برآورد پارامترها و ارزیابی مدل CropSyst برای پیش‌بینی رشد و عملکرد دو رقم گندم در شمال شرق خوزستان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه کشاورزی، واحد رامهرمز، دانشگاه آزاد اسلامی، رامهرمز، ایران

2 دانشجوی دکتری زراعت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رامهرمز

چکیده
به منظور برآورد پارامترها و ارزیابی مدل CropSyst برای پیش‌بینی رشد و عملکرد دو رقم گندم در شمال شرق خوزستان آزمایشی به صورت طرح اسپلیت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در یک مزرعه تحقیقاتی در شهرستان رامهرمز با سه تکرار اجرا شد. فاکتورها شامل رژیم آبیاری در دو سطح (آبیاری کامل و قطع آبیاری پس از گل‌دهی)، تاریخ کاشت (شش تاریخ شامل:30 مهر، 15 آبان، 30 آبان، 15 آذر، 30 آذر و 15 دی‌) و دو رقم گندم (چمران2 و سیروان) بودند. ﻣﺪل CropSyst ﺑﺮای ارﻗﺎم ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺎ دقت ﻗﺎﺑﻞ ﻗﺒﻮﻟﻰ واﺳﻨﺠﻰ ﺷﺪ. پارامترهای گیاهی این مدل از جمله فاکتورهای فتوپریود و بهاره‌سازی در این مرحله تعیین شدند. براساس نتایج، طول روز بحرانی، طول روز سقف، تعداد روز بهاره‌سازی پایه، حداقل سرعت نمو در شرایط عدم بهاره‌سازی و نقطه اشباع بهاره‌سازی برای رقم چمران 2 به ترتیب برابر با 14، 8، صفر، 9/0 و 24 و برای رقم سیروان به ترتیب 8/13، 8/7، صفر، 93/0 و 25 بود. ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻﻞ از ﺷﺒﻴﻪﺳﺎزی ﻣﺮاﺣﻞ ﮔﻞدﻫﻰ و رﺳﻴﺪﮔﻰ ﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮژﻳﻚ ﺑﺮاﺳﺎس آماره‌های RMSE، d، CRM و EF، ﻧﺸﺎن داد ﻛﻪ ﻣﺪل Cropsyst ﺑﺎ دﻗﺖ ﺧﻮﺑﻰ ﻣﺮاﺣﻞ ﻣﺬﻛﻮر را ﺑﺮای ارﻗﺎم ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎزی ﻧﻤﻮد. ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎزی ﻣﺎده ﺧﺸﻚ اﻧﺪامﻫﺎی ﻫﻮاﻳﻰ ﺑﺮای ارﻗﺎم ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻧﺸﺎن داد ﻛﻪ این ﻣﺪل قادر به شبیه‌سازی ٩5 ﺗﺎ 98 درﺻﺪ این پارامتر در تیمارهای مختلف تاریخ کاشت و آبیاری بود. مقدار خطای مدل براساس آماره RMSE ﺑﺮای ﻣﺎده ﺧﺸﻚ اﻧﺪامﻫﺎی ﻫﻮاﻳﻰ در رقم-های ﭼﻤﺮان 2 و سیروان ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ 627 و 351 ﻛﻴﻠﻮﮔﺮم در ﻫﻜﺘﺎر ﺑﻮد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Estimation Parameters and Evaluation of Cropsyst Model to Predict the Growth and Yield of Two Wheat Cultivars in Northeast Khuzestan

نویسندگان English

JAFAR POURREZA 1
Sayed yaghoub hashemi 2
abdolah bahrani 1
mehran mombaini 1
1 Departement of Agriculture, Ramhormoz Branch, Islamic Azad university, Ramhormoz, Iran
2 PhD student in Agriculture, Islamic Azad University, Ramhormoz Branch
چکیده English

