به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

شبیه سازی

در نشریات گروه زراعت
تکرار جستجوی کلیدواژه شبیه سازی در نشریات گروه کشاورزی
  • محسن سعادت فر، تیمور بابایی نژآد*، سعید صوفی زاده، علی غلامی، نوید قنواتی

    یکی از مشکلات اساسی تولید گیاهان زراعی، اختلاف بین عملکرد واقعی کشاورزان و عملکرد قابل حصول که خلاء عملکرد نام دارد، می باشد. بالا بردن بهره وری در واحد سطح، کلید تامین غلات مورد نیاز دنیا می باشد. برای دستیابی به این هدف شناسایی عوامل محدود کننده عملکرد بسیار حائز اهمیت است. در این مطالعه طی سال های 1394-1398 برای بررسی پتانسیل عملکرد گندم در دشت رامشیر استان خوزستان، داده های دراز مدت اقلیمی، داده های مدیریتی مزرعه، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و داده های گیاهی در 100 مزرعه اندازه گیری و ثبت گردید. در این تحقیق پس از میان یابی مکانی داده ها از مدل APSIM برای شبیه سازی رشد و ارزیابی خلاء عملکرد گندم استفاده شد که عملکرد پتانسیل 7091 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. نتایج نشان داد که کشاورزان گندمکار به کمتر از 40 درصد از عملکرد قابل دستیابی رسیده اند که حاکی از بزرگ بودن خلاء موجود در عملکرد این محصول است. انتخاب تاریخ کاشت نامناسب برای کشت گیاه گندم با سهم 31 درصد از کل خلاء عملکرد اصلی ترین عامل کاهش عملکرد می باشد که دلیل آن عدم دسترسی به ماشین آلات و بذر مناسب جهت کشت به موقع می باشد. همچنین نتایج نشان داد، نوع خاک، محدودیت آب، کود نیتروژن مورد استفاده، تراکم بذر در واحد سطح و رقم بذر مصرفی نیز به ترتیب سهم 27، 18، 8 و1درصدی در کل خلاء عملکرد موجود داشتند. از سهم 15 درصدی باقیمانده نیز می توان به زمان بندی نامناسب آبیاری و کوددهی، مصرف نامناسب کود های پایه، مکانیزاسیون ضعیف و آفات اشاره کرد. به نظر می رسد که کشت گندم در اولین فرصت پس از کاهش نسبی دما در ابتدای فصل پاییز (بازه زمانی آبان ماه) و قبل از سرد شدن هوا که سبب خواب در گیاه می شود، می تواند موجب بهبود رشد و عملکرد این گیاه گردد.

    کلید واژگان: تاریخ کاشت، خلاء عملکرد، شبیه سازی، عملکرد پتانسیل، گندم، APSIM
    Mohsen Saadaffar, Teimour Babeinejad *, Saeed Soofizadeh, Ali Gholami, Navid Ghanavati

    One of the most important problems in crop production is the difference between the actual yield of farmers and achievable yield, which is called the yield gap. Increasing yield in unit area is the key for suppling cerial needs in world. To achieve this aim, it is very important to identify yield limiting factors. This study was done during 2015-2019 to investigate the wheat yield potential in the Ramshir plain of Khuzestan province, for this propose the long-term climatic data, farm management data, physical and chemical properties of soil and plants data were measured in 100 farms and were registered, after the spatial interpolation of the data, the APSIM model was used to simulate the growth and evaluate the gape yield of wheat, in this conditions the yield potential was determined 7091 kg/ha. The results showed that the farmers have reached less than 40% of the achievable yield, which indicates the large gap in yield of this product. Choosing an inappropriate planting date for wheat cultivation with 31% of total yield gap is the main factor of yield reduction, which is due to the lack of access to suitable machinery and seeds for timely cultivation. Also the results demonstrated that the type of soil, water limitation, nitrogen fertilizer used, seed density in square meter and seed variety had 27, 18, 8 and1percent of total gape yield respectively. From the remaining 15% of share, we can mention improper timing of irrigation and fertilizing, improper use of basic fertilizers, poor mechanization and pests. It seems that wheat cultivation at the first opportunity after the relative decrease in temperature at beginning of the autumn season (November) and before cold weather that causes the plant go to sleep (Plant Dormancy), can improve the growth and yield of this crop.

    Keywords: APSIM, Planting Date, Simulation, Wheat, Yield Gape, Yield Potential
  • احسان حبیب پورکاشفی، بنیامین ترابی*، افشبن سلطانی، ابراهیم زینلی
    سابقه و هدف

    گیاه کلزا (Brassica napus L.) با دارا بودن 40 الی 44 درصد روغن یکی از مهمترین دانه های روغنی خوراکی محسوب شده و پس از سویا و نخل روغنی، سومین گیاه روغنی یک ساله جهان است. تقاضای جهانی غذا با افزایش سریع جمعیت رو به افزایش است. این تقاضا تا سال 2050 باید به میزان 60 درصد افزایش یابد که می تواند یک چالش اساسی، به ویژه در زمینه تغییرات آب و هوایی باشد. فعالیت های بشر از زمان صنعتی شدن منجر به افزایش انتشار گازهای گلخانه ای شده است که انتظار می رود الگوهای بارندگی و دمای منطقه ای را تغییر دهد. مهمترین خصوصیت تغییر اقلیم جهانی، افزایش معنی دار دما و توزیع ناموزون بارش است که فاکتورهای محدود کننده ای برای توسعه پایدار هستند. هدف نهایی ارزیابی ریسک تغییر اقلیم، شناسایی استراتژی های سازگاری برای دستیابی به توسعه پایدار در یک منطقه خاص است. راهکارهای سازگاری بسته به سیستم کشاورزی، منطقه و سناریوهای تغییر اقلیمی متفاوت می باشد. هدف از این مطالعه، بررسی راهکار سازگاری افزایش مقاومت به خشکی در گیاه کلزا نسبت به اقلیم آینده در ایران می باشد.

