پارامتریابی و ارزیابی مدل SSM-iCrop2 برای شبیهسازی رشد و عملکرد گیاه برنج در ایران
سابقه و هدف: برنج یکی از مهم‌ترین غلات و غذای اصلی بسیاری از مردم جهان است. برای شناسایی امکان تامین غذای جمعیت جهان، با توجه به لزوم تداوم تولید در کشاورزی پایدار، پیش‌بینی درست عملکرد گیاهان زراعی امری لازم و ضروری است. به منظور، مدل‌سازی مراحل رشد و عملکرد برنج بر اساس آمار هواشناسی کشور ایران،...
Saved in:
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | fas |
| Published: |
Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
2023-03-01
|
| Series: | Pizhūhish/hā-yi tulīd-i giyāhī |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://jopp.gau.ac.ir/article_6390_031cf3b0ad0d6e76a3cbf3f592a05d2a.pdf |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1832586564685791232 |
|---|---|
| author | صالح کرامت بنیامین ترابی افشین سلطانی ابراهیم زینلی |
| author_facet | صالح کرامت بنیامین ترابی افشین سلطانی ابراهیم زینلی |
| author_sort | صالح کرامت |
| collection | DOAJ |
| description | سابقه و هدف: برنج یکی از مهم‌ترین غلات و غذای اصلی بسیاری از مردم جهان است. برای شناسایی امکان تامین غذای جمعیت جهان، با توجه به لزوم تداوم تولید در کشاورزی پایدار، پیش‌بینی درست عملکرد گیاهان زراعی امری لازم و ضروری است. به منظور، مدل‌سازی مراحل رشد و عملکرد برنج بر اساس آمار هواشناسی کشور ایران، مطالعه‌ای در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان صورت گرفت. هدف از این مطالعه استفاده از مدل ساده SSM-iCrop2 برای شبیهسازی رشد و عملکرد برنج به منظور بررسی اثرات عوامل آب و هوایی، خاک، مدیریت زراعی و تعیین ضرایب ژنتیکی برنج در شرایط کشور ایران بود. با توجه به توانایی مناسب مدل در شبیهسازی برنج، می‌توان از آن به عنوان ابزار مناسبی برای برنامه‌ریزی و مدیریت بهتر مزارع برنج در کشور استفاده نمود. مواد و روش‌ها: در این مطالعه از مدل SSM-iCrop2 برای شبیهسازی پتانسیل عملکرد استفاده شد. در این مدل مقدار عملکرد پتانسیل بر مبنای دادههای هواشناسی، شرایط خاک، نحوه مدیریت (مانند آبیاری) و پارامترهای گیاهی محاسبه میشود. مدل برای اجرا نیاز به یک سری پارامترهای ورودی شامل: روابط آب، اطلاعات هواشناسی، مکانی، خاک و مدیریت زراعی دارد که برای انجام شبیهسازی، ورودی‌های مورد نیاز مدل جمعآوری شدند. مهـم‌تـرین فرآیندهایی که در مدل باید شبیهسازی شوند عبارت است از، فنولوژی گیاه، تغییرات سـطح بـرگ، تولیـد و توزیع ماده خشک و موازنه آب خاک. برای پارامتریابی و ارزیابی مدل، مقادیر عملکرد و روز تا رسیدگی شبیهسازی شده با مشاهده شده مقایسه شدند. برای این منظور از مجموعه‌ای از دادههای آزمایشی (دادههای مربوط به رشد و تولید برنج از مقالات و گزارش‌های چاپ شده و چاپ نشده) در مناطق مهم تحت کشت برنج کشور استفاده شد. براساس آمار وزارت کشاورزی 1380-1395، مناطق اصلی کشت و تولید برنج در ایران مشخص شد. در این مطالعه برای مقایسه انحراف مقادیر شبیهسازی شده از مشاهده شده از میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تغییرات (CV)، ضریب همبستگی (r) و میزان انحراف نتایج شبیهسازی شده از خط 1:1 با طیفی از اختلاف 20 درصد بین مقادیر شبیهسازی شده و مشاهده شده (به وسیله خطوط منقطع تعریف شده) برای آزمون نتایج مدل استفاده شد.