To Estimate Parameters and Evaluation of Cropsyst Model to Predict the Growth and Yield of Two Wheat Cultivars in Northeast Khuzestan, an field experiment was conducted in the form of randomized complete block design in a research farm in Ramhormoz with three replications. Factors were included irrigation regime at two levels (full irrigation and stop irrigation after flowering), cultivation date (six dates including: October 30, November 15, November 30, December 15, December 30, and January 15) and two varieties of wheat. (Chamran 2 and Sirvan). Based on the results, the critical day length, the ceiling day length, the number of basic vernalization days, the minimum growth rate in the absence of vernalization, and the saturation point of vernalization for Chamran 2 variety are equal to 14, 8, zero, and 0.9, respectively. and 24, and for the number of Sirvan, it was 13.8, 7.8, zero, 0.93 and 25, respectively. The results obtained from the simulation of flowering and physiological ripening stages based on RMSE, d, CRM and EF statistics showed that the Cropsyst model simulated the mentioned stages with good accuracy for different figures. The simulation results of dry matter of aerial organs for different figures showed that this model was able to simulate 95 to 98 percent of this parameter in different treatments of planting date and irrigation. The error value of the model based on the RMSE statistic for the dry matter of aerial organs in Chamran 2 and Sirvan cultivars was 627 and 351 kg per hectare, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Simulation
cropsyst model
cultivar
evaluation
پوررضا، ج. (1388). ﻣﺪلﺳﺎزی ﺗﻮﻟﻴﺪ و زوال ﺑﺮگ در ارﻗﺎم ﻣﺨﺘﻠﻒ ﮔﻨﺪم. فصلنامه به زراعی کشاورزی. دوره: 19، شماره: 2
پوررضا، ج. (1391). ﭘﻴﺶﺑﻴﻨﻰ ﺗﻮزﻳﻊ ﻣﺎده ﺧﺸﻚ ﺑﻴﻦ اﻧﺪامﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ در ارﻗﺎم ﻣﺨﺘﻠﻒ ﮔﻨﺪم. پایان نامه دکتری. دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهواز.
ترابی، ب.، سلطانی، ا.، گالشی، س.، زینلی، ا. (1399). آنالیز خلا عملکرد: کمی­ کردن خلا بین عملکرد واقعی و عملکرد پتانسیل گندم در گرگان، تولید گیاهان زراعی، 13 (1): 24-1.
دستمالچی، ع. (1389). برآورد پارامترهای مدل Cropsyst-Wheat برای ارقام استان گلستان. یازدهمین کنگره زراعت و اصلاح نباتات ایران.دانشگاه شهید بهشتی. پژوهشکده علوم محیطی.
رحیمی خوب، ع. ع، منتظر و م، محسنی. (1388). ارزیابی مدل گیاهی  CropSyst در شبیه سازی اثر توامان آب و نیتروژن بر عملکرد و بهره وری آب گندم. مجله آبیاری و زهکشی ایران. دوره3،شماره1:125-113. 
رنجبر، م.، علوی­فاضل، م. (1401). ارزیابی اثر تاریخ کشت بر عملکرد و انتقال مجدد ماده خشک ارقام گندم. دو فصلنامه علوم به­زراعی گیاهی، 12 (2): 170-159.
 زارعی ، ف.ن، گنج خرم د.ل. (1396). شبیه‌سازی عملکرد گندم تحت مدیریت‌های مختلف آبیاری توسط مدل CropSyst در منطقه زرقان فارس. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب. سال هشتم ، شماره بیست ونهم.
سلطانی،ا. م، قلی پور و آ، حاجی زاده.(1384). SBEET: یک مدل ساده برای شبیه سازی رشد و عملکرد چغندرقند. مجله علوم و صنایع کشاورزی . شماره 38، 20-33
طلاوری، ف. (1396). برآورد پارامتر و ارزیابی مدل wofost برای ارقام گندم در شرق استان خوزستان. پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه آزاد اسلامی، واحد رامهرمز.
میراخوری، م. ب، میر شکاری. ا، امیری. ف، پاک نژاد و م، یارنیا. (1395). شبیه­سازی بهره  وری آب در برنج تحت مدیریت کم آبیاری و نیتروژن با استفاده از مدل گیاهی CropSyst. نشریه پژوهشهای زراعی ایران. جلد14، شماره4: 722-711.
یزدانی، ر.، رزمخواه، ه.، فرارویی، ع.، رستمی راوری، ا. (1402). ارزیابی مدل CropSyst در تخمین عملکرد گندم رقم اولند تحت مدیریت­های مختلف آبیاری. رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط زیست، 2 (1): 112-94.
یزدانی، ر.، رزمخواه، ه.، فرارویی، ع.، رستمی­راوری، ا. (1400). ارزیابی مدل CropSyst در تخمین عملکرد گندم رقم الوند تحت مدیریت­های مختلف آبیاری، رویکردهای نوین در مهنسی آب و محیط زیست، 2 (1): 112-94.
Achir, J., Iorshase, A., Esiefarienrhe, B.M. 2018. A Hybrid WOFOST and Cropsyst Model for the Prediction of Crop Yield. IJCATR.Volume 8–Issue 01, 04-12, 2018, ISSN:-2319–8656.
Ambrona, D., Leary, C. G. H. O., O’Leary, G. J., O’Connell, G. J., Connor, M. G.  2001. Application of CropSyst to a new location and crops: advantages and limitation. Proceedings Second International Symposium Modelling Cropping Systems, Florence, Italy, 16/18 JULY, pp. 127/128.