    مواد و روش

    تحقیق حاضر به منظور پیش بینی اثر تغییر اقلیم بر رشد و نمو کلزای دیم در کشور با استفاده از دو مدل گردش عمومی HadGEM2-ES و IPSL-CM5A-MR حاصل پروژه CMIP5 تحت دو سناریوی انتشار RCP4.5 و RCP8.5 گزارش ارزیابی پنجم IPCC در دوره آینده 2040 تا 2069 صورت گرفت. ریز مقیاس نمایی پارامترهای اقلیمی مولد آب و هوایی با ابزارهای تولید سناریوی اقلیمی در قالب پروژه AgMIP و در نرم افزار R انجام شد. پس از شبیه سازی اقلیم آینده و تولید پارامترهای مورد نیاز (دمای حداقل، دمای حداکثر، بارندگی و تشعشع خورشیدی)، شبیه سازی رشد و نمو کلزای دیم با استفاده از مدل SSM-iCrop2 تحت شرایط اقلیم فعلی و آینده انجام شد. همچنین با افزایش مقاومت به خشکی، نتایج شبیه سازی رشد و نمو کلزای دیم در شرایط اقلیمی آینده در ایران مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج نشان داد میانگین دما در فصل کشت کلزا در دوره آینده به طور متوسط در هر دو مدل برای سناریوی انتشار RCP4.5 به میزان 3/2 درجه سانتی گراد و در سناریوی RCP8.5 به میزان 1/3 درجه سانتی گراد نسبت به شرایط فعلی افزایش خواهد یافت. همچنین نتایج نشان داد که پراکنش بارندگی در بین فصول رشد بین دو مدل مذکور متغیر خواهد بود. نتایج شبیه سازی در شرایط تغییر اقلیم در هر دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 نشان داد که با افزایش میانگین دما، طول فصل رشد در هر دو مدل مورد بررسی کاهش خواهد یافت، اما پیش بینی می شود میزان بهره وری آب در هر دو سناریوی انتشار افزایش یابد. پیش بینی می شود میانگین عملکرد کلزا در کشور در مناطق اصلی کشت آن، در سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب به میزان 5 و 8 درصد نسبت به شرایط فعلی افزایش پیدا یابد. با استفاده از راهکار سازگاری افزایش مقاومت به خشکی، پیش بینی می شود تحت هر دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب به میزان 8 و 9 درصد میانگین تغییرات عملکرد نسبت به آینده بدون راهکار سازگاری افزایش یابد.

    نتیجه گیری

    نتایج این تحقیق نشان داد به طور میانگین، عملکرد در اکثر مناطق اصلی کشت کلزا در ایران در هر دو سناریوی انتشار افزایش می یابد. با استفاده از راهکار سازگاری افزایش مقاومت به خشکی در اقلیم آینده، پیش بینی می شود میانگین عملکرد نسبت به آینده بدون راهکارسازگاری افزایش یابد.

    کلید واژگان: تغییراقلیم، شبیه سازی، عملکرد، مدل SSM-Icrop2، سازگاری
    Ehsan Habibpourkashefi, Benyamin Torabi *, Afshin Soltani, Ebrahim Zeinali
    Background and objectives

    The canola plant (Brassica napus L.), containing 40 to 44 percent oil, is considered one of the most important edible oilseeds and is the third most significant annual oilseed crop in the world after soybean and oil palm. The global demand for food is rapidly increasing due to the growing population. This demand is expected to rise by 60 percent by the year 2050, which poses a significant challenge, especially in the context of climate change. Human activities since the industrialization era have led to an increase in greenhouse gas emissions, which are expected to alter regional rainfall patterns and temperatures. The most critical feature of global climate change is the significant increase in temperature and uneven distribution of precipitation, which are limiting factors for sustainable development. The ultimate goal of assessing climate change risks is to identify adaptation strategies to achieve sustainable development in a specific region. Adaptation strategies vary depending on agricultural systems, regions, and climate change scenarios. The aim of this study is to examine adaptation strategies to enhance drought resistance in rapeseed plants concerning future climate conditions in the country.

    Materials and methods

    The present study aims to predict the impact of climate change on the growth and development of rainfed canola in Iran using two general circulation models, HadGEM2-ES and IPSL-CM5A-MR, derived from the CMIP5 project under two emission scenarios, RCP4.5 and RCP8.5, as reported in the fifth assessment report of the IPCC for the future period from 2040 to 2069. The downscaling of climatic parameters generating weather data was conducted using climate scenario generation tools within the AgMIP project and implemented in R software. After simulating the future climate and producing the necessary parameters (minimum temperature, maximum temperature, precipitation, and solar radiation), the growth and development simulation of rainfed canola was carried out using the SSM-iCrop2 model under current and future climate conditions. Additionally, the results of the growth and development simulation of rainfed canola under future climatic conditions in Iran were evaluated with increased drought resistance.

    Results

    The results indicated that the average temperature during the canola growing season in the future is expected to increase by an average of 2.3 degrees Celsius for the RCP4.5 emission scenario and by 3.1 degrees Celsius for the RCP8.5 scenario compared to current conditions. Additionally, the results showed that the distribution of precipitation among the growth seasons would vary between the two models. The simulation results under climate change for both RCP4.5 and RCP8.5 scenarios revealed that, with the increase in average temperature, the length of the growing season would decrease in both models studied. However, it is predicted that water productivity will increase under both emission scenarios. It is anticipated that the average yield of canola in the country in its main cultivation areas will increase by 5% and 8% under the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios, respectively, compared to current conditions. By implementing adaptation strategies to enhance drought resistance, it is expected that under both RCP4.5 and RCP8.5 scenarios, the average yield changes will increase by 8% and 9%, respectively, compared to a future without adaptation strategies.

    Conclusion

    The results of this study indicate that, on average, the yield in most of the main canola cultivation areas in the country is expected to increase under both emission scenarios. By implementing adaptation strategies to enhance drought resistance in the future climate, it is predicted that the average yield will increase compared to a future without adaptation strategies.

