المحددات المناخية لتطور الأرز في الأراضي المنخفضة

الملخص إن النمذجة الدقيقة لتطور النباتات هي الأساس لأي تقييم لتأثير تغير المناخ على غلات المحاصيل. تعتمد معظم نماذج الأرز على محاكاة التطور (الظواهر) بناءً على درجة الحرارة وطول النهار، ولكن غالبًا ما يتم تقليل موثوقية هذه النماذج خارج البيئة التي تمت معايرتها لها. في دراستنا، اختبرنا تأثيرات الرطوبة النسبية للهواء والإشعاع الشمسي على معدل ظهور الأوراق في تجارب البيوت الزجاجية، وحللنا مجموعات من البيانات من دراسات ميدانية أجريت في بيئين مختلفين للغاية لزراعة الأرز في نيبال والسنغال. كما قمنا بتحليل التأثيرات البيئية على مدة الإزهار لمادة شائعة من IRRI (IR64) في ثمانية مواقع مختلفة تغطي نطاق درجات الحرارة التي تزرع فيها الأرز بشكل واسع. لقد قللت كلاً من الرطوبة النسبية المنخفضة والإشعاع الشمسي المنخفض بشكل ملحوظ من معدل ظهور الأوراق. وكانت متوسط درجة حرارة الهواء تفسر 81% من التباين في مدة الإزهار عبر المواقع، والتي تأثرت أيضًا بشكل كبير بالرطوبة النسبية للهواء. عبر جميع المواقع، أدى نهج الانحدار الخطي البسيط الذي يشمل متوسط درجة حرارة الهواء ومتوسط الرطوبة النسبية في حساب مدة الإزهار إلى خطأ جذري متوسط قدره 10 أيام، وهو أقل بقليل من الخطأ الجذري المتوسط البالغ 11 يومًا الذي تم تحقيقه باستخدام أداة معايرة تلقائية لتحسين معلمات درجات الحرارة الحرجة وحساسية طول النهار. أدى تحسين المعلمات للمواقع الفردية إلى تقليل خطأ التنبؤ بشكل أكبر، ولكنه أدى أيضًا إلى اختلافات كبيرة في درجات الحرارة الحرجة بين المواقع، وخاصة درجات الحرارة المثلى الأقل للمواقع الأكثر برودة. لزيادة القوة التنبؤية للنماذج الظاهرة خارج نطاق معاييرها، وخاصة في سيناريوهات تغير المناخ، هناك حاجة إلى نهج نمذجة أكثر آلية. يمكن أن تكون نقطة انطلاق تشمل الرطوبة النسبية للهواء والإشعاع في إجراء محاكاة تطور المحاصيل، ومن المحتمل أن يساعد ارتباط أقرب بين نمو النبات وإجراءات التطوير في زيادة قوة فعالية النماذج الظاهرة.