Bouazzama, B., Mailhol, J. C., Xanthoulis, D., Bouaziz, A., Ruelle, P., Belhouchette, H. 2013. Silage Maize Growth Simulation Using Pilote And Cropsyst Model. Irrig. And Drain. 62: 84–96
Jara, J., Stockle, C.O, 1999. Simulation of water uptake in maize, using different levels of process detail. Agron.J. 91, 256-265.
Marsal. J., Stockle, C.O. 2012. Use of CropSyst as a decision support system for scheduling regulated deficit irrigation in a pear orchard. Irrig Sci. 30:139–147
Muli, M., Onwonga, R., Karuku, G., Kathumo, V., Nandukule. M. 2015. Simulating Soil Moisture under Different Tillage Practices, Cropping Systems and Organic Fertilizers Using CropSyst Model, in Matuu Division, Kenya. Journal of Agricultural Science; Vol. 7, No. 2; 2015 ISSN 1916-9752 E-ISSN 1916-9760
Ouda, S., Noreldin, T., Alacon, J. J., Ragab, R., Caruso, G., Sekara, A., Abdelhamid, M. T. 2021. Response of Spring Wheat (Triticum aestivum) to Deficit Irrigation Management under the Semi-Arid Environment of Egypt: Field and Modeling Study, Agriculture, 11: 90.
Pala, M., Stockle, C.O., Harris. H.C. 1996. Simulation of durum wheat (Triticum durm) growth under differential water and nitrogen in a Mediterranean type of environment using CropSyst. Agric. Syst. 51:147-163.
Pannkuk, C. D., Stockle, C.O., Papendick, R.I. 1998. Evaluating CropSyst simula-tion rescheduling was similar in both growing seasons for tions of wheat management in a wheat-fallow region of the US pacific north-only ‘Giza 126’. Thus, based on the comparative results west. Agricultural System 57 (2), 121-133
Samiha, A., OUDA, N., Tahany, H.M., Oussama, T. A., Magdi. 2015. CropSyst model for wheat irrigation water management with fresh and poor quality water. Journal of Water and Land Development
Samiha, O., Khalil, F., EL Afandi, G .2010. Using CropSyst model to predict barley under climate change condition in Egypt. Afr J Plant Sci Biotechnol. 4 (1): 1-5.
Sinclair, T.R., Seligman N.G. 1996. Crop Modeling: From Infancy to Maturity. Agron. J. 88:698-704.
Soltani, A., Hammer, G. L., Torabi, B., Robertson, M. J., Zeinali, E. 2006. Modeling chicpea growth and development: phonological development. Field Crops Res. 99: 1-13.
Stockle, C, O., Liu, M., Kadam, S. A., Evett, S. R., Merek, G., Colaizzi, P.D. 2024. Comparison of Crop Model-Data Fusion and Satellite-Based Energy Balance Methods for On-Farm Estimation of Crop Evapotranspiration. Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=4685789.
Stockle, C.O., Nelson, R. 2000. CropSyst User’s manual (Version) 0.3. Biological Systems Engineering Dept. Washington State University, Pullman, WA.
Stockle, C.O., Donatelli, M., Nelson, R. 2003. CropSyst, a cropping systems simulation model. European Journal of Agronomy 18, 289-307.
Stockle, C.O., Martin, S., Campbell, G.S. 1994. CropSyst, a cropping systems model: water/nitrogen budgets and crop yield. Agric. Syst. 64: 335-359.
Suárez-Rey, E.M., Romero-Gámez, M., Giménez, C., Thompson, R.B., Gallardo, M. 2016. Use of EU-Rotate_N and CropSyst models to predict yield, growth and water and N dynamics of fertigated leafy vegetables in a Mediterranean climate and to determine N fertilizer requirements. Contents lists available at ScienceDirect, Agricultural Systems.
Tahany, N., Samiha, O., Oussama, M., Magdi, T.B. 2015. CropSyst model for wheat under deficit irrigation using sprinkler and drip irrigation in sandy soil. Journal of Water and Land Development.
Tewolde, H., Fernandez, C.J., Erickson, C.A. 2007. Wheat cultivars adapted to postheading high temperature stress. Crop Science, 192: 111-120.
Umair, M., Shen, Y., Qi, Y., Zhang, Y., Ahmad, A., Pei, H., Liu, M. 2017. Evaluation of the CropSyst Model during Wheat-Maize Rotations on the North China Plain for Identifying Soil Evaporation Losses. Frontiers in Ecology and Evolution.
Yadav, S.T., Wagh, N. R. 2023. Groundnut modeling for yield using CropSyst model under middle Gujarat * S.T. YADAV AND N. R. WAGH. Journal of Crop and Weed, 19 (1): 43-47.