    Keywords: Climate Change, Simulation, Yield, SSM-Icrop2 Model, Adaptation
  • سید فرهاد صابرعلی*، زهرا شیرمحمدی علی اکبرخانی، منصوره کوهی
    تابش خورشیدی از جمله ورودی های اصلی به مدل های رشد گیاهان زراعی برای تخمین رشد و عملکرد گیاهان محسوب می شود. این پژوهش با هدف ارزیابی میزان تاثیر گذاری دقت تخمین تابش توسط مدل های مختلف بر صحت برآورد تبخیر و تعرق و عملکرد گندم توسط مدلCSM-CERES-Wheat  در سطح استان خراسان رضوی انجام شد و کارایی مدل های ساده ای شامل آنگستروم-پرسکات، آنگستروم-پرسکات پیشنهادی فائو، هارگریوز-سامانی، هارگریوز-سامانی پیشنهادی فاو، کرمانی، هانت و پاور در این مطالعه ارزیابی شد. نتایج حاصل از تخمین تابش مدل های مختلف در مرحله واسنجی نشان داد که مدل های کرمانی، آنگستروم-پرسکات کالیبره شده، آنگستروم-پرسکات با ضرایب پیشنهادی فائو، پاور، هانت و هارگریوز-سامانی واسنجی شده به ترتیب نزدیک ترین تخمین را نسبت به تابش اندازه گیری شده در مشهد داشتند. در مرحله صحت سنجی مدل های واسنجی شده نیز مشخص شد که مدل های پاور، کرمانی و آنگستروم-پرسکات به ترتیب دقیق ترین تخمین تابش روزانه را نسبت به مقادیر اندازه گیری شده آن در مناطق مورد بررسی داشتند. همچنین در کل منطقه مورد مطالعه کمترین اختلاف بین عملکرد گندم و تبخیر و تعرق برآورد شده با استفاده از داده های تابش مشاهده شده و داده های تابش تخمین زده شده به ترتیب مربوط به مدل پاور، مدل آنگستروم-پرسکات واسنجی شده، مدل آنگستروم-پرسکات با ضرایب پیشنهادی فائو و نهایتا مدل کرمانی بود. با توجه به دقت و پوشش گسترده مکانی داده های تابش در مدل پاور استفاده از آن به عنوان بهترین روش تخمین تابش برای کاربرد در مدل های رشد گیاهی توصیه می شود.
    کلید واژگان: تبخیر و تعرق، شبیه سازی، مدل آنگستروم-پرسکات، مدل پاور
    Seyed Farhad Saberali *, Zahra Shirmohammadi-Aliakbarkhani, Mansoureh Kouhi
    Solar radiation is one of the main inputs to crop growth models to estimate growth and yield. This study was conducted with the aim of evaluating the impact of radiation estimation accuracy by different models on the accuracy of simulating wheat evapotranspiration and yield by CSM-CERES-Wheat model in Razavi Khorasan province. The efficiency of simple models including Angstrom-Prescott, Angstrom-Prescott suggested by FAO, Hargreaves-Samani, Hargreaves-Samani suggested by FAO, Kermani, Hunt and Power have been evaluated in this study. The results of the radiation estimation for different models in the calibration stage showed that Kermani, Angstrom-Prescott calibrated, Angstrom-Prescott models with FAO recommended coefficients, Power, Hunt and Hargreaves-Samani gave the closest estimates compared to the measured radiation in Mashhad, respectively. In the validation stage of the calibrated models, it is found that the Power, Kermani, Angstrom-Prescott models had the most accurate estimation of daily radiation compared to the measured radiation in the study areas, respectively. Furthermore, the lowest difference between simulated yield and evapotranspiration of wheat using the observed radiation data and the estimated radiation data is obtained from the models of Power, calibrated Angstrom-Prescott, Angstrom-Prescott with FAO suggested coefficients and finally the Kermani, respectively. Considering the accuracy and extensive spatial coverage of the radiation data in the Power model, it is recommended to use it as the best radiation estimation method for use in the crop models.
    Keywords: Angstrom-Prescott Model, Evapotranspiration, Power Model, Simulation
  • الهام مدیری، داود براری تاری*، ابراهیم امیری، یوسف نیک نژاد، هرمز فلاح آملی
    هدف

    به منظور شبیه سازی عملکرد، سطح برگ و مقدار نیتروژن گیاه برنج با استفاده از مدل ORYZA2000 در مقادیر مختلف کود نیتروژنه و شیوه های متفاوت تقسیط کود، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی واقع در استان مازندران (بابل) طی سال های 1396 و 1397 به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد.

    روش پژوهش:

     عامل اول شامل چهار سطح کود نیتروژنه (50، 90، 130 و 170 کیلوگرم در هکتار، از منبع اوره) و عامل دوم شیوه های متفاوت تقسیط کود (T1: 70 درصد پایه+ 30 درصد پنجه زنی، T2: 33/33 درصد پایه+ 33/33 درصد پنجه زنی+ 33/33 درصد ظهور خوشه آغازین، T3: 25درصد پایه+ 50 درصد پنجه زنی+ 25 درصد ظهور خوشه آغازین، T4: 25 درصد پایه+ 25 درصد پنجه زنی+ 50 درصد ظهور خوشه آغازین) بودند.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که مدل، عملکرد دانه، زیست توده، نیتروژن دانه و نیتروژن کل (مجموع دانه، ساقه و برگ) را به ترتیب با ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده چهار، چهار، نه و شش درصد در مرحله کالیبراسیون و پنج، چهار، چهار و هشت درصد در مرحله اعتبارسنجی به خوبی شبیه سازی نمود. میانگین مربعات خطا برای شاخص سطح برگ به میزان 5/0 و 4/0 به ترتیب در کالیبراسیون و اعتبارسنجی مدل مشاهده شد.  

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج به دست آمده مدل ORYZA2000 می تواند به عنوان یک مدل شبیه سازی مطلوب برای انتخاب مناسب ترین استراتژی جهت بهبود عملکرد برنج در مدیریت مختلف کود نیتروژن در مناطق برنج خیز شمال کشور استفاده شود.

    کلید واژگان: اعتبارسنجی، تقسیط کود نیتروژن، سطح برگ، شبیه سازی، عملکرد
    Elham Modiri, Davood Barari Tari *, Ebrahim Amiri, Yousef Niknejad, Hormoz Fallah Amoli
    Objective

    In order to simulate yield, leaf area, and nitrogen content in rice plant by using the ORYZA2000 model under different nitrogen fertilizer amounts and various splitting approaches, a factorial experiment based on a randomized complete block design with three replications was carried out at a research farm located in the Mazandaran Province (Babol) during 2017-18.

    Methods

    The first factor comprised four nitrogen fertilizer rates (50, 90, 130, and 170 Kg n ha−1, supplied as urea) and the second factor comprised various fertilizer splitting appraoches (T1: 70% basal+ 30% in tillering stage; T2: 33.33% basal+ 33.33% in tillering stage+ 33.33% in panicle initiation stage; T3: 25% basal+ 50% in tillering stage+ 25% in panicle initiation stage; T4: 25% basal+ 25% in tillering stage+ 50% in panicle initiation stage).

    Results

     The results demonstrated that the model successfully simulated grain yield, biomass, grain nitrogen, and total nitrogen with RMSEn of four, four, nine, and six percent in calibration, and five, four, four, and eight percent in validation, respectively. The mean square error for the leaf area index was 0.5 and 0.4 in the model’s calibration and validation, respectively.

    Conclusion

    Based on the results obtained, the ORYZA2000 model can be used as a suitbale simulation model for selecting the best strategy for enhancing rice yield under different nitrogen fertilizer management in the rice-rich regions of northern Iran.

