ساخت و ارزيابي مدلي ساده براي شبيه‌سازي رشد و عملكرد سويا

A simple model to simulate growth and yield of soybean

سويا يكي از مهم‌ترين گياهان روغني در ايران به‌شمار مي‌رود. هدف از اين مطالعه ساخت و ارزيابي يك مدل ساده رشد و عملكرد سويا (رقم هابيت) براي استفاده در تجزيه ‌و تحليل اثرات عوامل آب ‌و هوايي، خاك، مديريت زراعي و ويژگي‌هاي رقم زراعي بر عملكرد سويا در شرايط شمال خراسان بود. جنبه‌هاي مختلف رشد گياه در مدل به‌صورت زير برنامه‌هايي شامل نمو فنولوژيك، تغييرات سطح برگ، توليد و توزيع ماده خشك سازمان‌دهي شده‌اند. زير برنامه موازنه آب خاك نيز براي شبيه‌سازي تغييرات آب خاك و تعيين شدت تنش در مدل گنجانده شده است. مدل شبيه‌سازي را روزانه انجام مي‌دهد و به اطلاعات مربوط به هوا، خاك و مديريت زراعي نياز دارد. مدل براي شرايط شمال خراسان آزمون شد. عملكرد دانه مشاهده شده از 4800-2600 كيلوگرم در هكتار با ميانگين 3600 كيلوگرم در هكتار متغير بود. دامنه عملكرد شبيه‌سازي شده نيز بين 4100-3060 كيلوگرم در هكتار با ميانگين 3640 كيلوگرم در هكتار به‌دست آمد. ضرايب رگرسيون عملكرد دانه مشاهده شده در مقابل مقادير شبيه‌سازي شده آن (759±1799=a و 25/0±51/0=b) بر مبناي حدود اطمينان 95 درصد اختلاف معني‌داري با ضرايب خط 1:1 (0=a و 1=b) نداشتند. مقدار ضريب تبيين (2R) و شاخص تطابق (d) به‌ترتيب 67/0 و 85/0 به‌دست آمد. جذر ميانگين مربعات خطا (RMSE) برابر 3/458 كيلوگرم در هكتار و ضريب تغييرات 6/12 درصد برآورد گرديد. به‌طوركلي نتايج به‌دست آمده نشان داد از اين مدل مي‌توان براي پيش‌بيني عملكرد سويا با دقتي مناسب در شرايط شمال خراسان استفاده نمود.

Soybean is one of the most important oil crops in Iran. The objective of this study was to develop a soybean growth and yield simulation model for the use in analyzing the effects of climate, soil, crop management and cultivar characteristic (habit cultivar) on soybean yield under north Khorasan conditions. Crop growth aspects were arranged in sub-models including phonological development, leaf area variations, dry matter production and partitioning. A soil water balance sub-model was included to simulated soil water dynamics and severity of water stress. The model uses a daily time step and readily available weather, soil and crop management. The model was tested for north Khorasan conditions. The observed grain yield varied from 2600 to 4800 kg-1ha with mean 3600 kg-1ha. Also, range for simulated grain yield was between 3060 to 4100 kg-1ha with mean 3640 kg-1ha. The regression coefficients of observed grain yield against simulated grain yield (a=1799±759, b=0.51±0.25) on based confidence limits 95% hadn’t significant difference with 1:1 line coefficients (a=0, b=1). The coefficient of determination (R2) and index of agreement (d) was 0.67 and 0.85, respectively. Root mean square error (RMSE) and coefficient of variations were estimated 458.3 kg-1ha and 12.6%, respectively. It was concluded that this model could be used for estimation of grain yield against with proper precision under north Khorasan conditions.