| چکیده فارسی مقاله |
مقدمه (و هدف) مدلهای گیاهان زراعی در بسیاری از کشورها برای شبیه سازی پاسخ گیاهان زراعی به تنشهای محیطی و روشهای مدیریتی متفاوت در دهه های مختلف استفاده شده اند (Mehraban, 2013). یکی از اهداف مدلهای شبیه سازی گیاهی، استفاده از آنها برای پیشبینی عملکرد محصول میباشد. مدهای مختلفی برای این منظور توسعه داده شده و توسط محققین مختلف بکار رفته اند .مدل هایی چونCERES (Jones and Kiniry, 1986) ، WOFOST (Van Keulen and Wolf, 1986) ، CropSyst (Stockle et al., 1984) و غیره که البته مستلزم مهارت زیاد کاربر در واسنجی میباشد و متغیرهای ورودی آنها زیاد و اندازه گیری آنها سخت است. بر اساس روابط ارائه شده برای شبیه سازی مراحل رشد و اثر آب در این مراحل، کردری و گراهام (Cordery and Graham, 1989) مدلی را بنا نهادند. این مدل برای گندم زمستانه رقم عدل در شرایط آب و هوایی منطقه باجگاه پس از بازسازی و واسنجی، MEDIWY نامگذاری شد (Ziaei and Sepaskhah, 2003). به طور کلی مدل با استفاده از دادههای متداول که تقریباً در تمامی ایستگاههای هواشناسی اندازهگیری میشود قادر به برآورد مناسب شاخصهای رشد و در نهایت برآورد مطلوب مقدار عملکرد دانه گندم دیم و آبی میباشد. کاربرد گسترده تر آن نیاز به آزمون در شرایط متفاوت آب و هوایی دارد. بنابراین با توجه به کاربردی بودن مدل MEDIWY و نیاز به حداقل داده های ورودی در آن، هدف از این تحقیق ارزیابی مدل MEDIWY برای شبیه سازی عملکرد گندم رقم مرودشت در شرایط رژیمهای متفاوت آبیاری در منطقه کرج می باشد. مواد و روشها آنچه در این تحقیق مورد بحث و بررسی قرار گرفت، ارزیابی مدل MEDIWY برای شبیه سازی عملکرد گندم (رقم مرودشت)در شرایط آب و هوایی منطقه کرج می باشد. برای این منظور از اطلاعات 9 تیمار آبیاری که در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج در سال زراعی (83-1382) اجرا شده بود، استفاده شد (Paknejad, 2005). در ضمن، سایر اطلاعات مورد نیازدیگر مانند اطلاعات هواشناسی (مقادیر روزانه تبخیر از تشت و بارندگی) از ایستگاه هواشناسی ماهدشت کرج تهیه شد. در مدل مورد نظر مقادیر مربوط به دادههای هواشناسی (بارندگی و تبخیر از تشت) و آبیاری بعنوان عوامل ورودی، وارد مدل می گردد. با توجه به اینکه تیمارهای آبیاری بکار رفته در این تحقیق هر کدام به صورت یک رژیم آبیاری بخصوصی میباشد و در مراحل مختلف رشد نیز اعمال شده است برای واسنجی دقیقتر مدل MEDIWY تیمارهای آبیاری بر اساس شدت تنش خشکی به سه گروه طبقه بندی شد و واسنجی مدل برای هر گروه به طور جداگانه انجام گردید. برای ارزیابی کارایی مدل از چندین آماره ارزیابی شامل برازش رگرسیون خطی بین مشاهدات و داده های شبیه سازی شده و مقایسه آن با خط یک به یک، ضریب تعیین، مجذور میانگین مربعات خطا، مجذور میانگین مربعات خطای نرمال شده و کارایی مدل استفاده شد. یافته ها بعد از واسنجی مدل MEDIWY برای شبیه سازی عملکرد گندم (رقم مرودشت) در منطقه کرج، مقادیر مجذور میانگین مربعات خطا، مجذور میانگین مربعات خطای نرمال شده و کارایی مدل به ترتیب برابر 265 کیلوگرم بر هکتار، 5.7 درصد و 0.99 به دست آمد که نشان دهنده شاخصهای آماری مناسب در قسمت واسنجی مدل میباشد. برای اعتبار سنجی مدل از اطلاعات مستقل محصول دانه رقم گاسپارد که در سال زراعی 83-1382 در منطقه کرج اجرا شده بود استفاده شد(Paknejad, 2005). نتایج اعتبار سنجی مدل نشان داد شاخصهای آماری مجذور میانگین مربعات خطا، مجذورمیانگین مربعات خطای نرمال شده و کارایی مدل به ترتیب برابر 412 کیلوگرم بر هکتار، 8.5 درصد و 0.99 به دست میآید که نشان میدهد مدل MEDIWY واسنجی شده به خوبی میتواند مقادیر عملکرد گندم را در منطقه کرج شبیه سازی نماید. نتیجه گیری نتایج این تحقیق نشان داد که اگرچه مدل MEDIWY نسبت به سایر مدل های گیاهی نیاز به داده های ورودی کمتری دارد با این وجود از دقت و توانمندی بالایی برای شبیه سازی عملکرد محصول برخوردار است. |
| چکیده انگلیسی مقاله |