    Keywords: Leaf Area, Simulation, Splitting Of Nitrogen Fertilization, Validation, Yield
  • نادر ذاکری، حسن فرحبخش*، محمد مددی زاده

    امروزه بهره گیری از رهیافت مدل سازی به عنوان ابزاری مفید برای بهینه سازی تولید محصولات کشاورزی در نظر گرفته می شود. هدف این مطالعه استفاده از مدل زراعی APSIM جهت ارزیابی تولید ذرت در 3 منطقه (بردسیر، جیرفت و ارزوییه) در استان کرمان با استفاده از آزمایش های شبیه سازی بلندمدت (1397-1379) در 3 تاریخ کاشت (زودهنگام، مرسوم و دیرهنگام) و 3 تیمار آبیاری (11، 13 و 15 نوبت) بود. قبل از استفاده، مدل با استفاده از اطلاعات آزمایشات مزرعه ای اجراشده در منطقه موردمطالعه مورد واسنجی و ارزیابی قرار گرفت. واسنجی و ارزیابی مدل APSIM در پیش بینی عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و صفات فنولوژیکی هیبرید ذرت سینگل کراس 704 تحت تاثیر مقادیر مختلف نیتروژن (0، 92 و 368 کیلوگرم در هکتار) انجام شد. نتایج نشان داد که مدل APSIM قابلیت خوبی در شبیه سازی عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و مراحل فنولوژیکی گیاه در دو مرحله واسنجی (مقدار nRMSE به ترتیب 14.8، 11.23 و کمتر از ده درصد) و مرحله اعتبار سنجی (مقدار nRMSE به ترتیب 13.9، 9 و کمتر از پنج درصد) داشت. عملکرد دانه در مناطق مختلف متفاوت بود به طوری که در سراسر تیمارهای تاریخ کاشت و آبیاری، بیشترین عملکرد دانه ذرت در شهرستان بردسیر با 8317 کیلوگرم در هکتار و کمترین مقدار آن در شهرستان جیرفت با 4735 کیلوگرم در هکتار مشاهده شد. در بین تاریخ کاشت های مختلف تاریخ کاشت های دیرهنگام عملکرد دانه بیشتری (8529 کیلوگرم در هکتار) تولید کردند. همچنین در تیمارهای مختلف آبیاری، بیشترین عملکرد دانه به ترتیب با 6317، 5919 و 5671 کیلوگرم در هکتار در تیمارهای 15، 13 و 11 نوبت آبیاری به دست آمد. در تمام مناطق مورد مطالعه عملکرد بهینه دانه ذرت (8872.8کیلوگرم در هکتار) در اثر متقابل تاریخ کاشت دیر هنگام در 15 نوبت آبیاری به دست آمد.

    کلید واژگان: آبیاری، تاریخ کاشت، شبیه سازی، عملکرد دانه، مدل APSIM
    N. Zakeri, H. Farahbakhsh *, M. Madadizadeh
    Introduction

    Agriculture is a cornerstone of many developing economies, providing food, income, and employment for millions of people. It is also projected to play a vital role in feeding a global population of 9.1 billion people by 2050. However, there are growing concerns about the environmental impact of agriculture, particularly in arid and semi-arid regions like Iran. Managing water and fertilizer usage in agriculture is crucial to ensuring food security and sustainability. However, conducting field experiments to assess the interaction of all factors involved is expensive and time-consuming. This research focuses on optimizing maize production in Kerman province, a region where maize is a major crop. The research is motivated by the need to improve resource management in Iran, where water and fertilizer resources are limited. The APSIM model is used to determine the best management scenario for maize production in Kerman province. APSIM is a crop growth simulation model that can be used to predict the impact of different management practices on crop yield, water use efficiency, and nutrient use efficiency. The use of APSIM in this research provides a cost-effective and time-efficient alternative to conducting extensive field experiments. The results of this research will contribute to the development of sustainable and efficient agricultural practices in Kerman province and similar regions. These regions are characterized by resource constraints, such as limited water and fertilizer availability. The research aimed to simulate the effect of management parameters (planting date and irrigation) on Crop yield and subsequently achieve the optimal management scenario.

    Materials and Methods

    The APSIM model was used for simulation in three regions of Bardsir (temperate to cold climate), Jiroft (hot and humid climate), and Orzuye (hot and dry climate). The model requires four series of data: climate, soil, management, and crop data. The required climate data (from 1998 to 2018) including daily maximum and minimum temperatures, length of sunny hours, and daily precipitation were collected and prepared from the synoptic weather stations of the three mentioned regions.The management data set for each of the study regions was prepared in the form of questionnaires and field research from experts of the Agricultural Jihad Organization, the Agricultural Research Center Organization, and prominent farmers in those regions. The crop data includes the plant genetic coefficients of the maize single cross hybrid 704, which were obtained from the calibration of the APSIM model. To optimize planting date and irrigation management in the studied areas, different planting and irrigation date treatments were investigated. In this research, planting date treatments included the conventional planting date of the region, 20 days before the conventional planting date (as early planting date), and 20 days after the conventional planting date (as late planting date). Irrigation treatments included the usual number of irrigations in the region (13 irrigations), less irrigation (11 irrigations), and more irrigation (15 irrigations).

    Results and Discussion

    Our results showed that the model successfully simulated maize phenology, especially maturity date, with high accuracy for all fertilizer amounts tested. The model performance in predicting biomass under different nitrogen treatments was also satisfactory, with a minimal difference between observed data and model results. The nRMSE of grain yield in the calibration stage was 11.2% and in the validation stage was 9%. The nRMSE for calibration of the biological yield of SC 704 was 14.8% and for validation was 13.9%. Also, the model was able to simulate phenology with very high accuracy (especially the days to maturity). Overall, the nRMSE of days to flowering was less than 10% and for the days to maturity was less than 5%. Late planting dates consistently showed better performance across regions and irrigation treatments, resulting in significantly increased grain yield compared to conventional and early planting dates. The highest seed yield was obtained with 15 times of irrigation, among the various irrigation treatments. Late planting combined with 15 times of irrigation yielded the best results in Kerman province, particularly in Bardsir, with a yield of 9300 kg ha-1. Optimal moisture and air conditions, along with the cultivation of a late-maturing variety, contributed to the higher seed yield. These findings are consistent with previous research that has confirmed the positive impact of late planting and extended ripening periods on maize yield.

    Conclusion

    Our results showed that the model simulates the growth and yield of single cross 704 corn in Kerman province well, even after 20 days of late planting. Long-term simulation experiments showed that maize grain yield varied depending on the region, with the highest yield in Bardsir (8317 kg ha-1) and the lowest yield in Jiroft (4735 kg ha-1). The optimum maize grain yield (8872.8 kg ha-1) was obtained by the interaction effect of late planting date and 15 times of irrigation.

