Evaluation of SSM-wheat model to simulate barley growth and yield

مقدمه: جو با نام علمی L. Hordeum vulgare یکی از گیاهان مهم تیره غلات می باشد. مدل سازی گیاهان زراعی، یکی از شاخه های زراعت و فیزیولوژی گیاهان زراعی است، که ظهور آن به حدود ۴۰ سال قبل باز می گردد و توسعه رایانه های پر قدرت و کار آمد در پیشرفت این رشته سهم عمده ای داشته است. این مدل ها معمولا امکان تعیین گزینه های مدیریتی را فراهم می آورند، همچنین می توان آن ها را برای بررسی طیف گسترده ای از استراتژی های مدیریتی، با هزینه های پایین استفاده کرد. مدل های گیاهی ثابت کرده اند که جهت برآورد عملکرد محصولات، ترکیب جامعی از مقادیر در شرایط فیزیولوژیکی و برای ارزیابی گزینه مدیریت محصول، ابزار های مفیدی می باشند. هدف از این تحقیق، ارزیابی مدل SSM-Wheat برای پیش بینی عملکرد جو با توجه به تولید و توزیع ماده خشک و میزان رشد برگ می باشد. مواد و روش ها: اطلاعات لازم جهت شبیه سازی رشد و عملکرد جو از داده های آزمایش شده بر روی سه رقم جو ( فردان، خرم و صحرا) در طی دو سال زراعی ۹۳-۱۳۹۲ و ۹۴-۱۳۹۳ و همچنین داده های آزمایش شده بر روی چهار رقم جو (فردان، خرم، ماهور و صحرا) در سال های زراعی ۹۶-۱۳۹۵ و ۹۷-۱۳۹۶استفاده شد. داده های مربوط به عملکرد و سطح برگ اندازه گیری شده برای ارزیابی مدل مورد استفاده قرار گرفت . فایل داده های هواشناسی (حداکثر و حداقل دما، میزان بارندگی و تشعشع خورشیدی) به صورت روزانه گردآوری و در مدل تعریف شد. پارامترهای مربوط به ویژگی های خاک از داده های پایه خود مدل در نظر گرفته شد. نتایج: مقادیر به دست آمده از آزمایش مزرعه ای به ترتیب با حداکثر و حداقل معادل ۳۱/۵۳۷ و ۸۱/۲۲۸ گرم در متر مربع و میانگین ۵۱/۳۶۰  گرم در متر مربع بود و همچنین حداکثر و حداقل مقادیر برای این صفت در مقادیر پیش بینی شده مدل معادل ۷۴/۲۷۸ و ۰۲/۲۰۳  گرم در متر مربع و میانگین ۲۱/۲۵۸ گرم در متر مربع بود. عملکرد بیولوژیک بدست آمده در آزمایش مزرعه ای در دامنه ای از حداقل معادل ۵۵/۴۸۷ گرم در مترمربع تا حداکثر ۱۵۴۰ گرم در مترمربع و میانگین ۱۰۹۲ گرم در مترمربع بدست آمد. مدل نیز مقادیر حداقل، حداکثر و میانگین عملکرد بیولوژیک را به ترتیب معادل ۱۱۱۵، ۱۲۶۷و ۱۱۸۱ گرم در مترمربع محاسبه نمود. نتیجه گیری کلی: نتایج جذر میانگین مربعات خطای نرمال (nRMSE) برای پارامترهای عملکردی شامل عملکرد دانه برابر با ۹۹/۳۳، عملکرد بیولوژیک برابر با ۱۴/۲۴ و شاخص برداشت برابر با ۱۱/۵۱ بود که حاکی از عدم پیش بینی مناسب پارامترهای عملکردی به غیر از عملکرد بیولوژیک گیاه جو در شرایط مطالعه می باشد.

Keywords:

Barley , Simulation , Yield , SSM-Wheat model , جو , شبیه سازی , عملکرد , مدل SSM-Wheat