یافته‌ها: در پارامتریابی مدل SSM-iCrop2برای برنج، مقایسه بین روز تا رسیدگی مشاهده شده و شبیهسازی شده ، با RMSE، cv و r به ترتیب برابر با 12 روز، 11 درصد و 61/0 و برای عملکرد دانه به ترتیب 56 گرم در متر مربع، 21 درصد و 80/0 درستی پارامترهای مورد استفاده را نشان داد. همچنین، در ارزیابی مدل، مقادیر RMSE، cv و r برای روز تا رسیدگی به ترتیب برابر با 9 روز، 10 درصد و 95/0، برای عملکرد دانه به ترتیب 43 گرم در متر مربع، 14 درصد و 77/0 و در شبیهسازی تبخیر و تعرق به ترتیب 44 میلی‌متر، 9 درصد و 79/0، دقت شبیهسازی مدل را تایید نمود. استفاده از مدل SSM-iCrop2 آسان بوده و شبیه‌سازی‌ها با تعداد پارامتر کم و دادههای ورودی قابل دسترس با دقت قابل قبول امکان پذیر است. نتیجه‌گیری: نتایج پارامتریابی و ارزیابی مدل SSM-iCrop2 با استفاده از شاخص‌های جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب همبستگی (r) و ضریب تغییرات (CV)، نشان داد که این مدل مراحل فنولوژیکی (روز تا رسیدگی) و عملکرد دانه را در تاریخ کاشت‌های مختلف در شرایط اقلیمی ایران با دقت زیادی شبیهسازی می‌کند که نشان‌دهنده ساختار مناسب مدل در شبیهسازی است. بنابراین، با توجه به دقت مناسب مدل SSM-iCrop2در شبیهسازی فنولوژی و عملکرد برنج، می‌توان از آن به عنوان ابزار مناسبی برای بررسی سامانه‌های زراعی و تفسیر نتایج در شرایط محیطی و مدیریتی متفاوت در جهت برنامه‌ریزی و بهبود مدیریت مزارع برنج در کشور استفاده نمود. |
| format | Article |
| id | doaj-art-3baf919dc27d47a9a2e3bce3fbf4a385 |
| institution | Kabale University |
| issn | 2322-2050 2322-2778 |
| language | fas |
| publishDate | 2023-03-01 |
| publisher | Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources |
| record_format | Article |
| series | Pizhūhish/hā-yi tulīd-i giyāhī |
| spelling | doaj-art-3baf919dc27d47a9a2e3bce3fbf4a3852025-01-25T07:01:37ZfasGorgan University of Agricultural Sciences and Natural ResourcesPizhūhish/hā-yi tulīd-i giyāhī2322-20502322-27782023-03-01301214710.22069/jopp.2021.19090.28226390پارامتریابی و ارزیابی مدل SSM-iCrop2 برای شبیهسازی رشد و عملکرد گیاه برنج در ایرانصالح کرامت0بنیامین ترابی1افشین سلطانی2ابراهیم زینلی3دانش‌آموخته دکتری زراعت، گروه زراعت، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.نویسنده مسئول، دانشیار گروه زراعت، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.استاد گروه زراعت، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.دانشیار گروه زراعت، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایرانسابقه و هدف: برنج یکی از مهم‌ترین غلات و غذای اصلی بسیاری از مردم جهان است. برای شناسایی امکان تامین غذای جمعیت جهان، با توجه به لزوم تداوم تولید در کشاورزی پایدار، پیش‌بینی درست عملکرد گیاهان زراعی امری لازم و ضروری است. به منظور، مدل‌سازی مراحل رشد و عملکرد برنج بر اساس آمار هواشناسی کشور ایران، مطالعه‌ای در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان صورت گرفت. هدف از این مطالعه استفاده از مدل ساده SSM-iCrop2 برای شبیهسازی رشد و عملکرد برنج به منظور بررسی اثرات عوامل آب و هوایی، خاک، مدیریت زراعی و تعیین ضرایب ژنتیکی برنج در شرایط کشور ایران بود. با توجه به توانایی مناسب مدل در شبیهسازی برنج، می‌توان از آن به عنوان ابزار مناسبی برای برنامه‌ریزی و مدیریت بهتر مزارع برنج در کشور استفاده نمود. مواد و روش‌ها: در این مطالعه از مدل SSM-iCrop2 برای شبیهسازی پتانسیل عملکرد استفاده شد. در این مدل مقدار عملکرد پتانسیل بر مبنای دادههای هواشناسی، شرایط خاک، نحوه مدیریت (مانند آبیاری) و پارامترهای گیاهی محاسبه میشود. مدل برای اجرا نیاز به یک سری پارامترهای ورودی شامل: روابط آب، اطلاعات هواشناسی، مکانی، خاک و مدیریت زراعی دارد که برای انجام شبیهسازی، ورودی‌های مورد نیاز مدل جمعآوری شدند. مهـم‌تـرین فرآیندهایی که در مدل باید شبیهسازی شوند عبارت است از، فنولوژی گیاه، تغییرات سـطح بـرگ، تولیـد و توزیع ماده خشک و موازنه آب خاک. برای پارامتریابی و ارزیابی مدل، مقادیر عملکرد و روز تا رسیدگی شبیهسازی شده با مشاهده شده مقایسه شدند. برای این منظور از