    Keywords: APSIM model, grain yield, Irrigation, simulation, Sowing date
  • فرزاد دهپوری، داود براری تاری*، یوسف نیک نژاد، هرمز فلاح، ابراهیم امیری
    سابقه و هدف

    گسترش سریع سیستم های اطلاعاتی مبتنی بر کامپیوتر بعد جدیدی در علوم کشاورزی فراهم آورده است. مدل شبیه سازی گیاهی، نمایش ریاضی فرایندهای مختلف فیزیولوژیک رشد و نمو گیاهان است. با توجه به قابلیت شبیه سازی فرایندهای مختلف گیاهان زراعی، مدل های شبیه سازی در مطالعات بسیاری که هدف از انجام آن ها آنالیز کمی اثر پارامترهای مختلف محیطی و مدیریتی بوده است بکار برده شده اند. ازآنجایی که اطلاعات محدودی در زمینه توانمندی مدل CERES - Maize در شبیه سازی خصوصیات ذرت تحت تیمارهای مختلف مدیریت نیتروژن در منطقه مازندران موجود است، این مطالعه به منظور واسنجی مدل CERES - Maize در شبیه سازی عملکرد و خصوصیات فیزیولوژیکی این گیاه به دو شکل گرافیکی و آماری در شهرستان قایم شهر صورت پذیرفت.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی شبیه سازی برخی ویژگی های فیزیولوژیکی گیاه ذرت با استفاده از مدلCERES - Maize در شرایط مختلف مصرف نیتروژن، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی مازندران، ایستگاه قراخیل طی سال های 1397 و 1398 به صورت بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار اجرا شد. 10 تیمار به کاربرده شده در این تحقیق شامل: N1: عدم مصرف کود (شاهد)، N2: مصرف 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار پیش از کاشت، N3: مصرف 120 کیلوگرم نیتروژن در هکتار پیش از کاشت، N4: مصرف 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار پیش از کاشت، N5: مصرف 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در دو مرحله (50% پیش از کاشت + 50 درصد در مرحله R1)، N6: مصرف 120 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در دو مرحله (50% پیش از کاشت + 50 درصد در مرحله R1)، N7: مصرف 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در دو مرحله (50% پیش از کاشت + 50 درصد در مرحله R1)، N8: 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در 3 مرحله (یک سوم پیش از کاشت + یک سوم در مرحله R1 + یک سوم در مرحله R3)، N9: 120 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در 3 مرحله (یک سوم پیش از کاشت + یک سوم در مرحله R1 + یک سوم در مرحله R3) N10: 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در 3 مرحله (یک سوم پیش از کاشت + یک سوم در مرحله R1 + یک سوم در مرحله R3) بود.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که مدل توانست عملکرد، بیوماس روز برداشت و میزان نیتروژن کل اندام هوایی را با دقت قابل قبولی شبیه سازی کند. همچنین نتایج نشان داد که مدل صفت شاخص سطح برگ را به خوبی دیگر صفات شبیه سازی نمی کند. نتایج حاصل از تجزیه رگرسیون خطی بین مقادیر شاخص سطح برگ شبیه سازی و اندازه گیری شده نشان داد که ضریب R2 به ترتیب برای داده های واسنجی و اعتبارسنجی مدل برابر با 69/0 و 57/0 بود. ضریب تبیین برای داده های عملکرد در واسنجی برابر 79/0 و برای اعتبارسنجی مدل برابر 81/0 بود. نتایج در ارتباط با داده های دوساله نشان داد که مقادیر شبیه سازی شده نیتروژن در سطح احتمال 95/0 اختلاف معنی داری با مقدار اندازه گیری شده ندارند. تجزیه رگرسیون خطی بین نیتروژن اندام هوایی شبیه سازی و اندازه گیری شده با ضریب تبیین 87/0 طبق داده های دوساله که نشان دهنده مناسب بودن مدل در شبیه سازی نیتروژن کل اندام هوایی بود.

    نتیجه گیری

    بیشترین عملکرد در این تحقیق در سال های 1397 و 1398 در تیمار مصرف 120 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به صورت مصرف 50 درصد پایه + 50 درصد در مرحله R1 حاصل گردید. با توجه به نتایج به دست آمده، مدل CERES - Maize می تواند به عنوان یک مدل شبیه سازی مطلوب برای انتخاب مناسب ترین استراتژی برای بهبود عملکرد ذرت در مدیریت مختلف کود نیتروژن استفاده شود. همچنین می توان در تفسیر داده های اقلیمی برحسب تولید بالقوه، محدودیت ها و کاهش آزمایش های درازمدت مزرعه ای در منطقه شمال کشور جهت حصول نتایج قابل تعمیم از این مدل استفاده کرد.

    کلید واژگان: اعتبارسنجی، زیست توده، شبیه سازی، عملکرد، کالیبراسیون
    Farzad Dehpouri, Davood Barari Tari *, Yousof Niknejad, Hormoz Fallah, Ebrahim Amiri
    Background and objectives

    A new dimension in agricultural science has been opened up by the rapid development of computer-based information systems. Physiological processes of plant growth and development can be represented mathematically with a plant simulation model. Many studies have used simulation models to quantitatively analyze the effects of different environmental and management factors on the processes of agricultural plants due to the capability to simulate different processes. Since there is limited data on the ability of CERES-Maize to simulate maize under different nitrogen management treatments in Mazandaran, It took place in Qaemshahr city, and involved recalibration of the CERES-Maize model based on graphical representations and statistical analyses of the performance and physiological traits of this crop.

    Material and methods

    In order to simulate the physiological traits of maize using CERES-Maize model in different nitrogen treatments, an experiment was carried out in Qarakhil, a research farm of Mazandaran Agricultural Research Center, during 2017 and 2018 as randomized completely block design in four replications. The 10 treatments used in this research included: N1: not use of nitrogen (control), N2: use of 60 kg n ha-1 before planting, N3: use of 120 kg n ha-1 before planting, N4: use of 180 kg n ha-1 before planting, N5: Use of 60 kg n ha-1 in two stages (50% before planting + 50% in stage R1), N6: Use of 120 kg n ha-1 in two stages (50% before planting + 50% in R1), N7: use 180 kg n ha-1 in two stages (50% before planting + 50% in R1), N8: 60 kg n ha-1 in 3 stages (one third before planting + one third in stage R1 + one third in stage R3), N9: 120 kg n ha-1in 3 stages (one third before planting + one third in stage R1 + one third in stage R3), N10: 180 kg n ha-1in 3 stages ( One third was before planting + one third at R1 stage + one third at R3 stage).