Introduction Many countries have used crop growth models to simulate crop response to environmental stress and various management methods in different decades (Mehraban, 2013). One of the goals of crop simulation models is to be used for crop yield prediction. Researchers have proposed and used various models so far, including: Crop Environment REsource Synthesis (CERES) (Jones and Kiniry, 1986), WOrldFOodSTudies (WOFOST) (Van Keulen and Wolf, 1986), Cropping Systems Simulation Model (CropSyst) (Stockle et al., 1984), etc. However, it should be noted that proposing such models requires the user to be highly skilled at calibration since there are lots of input variables measuring of which is a difficult task. Using some underlying functions, Cordery and Graham (1989) developed a model to simulate crop growth and water value in this process. The model, which in known as MEDIWY, was then calibrated for winter wheat under Bajgah field condition (Ziaei and Sepaskhah, 2003). Generally, using common data, the model which is measured in nearly all weather stations has the potential to properly estimate both growth indices and wheat grain yield under dry and irrigated farming. Its broader application requires doing more experiments in different weather conditions. Therefore, with regard to applicability of MEDIWY model, with at least input data, the present study is to evaluate this model by simulating wheat yield (Marvdasht cultivar) under different irrigation treatments in Karaj region. Materials and Methods The current research is conducted to study MEDIWY model in simulating wheat yield (Marvdasht Cultivar) under Karaj weather condition. In doing so, we used nine irrigation treatment data carried out in research farm of Islamic Azad University of Karaj during 2003-2004 crop year (Paknejad, 2005). Also, additional required information, such as meteorological data (amount of daily pan evaporation and rainfall) are obtained from Mahdasht weather station in Karaj region. Values concerning meteorological data (rainfall and pan evaporation) and irrigation are entered to this model as input variables. Considering that each of the irrigation treatments used in this study have a special irrigation regime and applied in different stages of growth, for more accurate calibration of MEDIWY model, irrigation treatments are divided to three groups based on level of drought stress so as to be able to calibrate each group separately. For the purpose of evaluating the model, several statistics evaluation methods are employed including: linear regression analysis of observed and simulated data and its comparison with 1:1 line method, Coefficient of Determination (R2), Root Mean Square Error (RMSE), Normalized Root Mean Square Error (NRMSE), and Model Efficiency (ME). Results and Discussion Results showed that after calibrating MEDIWY model for simulating wheat yield (Marvdasht cultivar) in Karaj region, the obtained values for RMSE, NRMSE, and ME were 265 Kg.ha-1, 5.7%, and 0.99, respectively, which represent appropriateness of statistical indices of calibrated part of the model. According to validation results, statistical indices of RMSE, NRMSE, and ME were 412 Kg.ha-1, 8.5%, and 0.99, respectively, which indicate that the calibrated MEDIWY model can simulate wheat yield values in Karaj region very well. According to findings of the current research, although MEDIWY requires less input data compared to other crop growth models, it has great potential and accuracy for simulating crop yield. Conclusions According to findings of the current research, although MEDIWY requires less input data compared to other crop growth models, it has great potential and accuracy for simulating crop yield. |