مجموعه‌ای از دادههای آزمایشی (دادههای مربوط به رشد و تولید برنج از مقالات و گزارش‌های چاپ شده و چاپ نشده) در مناطق مهم تحت کشت برنج کشور استفاده شد. براساس آمار وزارت کشاورزی 1380-1395، مناطق اصلی کشت و تولید برنج در ایران مشخص شد. در این مطالعه برای مقایسه انحراف مقادیر شبیهسازی شده از مشاهده شده از میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تغییرات (CV)، ضریب همبستگی (r) و میزان انحراف نتایج شبیهسازی شده از خط 1:1 با طیفی از اختلاف 20 درصد بین مقادیر شبیهسازی شده و مشاهده شده (به وسیله خطوط منقطع تعریف شده) برای آزمون نتایج مدل استفاده شد.یافته‌ها: در پارامتریابی مدل SSM-iCrop2برای برنج، مقایسه بین روز تا رسیدگی مشاهده شده و شبیهسازی شده ، با RMSE، cv و r به ترتیب برابر با 12 روز، 11 درصد و 61/0 و برای عملکرد دانه به ترتیب 56 گرم در متر مربع، 21 درصد و 80/0 درستی پارامترهای مورد استفاده را نشان داد. همچنین، در ارزیابی مدل، مقادیر RMSE، cv و r برای روز تا رسیدگی به ترتیب برابر با 9 روز، 10 درصد و 95/0، برای عملکرد دانه به ترتیب 43 گرم در متر مربع، 14 درصد و 77/0 و در شبیهسازی تبخیر و تعرق به ترتیب 44 میلی‌متر، 9 درصد و 79/0، دقت شبیهسازی مدل را تایید نمود. استفاده از مدل SSM-iCrop2 آسان بوده و شبیه‌سازی‌ها با تعداد پارامتر کم و دادههای ورودی قابل دسترس با دقت قابل قبول امکان پذیر است. نتیجه‌گیری: نتایج پارامتریابی و ارزیابی مدل SSM-iCrop2 با استفاده از شاخص‌های جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب همبستگی (r) و ضریب تغییرات (CV)، نشان داد که این مدل مراحل فنولوژیکی (روز تا رسیدگی) و عملکرد دانه را در تاریخ کاشت‌های مختلف در شرایط اقلیمی ایران با دقت زیادی شبیهسازی می‌کند که نشان‌دهنده ساختار مناسب مدل در شبیهسازی است. بنابراین، با توجه به دقت مناسب مدل SSM-iCrop2در شبیهسازی فنولوژی و عملکرد برنج، می‌توان از آن به عنوان ابزار مناسبی برای بررسی سامانه‌های زراعی و تفسیر نتایج در شرایط محیطی و مدیریتی متفاوت در جهت برنامه‌ریزی و بهبود مدیریت مزارع برنج در کشور استفاده نمود.https://jopp.gau.ac.ir/article_6390_031cf3b0ad0d6e76a3cbf3f592a05d2a.pdfآب خاکسطح برگشبیه‌سازیفنولوژیعملکرد دانه |
| spellingShingle | صالح کرامت بنیامین ترابی افشین سلطانی ابراهیم زینلی پارامتریابی و ارزیابی مدل SSM-iCrop2 برای شبیهسازی رشد و عملکرد گیاه برنج در ایران Pizhūhish/hā-yi tulīd-i giyāhī آب خاک سطح برگ شبیهسازی فنولوژی عملکرد دانه |
| title | پارامتریابی و ارزیابی مدل SSM-iCrop2 برای شبیهسازی رشد و عملکرد گیاه برنج در ایران |
| title_full | پارامتریابی و ارزیابی مدل SSM-iCrop2 برای شبیهسازی رشد و عملکرد گیاه برنج در ایران |
| title_fullStr | پارامتریابی و ارزیابی مدل SSM-iCrop2 برای شبیهسازی رشد و عملکرد گیاه برنج در ایران |
| title_full_unstemmed | پارامتریابی و ارزیابی مدل SSM-iCrop2 برای شبیهسازی رشد و عملکرد گیاه برنج در ایران |
| title_short | پارامتریابی و ارزیابی مدل SSM-iCrop2 برای شبیهسازی رشد و عملکرد گیاه برنج در ایران |
| title_sort | پارامتریابی و ارزیابی مدل ssm icrop2 برای شبیهسازی رشد و عملکرد گیاه برنج در ایران |
| topic | آب خاک سطح برگ شبیهسازی فنولوژی عملکرد دانه |
| url | https://jopp.gau.ac.ir/article_6390_031cf3b0ad0d6e76a3cbf3f592a05d2a.pdf |
| work_keys_str_mv | AT ṣạlḥḵrạmt pạrạmtryạbywạrzyạbymdlssmicrop2brạysẖbyhsạzyrsẖdwʿmlḵrdgyạhbrnjdrạyrạn AT bnyạmyntrạby pạrạmtryạbywạrzyạbymdlssmicrop2brạysẖbyhsạzyrsẖdwʿmlḵrdgyạhbrnjdrạyrạn AT ạfsẖynslṭạny pạrạmtryạbywạrzyạbymdlssmicrop2brạysẖbyhsạzyrsẖdwʿmlḵrdgyạhbrnjdrạyrạn AT ạbrạhymzynly pạrạmtryạbywạrzyạbymdlssmicrop2brạysẖbyhsạzyrsẖdwʿmlḵrdgyạhbrnjdrạyrạn |