    Results

    It was shown that the model had an acceptable accuracy in simulating the yield, biomass and nitrogen level of a shoot at harvest time. It has also been shown that the trait model does not accurately simulate the leaf area index as well as other traits. According to linear regression analysis, R2 coefficients for the calibration and validation data of the model were 0.69 and 0.57, respectively,. Model validation showed a coefficient of explanation of 0.81, while calibration showed a coefficient of explanation of 0.79. Based on the two-year data, the simulated nitrogen value does not differ significantly from the measured value at 0.95 probability level. The model provided a 0.87 explanation coefficient for the difference between simulated and measured shoot nitrogen, thus indicating its accuracy in simulating total shoot nitrogen over the two-year period.

    Conclusion

    As a result of this research, the highest yield was achieved in the years 2017 and 2018 with 120 kg n ha-1 applied to the soil as 50% of the base + 50% in R1 stage. In view of the obtained results, the CERES-Maize model can be used as a suitable simulation model to find the optimal nitrogen fertilizer management strategy for maize. For generalizable results, this model can also be applied to interpreting climate data in the northern region of the country in terms of potential production, limitations, and reduction of long-term field experiments.

    Keywords: Biomass, Calibration, simulation, validation, Yield
  • بهروز دولت پرست، فرزاد حسین پناهی*، حامد منصوری، عادل سی و سه مرده

    مدل های شبیه سازی رشد و نمو گیاهی یکی از پیشرفته ترین ابزارهایی است که امروزه به منظور برآورد عملکرد و بهینه کردن عملیات زراعی استفاده می شوند. به منظور ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر رشد و عملکرد دانه کلزا در دشت دهگلان استان کردستان از مدل CSM-CROPGRO-Canola برای شبیه سازی پاسخ گیاه به تغییرات آب و هوایی در سه سناریو (RCP2.6،RCP4.6  و RCP8.5) در چهار دوره زمانی 2040-2021، 2060-2041، 2080-2061 و 2100-2081 در برنامه DSSAT استفاده شد. به منظور واسنجی و اعتبارسنجی مدل از آزمایشات مزرعه ای انجام شده در سال های زراعی 97-1396 و 98-1397 استفاده شد. نتایج اعتبار سنجی مدل آب و هوایی و گیاهی بر اساس شاخص های ارزیابی مدل نشان داد که مدل دارای دقت کافی برای شبیه سازی متغیرهای اقلیمی و خصوصیات رشدی گیاه کلزا بود. نتایج شبیه سازی نشان داد که خصوصیات رشدی گیاه کلزا تحت تاثیر اثر منفی تغییر اقلیم در هر سه سناریو در دوره های زمانی مختلف قرار گرفت، به طوریکه صفات شاخص سطح برگ، عملکرد زیستی، شاخص برداشت و عملکرد دانه در سناریوهای تغییر اقلیم نسبت به سال زراعی مبنا (98-1397) کاهش نشان دادند. کمترین و بیشترین کاهش عملکرد دانه نسبت به عملکرد سال پایه (5309 کیلوگرم در هکتار) به ترتیب در سناریوی RCP2.6 در دوره زمانی 2040-2021 (5293 کیلوگرم در هکتار) با 0/3- درصد و سناریوی RCP8.5 در دوره زمانی 2100-2081 (3313 کیلوگرم در هکتار) با 58/37- درصد مشاهده شد. ارزیابی مقادیر مشاهده شده و پیش بینی شده عملکرد دانه، عملکرد زیستی، شاخص برداشت و حداکثر شاخص سطح برگ بر اساس شاخص RMSE% به ترتیب 11/8، 10/12، 8/64و 13/3بود. نتایج نشان داد که بیشترین اثر منفی تغییر اقلیم بر گیاه کلزا در سناریوی RCP8.5 و کمترین اثر منفی در سناریوی RCP2.6 بوده و با گذشت زمان اثر منفی تغییر اقلیم، به ویژه در سناریوی RCP8.5 تشدید یافت. بر اساس نتایج این تحقیق به منظور کاهش اثر منفی تغییر اقلیم در آینده، راهکارهایی مانند بهبود عملیات به زراعی، به نژادی ، کارایی مصرف آب و نیتروژن برای تولید کلزا در شرایط تغییر اقلیم ضروری است.

    کلید واژگان: تغییر اقلیم، شبیه سازی، ضرایب ژنتیکی، کلزا و مدل سازی
    Behroz Dolatparast, Farzad Hosseinpanahi*, Hamed Mansouri, Adel Siosemardeh
    Introduction

    The crisis of water sources limitation has signified the necessity of irrigation management of canola crop unavoidable. This issue is especially critical in the context of climate change, which is accompanied by changes in precipitation amount and patterns as well astemperature flucatations. The time-consuming and costly nature of field research and the spatial and temporal dependence of the results have caused crop growth modelling to be considered as an effective and acceptable technique in decision support systems under climate change conditions. In this regard, the DSSAT program is one of the most successful programs available for simulating the growth and development of crops. In this study simulation program for plant growth and development was used to predict growth and seed yield of canola in Dehgolan in Kurdistan province of Iran.

    Materials and Methods

    This study consisted of two phases; field and simulation studies. Statistical Downscaling Model (SDSM) was used to simulate climate data and forecast climate changes in the future. For the future climate, the set of CanESM scenarios including; RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 scenarios, presented by the Canadian Earth System Modeling Center, were used. Then, the changes in the growth and yield of canola under the mentioned scenarios were studied in the four periods of 2021-2040, 2041-2060, 2061-2080, and 2081-2100 using the CSM-CROPGRO-Canola model in the DSSAT program. In field studies, two field experiments were carried out to calibrate and validate the output of the model in the research farm of the Kurdistan University in Dehgolan 2016-2017 and 2017-2018 cropping seasons.

    Results

    The results of validation for weather and growth models showed that the models had sufficient accuracy to simulate climate variables and also the growth of canola. The simulation results illustrated that the growth characteristics of canola were affected by the negative effects of climate change under all scenarios and different time periods, therefore, the plant traits in various climate change scenarios were low when compared to the baseline cropping season (2018-2019). In general, the results of the model showed that the maximum negative effects of climate change on canola growth was in the RCP8.5 scenario and the minimum in the RCP2.6 scenario. The adverse effects of climate change were accelerated by time, especially in the RCP8.5 scenario.

    Conclusion

    The results of this study showed that the future climate change will have a negative effect on the growth and yield of canola that depends on the scenario and time period, the seed yield will decrease from 0.3% to 37.58% as compared with the current conditions. Therefore, to mitigate climate change impact on agricultural ecosystems necessary management measures including development of suitable canola cultivars and agronomic mangament package should be taken into consideration for adaptation to the changing climate in future.

