ساخت و آزمون یک مدل ساده برای پیش‏بینی پتانسیل تولید ماده خشک در ارزن مرواریدی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

به‌‌منظور ارزیابی پتانسیل عملکرد ماده خشک در ارزن مرواریدی، یک مدل مکانیستیک ساده تدوین شد. پارامترهای مورد نیاز برای ساخت این مدل از یک سری آزمایش‌های مزرعه‌ای، آزمایش‏های انجام شده در محیط‌های کنترل شده و داده‏های واقعی به‌دست آمده از 86 مزرعه ارزن در چهار منطقه محاسبه شدند. مهمترین فرآیندهای شبیه‏سازی در مدل‏های موجود عبارت بودند از: فنولوژی (به‌عنوان تابعی از دما و فتوپریود)، توسعه برگ‌ها (به‌عنوان تابعی از میزان ماده خشک اختصاص یافته به برگ‌ها در هر روز و سطح برگ ویژه گیاه)، و بیوماس تجمعی در گیاه (به‌عنوان تابعی از تابش جذب شده و کارایی مصرف نور). این مدل تغییرات روزانه متغیرهای وضعیت را براساس گام زمانی روزانه شبیه‌سازی نمود. آزمون مدل نیز با مقایسه مقادیر شبیه‏سازی شده روز تا گلدهی و روز تا رسیدگی با مقادیر واقعی ثبت‏شده انجام شد. جذر انحراف مربع میانگین‏ها (RMSD) محاسبه ‏شده برای مقادیر واقعی و شبیه‌سازی شده روز تا گلدهی نشان داد که روز تا گلدهی شبیه‏سازی شده توسط مدل برای اولین و آخرین محدوده تاریخ‏های کاشت به‌ترتیب به‌میزان 61/2 و 37/3 روز از میانگین فاصله داشتند. ضرایب تبیین حاصل از خط 1:1 عملکرد ماده خشک شبیه‏سازی شده در مقابل عملکرد ماده خشک مشاهده شده نشان داد که در تمام موارد، عملکرد شبیه‏سازی شده مطابقت خوبی با عملکرد مشاهده شده دارد. اگرچه در تمامی ‏موارد تقریباً در دو سوم انتهایی فصل رشد مقدار تولید ماده خشک بیش از مقادیر واقعی تخمین زده شد، اما مقادیر جذر میانگین مربعات خطا (6/0 و 74/0 برای تاریخ‏های کاشت اول و دوم) نیز مبین دقت قابل ‏قبول این مدل در ارزیابی ماده خشک ارزن مرواریدی بود (98/0 =R2). در این تحقیق، به نقاط قوت و ضعف مدل نیز اشاره شده است.

عنوان مقاله [English]

Construction and primary evaluation of a simple model to predict potential dry matter production in pearl millet

چکیده [English]

A simple mechanistic model was constructed to evaluate potential dry matter of pearl millet. All needed parameters were calculated based on many field and laboratory experiments and actual data obtained from 86 fields of Millet located at different regions of Khorasan's provinces. The major simulated processes were crop phenology (as a function of temperature and photoperiod function curves), development of leaves (as a function of daily biomass partitioning to leaves and Specific Leaf Area (SLA)), and total dry matter (as a function of intercepted radiation and radiation use efficiency).The model was run based on daily time step and outputs were evaluated by comprising actual and predicted data. Calculated Root Mean Square Error (RMSE) by actual and predicted data indicated that predicted days to flowering biased 2.61 and 3.37 days from mean of actual values for the first and second sowing dates in studied regions, respectively. Determination coefficients of actual data plotted against predicted data revealed that predicted dry matter yield was acceptable in comparison with actual data. Although, the model had an overestimation during two-third of growing season, but low RMSEs (0.6 and 0.74 ton ha-1 for first and last sowing dates, respectively) demonstrated the ability of model to predict dry matter production during growing season of pearl millet (R2=0.98). In this study, the advantages and deficiencies of model, also, have considered.