شبیه سازی مراحل رشد و نمو لاین اینبرد B73 ذرت با استفاده از مدل DSSAT-CSM-CERES-Maize

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 محقق، مؤسسه تحقیقات ثبت و گواهی بذر و نهال، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

2 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

3 دانشیار پژوهش، مؤسسه تحقیقات ثبت و گواهی بذر و نهال، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

4 استاد، انستیتو سیستم های پایدار غذا، دانشگاه فلوریدا، فلوریدا، امریکا

5 مربی پژوهش، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان یزد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران

چکیده

تولید موفق بذر ذرت (Zea mays L.) نیازمند هم­نوایی کامل مراحل نموی لاین­های اینبرد والدینی با شرایط محیطی است. مدل­های شبیه­سازی رشد و نمو می­توانند با شبیه­سازی زمان رخداد این مراحل نموی در مدیریت ایجاد این هم­نوایی نقش کلیدی داشته باشند. به­منظور ارزیابی توانایی مدل DSSAT-CSM-CERES-Maize در شبیه­سازی مراحل رشد و نمو لاین اینبرد B73 ذرت، آزمایشی با پنج تاریخ­ کاشت و چهار تراکم بوته به­صورت کرت­های خردشده در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با چهار تکرار در سال زراعی 93-1392 در کرج اجرا شد. در این آزمایش، زمان رسیدن به هر یک از مراحل فنولوژیک لاین اینبرد B73 ذرت به­عنوان والد مادری هیبرید سینگل­کراس 704، شامل سبز گیاهچه (VE)، پیدایش آغازه تاسل (TI)، گل­دهی یا پیدایش سیلک (R1)، پایان تلقیح (R2) و رسیدگی فیزیولوژیک (R6) اندازه‌گیری و سپس با استفاده از روش برآورد درستنمایی غیرقطعی تعمیم‌یافته توسط نرم­افزار GLUE، ضرایب ژنتیکی مورد استفاده در مدل یعنی P1،P2 ، P5 و PHINT برای لاین اینبرد B73 تعیین شدند. این مقادیر به­ترتیب برابر با 307، 33/0، 970 و 70 برآورد شدند. بررسی ریشه میانگین مربعات خطای نرمال­شده (nRMSE) برای اعتبارسنجی مدل برای پنج مرحله رشدی گیاه به­ترتیب 857/7، 14، 141/7، 607/3 و 687/2 به­دست آمد که نشان می­دهد مدل می­تواند با استفاده از ضرایب جدید، مراحل رشد و نمو لاین اینبرد B73 ذرت را به‌خوبی شبیه­سازی کند. در کل، نتایج تحقیق حاضر نشان داد که مدل CERES-Maize که برای شبیه­سازی ارقام هیبرید ایجاد شده است، فقط در صورت استفاده از ضرایب ژنتیکی ویژه هر لاین اینبرد می‌تواند برای شبیه­سازی تولید بذر هیبرید از لاین­های اینبرد مادری، کارایی و دقت لازم را داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of growth and development of B73 maize inbredline using DSSAT-CSM-CERES-Maize model

نویسندگان [English]

  • Mohamad Rahmani 1
  • Mohsen Zavareh 2
  • Aidin Hamidi 3
  • Gerrit Hoogenboom 4
  • Mohammad Zare Mehrjardi 5
1 Researcher, Seed and Plant Registration and Certification Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
2 Assoc. Prof., Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
3 Research Assoc. Prof., Seed and Plant Registration and Certification Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
4 Prof., Preeminent Scholar, Institute for Sustainable Food Systems, University of Florida, Florida, USA
5 Researcher, Dept. of Soil and Water, Agriculture and Natural Resources Research and Education Center of Yazd Province, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Yazd, Iran
چکیده [English]

A successful hybrid maize (Zea mays L.) seed production program depends on conformity and synchrony of growth and developmental stages of the parental inbred lines with environmental conditions. Crop simulation models plays a key role in managing such synchrony by providing the simulation of the growth stages occurrence time. To evaluate the power of the DSSAT-CSM-CERES-Maize model to simulate the growth and developmental stages of B73 maize inbred line, an experiment was performed as split plot in randomized complete block design with four replications in Karaj, Iran, in 2013. The experimental factors were including planting date and plant densities in five and four levels, respectively. Time to reach any of the developmental stages of B73 maize inbred line including emergence (VE), tassel initiation (TI), silk appearance as the crop flowering (R1), completion of fertilization or beginning of the seed filling (R2) and physiological maturity (R6) were recorded. Then, the genetic coefficients used in the model including P1, P2, P5 and PHINT were determined based on generalized likelihood uncertainty estimation using GLUE software. These genetic coefficients were 307, 0.33, 970 and 70, respectively. The normalized root of error mean square (nRMSE) values for the recorded five growth stages were calculated as 7.857, 14.0, 7.141, 3,607 2.687, respectively, which show the model can simulate the growth stages of B73 maize inbred line using the new specific genetic coefficients. Overall, the results of current research showed that the CERES-Maize model which already developed to simulate the growth and development of maize hybrid cultivars can be efficient and accurate to simulate the production of maize hybrid seed only if the specific genetic coefficient of each parental inbred line is used.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Growth phenology
  • Planting date
  • Seed production modeling
  • Seed density