    Keywords: Canola, Climate change, Genetic coefficients, Modelling, Simulation
  • صفورا جافرنوده، افشین سلطانی*، رامتین جولایی، شهرزاد میرکریمی، ابراهیم زینلی
    سابقه و هدف

    کشاورزی از مهم ترین فعالیت های اقتصادی به شمار می آ ید که بیش از هر چیز به شرایط جوی وابسته است. تغییرات آب و هوایی بر عملکرد محصولات تاثیر بسزایی دارد. با توجه به محدودیت های عوامل تولید، ویژگی های اقلیمی و جغرافیایی استان-های مختلف، شناسایی مزیت نسبی محصولات زراعی از اهمیت بالایی برخوردار است. عدم آگاهی از مزیت نسبی باعث استفاده نامناسب و غیربهینه از منابع می شود. بنابراین شناخت مزیت نسبی محصولات در مناطق مختلف، جهت برنامه ریزی و استفاده بهینه از امکانات مفید می باشد. این مطالعه با هدف تعیین مزیت نسبی برخی از محصولات مهم و دیم پاییزه انجام شد.

    مواد و روش ها

    در بخش زراعی این مطالعه عملکرد محصولات دیم شامل گندم، جو، نخود و عدس در استان های اردبیل، فارس و خراسان رضوی با استفاده از مدل iCrop2-SSM شبیه سازی شد. به منظور کاهش نوسانات اقلیمی و برای برآورد دقیق تر، از اطلاعات هواشناسی بلند مدت استفاده گردید. ارزیابی های اقتصادی با استفاده از روش ماتریس تحلیل سیاستی (PAM) و شاخص منابع داخلی (DRC) و هزینه به منفعت اجتماعی (SCB) انجام شد. همچنین شاخص های حمایت اسمی (NPC)، ضریب حمایت موثر (EPC)، ضریب حمایت اسمی از نهاده (NPI) نیز اندازه گیری شد. در شرایط تولید متوسط (مدیریت زراعی متوسط یا شرایط اقلیمی نامناسب) 50 درصد از پتانسیل عملکرد و در شرایط تولید مطلوب (مدیریت زراعی مطلوب یا شرایط اقلیمی خوب) 70 درصد از پتانسیل عملکرد قابل دستیابی است. بنابراین با استفاده از مدل iCrop2-SSM عملکردهای 50 و 70 درصد پتانسیل شبیه سازی و تاثیر آن بر مزیت نسبی و سودآوری اجتماعی مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که براساس شاخص DRC اردبیل در تولید گندم، نخود و عدس؛ خراسان رضوی در تولید نخود و عدس؛ فارس در تولید نخود از مزیت نسبی برخودارند. از نظر شاخص SCB تولید گندم در اردبیل، نخود در هر سه استان و عدس در استان اردبیل و خراسان رضوی دارای سودآوری اجتماعی می باشد. نتایج نشان می دهد با افزایش عملکرد، مزیت نسبی و سودآوری اجتماعی بهبود می یابد، به طوری که اگر کشاورزان هر منطقه بتوانند حداقل 50 درصد پتانسیل عملکرد (قابل دستیابی) را تولید کنند هر سه استان دارای مزیت نسبی در تولید محصولات (گندم، جو، نخود و عدس دیم) خواهند بود. براساس نتایج شبیه سازی، استان های فارس و اردبیل در تولید گندم بالاترین و از نظر تولید جو، نخود و عدس استان اردبیل بالاترین عملکرد قابل دستیابی را به خود اختصاص دادند. براساس عملکردهای واقعی فقط استان اردبیل بالاترین عملکردها را داشته و از نظر شاخص های اقتصادی نیز نسبت به سایر استان ها برتر بود.

    نتیجه گیری

    محصولات گندم، جو، نخود و عدس دیم در استان اردبیل به دلیل شرایط اقلیمی مناسب این منطقه عملکردهای بالاتری داشتند. از دلایل مزیت دار بودن محصولات در استان اردبیل تولید با عملکردهای بالا می باشد که درآمد تولیدکنندگان این منطقه را نسبت به دو استان دیگر افزایش داده است و تولید محصولات دیم در این استان با سودآوری همراه بوده است.

    کلید واژگان: حبوبات، غلات، شبیه سازی، ماتریس تحلیل سیاستی
    Safora Jafarnodeh, Afshin Soltani *, Ramtin Joolaei, Shahrzad Mirkarimi, Ebrahim Zeinali
    Background and objectives

    Agriculture is one of the most important economic activities highly dependent on climatic conditions more than any other factors. Climate change significantly affects crop production. Due to the limitation in production factors, inputs, climatic and geographic properties of different provinces, identification of the comparative advantage of crops is essential. Lack of knowledge about comparative advantage would lead to improper and non-optimal use of resources. Therefore, knowledge about comparative advantage in different regions is useful to plan and exploit the resources. The present study was conducted to identify the comparative advantage of some important rainfed winter crops.

    Materials and methods

    In the agronomic section of this study, the yield of rainfed crops including wheat, barley, chickpea and lentil in Ardabil, Fars and Khorasan Razavi provinces were simulated using the SSM-iCrop2 model. Long-term meteorological data were used to decrease climatic fluctuations and more precise estimation. Economic evaluations were performed using policy analysis matrix (PAM), domestic resource cost (DRC) and social cost-benefit index (SCB) methods. Also, nominal protection coefficient (NPC), effective protection of crops (EPC) and nominal protection input (NPI) were measured. In the agronomic section of this study, the yield of each region was simulated according to the climatic conditions and using the SSM-iCrop2 model (to determine the production potential of each region). For this purpose, long-term weather data were used and simulation was done for a 30-year period from 1986 to 2015. Under the moderate production conditions (moderate agronomic management or unsuitable climatic conditions), 50 percent of the yield potential, and under the optimum production conditions (optimum agronomic management or good climatic conditions), 70 percent of the potential yield is attainable. Therefore, 50 and 70 percent of yield potential were simulated using the SSM-iCrop2 model and their effect on comparative advantage and social profit were investigated.

    Results

    The results indicate that according to the DRC index, Ardabil in wheat, chickpea and lentil production, Khorasan Razavi in chickpea and lentil and Fars in chickpea production have a comparative advantage. Based on the SCB index, the production of wheat in Ardabil, chickpea in all three provinces and lentil in Ardabil and Khorasan Razavi provinces have social profit. According to the results, increase yield leads to improved comparative advantage and social profit so that all three provinces will have social profit in crop production (rainfed, wheat, barley, chickpea and lentil) provided that the farmers attain at least 50 percent of the yield potential (exploitable yield). According to the results of the simulation, Fars and Ardabil had the highest exploitable yield in wheat production, and regarding barley, chickpea and lentil, the highest exploitable yield was related to Ardabil province. Based on the actual yields, only Ardabil province had high yields and was superior to other provinces in terms of the economic indices.

