه مورد مطالعه، تاريخ كاشت هاي 10 و 25 مهر توصيه شد.

Background and objectives: Sugar beet is the major crop in Khorasan-e-Razavi province which is mainly grown in Mashhad and Neyshabor. Because of the high water requirement of sugar beet and water scarcity in Mashhad and Neyshabor, there is a necessity for overcome this challenges. Autumn sowing is one of the solutions to this problem. Accordingly, this research was performed to compare the yield of storage organ in spring and autumn-sown sugar beet and determine the most appropriate sowing date of autumn cropping sugar beet in two locations of Mashhad and Neyshabor in Khorasan-e-Razavi province. Materials and methods: The SUCROS crop simulation model was employed to simulate growth and development of spring and autumn-sown sugar beet in two locations (Mashhad and Neyshabor) in Khorasan-e-Razavi province under potential conditions. The model was evaluated using two independent experiments. The first experiment was based on a randomized complete block design with four replications. The experimental factors included three cultivars (Fiama, Magnolia and Nagano) and four levels of nitrogen application (0, 80, 160, 250 kg N ha?1). In the second experiment, four levels of irrigation regimes along with four levels of nitrogen application (control, 90, 180 and 170 kg N ha?1) were investigated. The evaluated model was used to perform simulation experiments. The simulation experiments consisted of a factorial combination of six sowing dates including two spring dates (March 6 and May 6) and four autumn dates (October 2, October 17, November 1 and November 16) in two locations of Mashhad and Neyshabor. Results: The results showed that maximum fresh and dry yield of storage organ were observed on October 2 (104191 and 26047.6 kg ha-1, respectively). The results of group comparisons of fresh and dry yield also indicated the superiority of autumn sowing dates compared with spring sowing dates. In additions, the autumn sowing dates had better performance than spring sowing dates in terms of maximum leaf area index and gross assimilation rate at both locations. Water use efficiency was also higher in autumn sowing compared to the spring sowing. Water use efficiency in spring and autumn cropping was 2.57 and 1.67 kg dry weight of storage organ per m3, respectively. Conclusion: Overall, autumn sowing of sugar beet in Mashhad and Neyshabor has high benefits. Autumn cropping in comparison to spring cropping had higher rainfalls, water use efficiency and lower evapotranspiration. Because of the high water requirement of sugar beet during spring and summer, autumn cropping and using precipitations result in more production in the region. The optimum sowing dates among four autumn sowing dates were October 2 and 17 at both locations.