    Conclusion

    Wheat, barley, chickpea and lentil crops had higher yield in Ardabil province due to the suitable climatic conditions of this region. One of the reasons for the advantage of crop production in Ardabil is its higher yield which has increased the income of growers compared with the other two provinces, and production of rainfed crops in this province has led to benefits.

    Keywords: Pulse, Cereal, simulation, Policy Analysis Matrix
  • صالح کرامت، بنیامین ترابی*، افشین سلطانی، ابراهیم زینلی
    سابقه و هدف
    برنج یکی از مهم ترین 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، پیش بینی درست عملکرد گیاهان زراعی امری لازم و ضروری است. به منظور، مدل سازی مراحل رشد و عملکرد برنج بر اساس آمار هواشناسی کشور ایران، مطالعه ای در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان صورت گرفت. هدف از این مطالعه استفاده از مدل ساده SSM-iCrop2 برای شبیه سازی 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 شبیه سازی برنج، می توان از آن به عنوان ابزار مناسبی برای برنامه ریزی و مدیریت بهتر مزارع برنج در کشور استفاده نمود.
    مواد و روش ها
    در این مطالعه از مدل SSM-iCrop2 برای شبیه سازی 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 شبیه سازی، ورودی های مورد نیاز مدل جمعآوری شدند. مهم ترین فرآیندهایی که در مدل باید شبیه سازی شوند عبارت است از، فنولوژی گیاه، تغییرات سطح برگ، تولید و توزیع ماده خشک و موازنه آب خاک. برای پارامتریابی و ارزیابی مدل، مقادیر عملکرد و روز تا رسیدگی شبیه سازی شده با مشاهده شده مقایسه شدند. برای این منظور از مجموعه ای از داده های آزمایشی (داده های مربوط به رشد و تولید برنج از مقالات و گزارش های 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 شبیه سازی شده از مشاهده شده از میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تغییرات (CV)، ضریب همبستگی (r) و میزان انحراف نتایج شبیه سازی شده از خط 1:1 با طیفی از اختلاف 20 درصد بین مقادیر شبیه سازی شده و مشاهده شده (به وسیله خطوط منقطع تعریف شده) برای آزمون نتایج مدل استفاده شد.
    یافته ها
    در پارامتریابی مدل SSM-iCrop2برای برنج، مقایسه بین روز تا رسیدگی مشاهده شده و شبیه سازی 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 شبیه سازی تبخیر و تعرق به ترتیب 44 میلی متر، 9 درصد و 79/0، دقت شبیه سازی مدل را تایید نمود. استفاده از مدل SSM-iCrop2 آسان بوده و شبیه سازی ها با تعداد پارامتر کم و داده های ورودی قابل دسترس با دقت قابل قبول امکان پذیر است.
    نتیجه گیری
    نتایج پارامتریابی و ارزیابی مدل SSM-iCrop2 با استفاده از شاخص های 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 کاشت های مختلف در شرایط اقلیمی ایران با دقت زیادی شبیه سازی می کند که نشان دهنده ساختار مناسب مدل در شبیه سازی است. بنابراین، با توجه به دقت مناسب مدل SSM-iCrop2در شبیه سازی فنولوژی و عملکرد برنج، می توان از آن به عنوان ابزار مناسبی برای بررسی سامانه های زراعی و تفسیر نتایج در شرایط محیطی و مدیریتی متفاوت در جهت برنامه ریزی و بهبود مدیریت مزارع برنج در کشور استفاده نمود.
    کلید واژگان: آب خاک، سطح برگ، شبیه سازی، فنولوژی، عملکرد دانه
    Saleh Keramat, Benjamin Torabi *, Afshin Soltani, EBRAHIM Zeinali
    Introduction
    Rice is one of the most important cereals and staple food of many people in the world. In order to identify the possibility of supplying food to the world's population, given the need for continued production in sustainable agriculture, it is necessary to correctly predict the yield of crops. For this purpose, modeling of growth stages and yield of rice based on meteorological statistics of Iran, was studied in Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. The purpose of this study was to use the simple model SSM-iCrop2 to simulate rice growth and yield to investigate the effects of climatic factors, soil, agronomic management and to determine the genetic coefficients of rice in Iran. Due to the appropriate ability of the model in rice simulation, it can be used as a suitable tool for better planning and management of rice fields in the country.
    Materials and Methods
    In this study, the SSM-iCrop2 model was used to simulate the potential yield. In this model, the amount of potential yield is calculated based on meteorological data, soil conditions, management and plant parameters. The model needs a series of inputs to run, which is made to perform the simulation of the collected model. The most important processes to be simulated in the model are plant phenology, leaf area changes, dry matter production and distribution, and soil water balance. For parameterization and evaluation of the model, the values of performance and day to maturity of the simulated were compared with those observed. For this purpose, a set of experimental data (data related to rice growth and production from published and unpublished articles and reports) was used in important areas under rice cultivation. According to the statistics of the Ministry of Agriculture, 2001-2016, the main areas of rice cultivation and production in Iran were identified. In this study, to compare the deviation of the simulated values from the observed squared error mean (RMSE), coefficient of variation (CV), correlation coefficient (r) and the deviation of the simulated results from line 1:1 with a range of 20% difference. Between the simulated and observed values was used to test the model results.
    Results and discussion
    In parameterization of SSM-iCrop2 model for rice, the comparison of observed and simulated days to maturity with RMSE, CV and r values of respectively 12 days, 11 percent and 0.61, respectively, and for grain yield of 56 g m-2, 21 percent and 0.80 indicated the accuracy of the used parameters. Furthermore, in evaluation the model, RMSE, CV and r values for days to maturity were 9 days, 10 percent and 0.95 and for grain yield were 43 g m-2, 14 percent and 0.77 and in simulation evapotranspiration were 44 mm, 9 percent and 0.79 respectively, which confirms the precision of the model simulation. Application of SSM-iCrop2 model is simple and acceptably precise simulation is possible with minimal parameters and inputs.
    Conclusion
    The results of parameterization and evaluation of SSM-iCrop2 model, which was (RMSE), (r) and (CV), showed that this model includes phenological stages and grain yield in the history of different plantings in the climatic conditions of Iran simulates with great accuracy, which indicates the appropriate structure of the model in the simulation. Therefore, considering the appropriate accuracy of SSM-iCrop2 model in simulating rice phenology and yield, it can be used as a suitable tool to study cropping systems and interpret the results in different environmental and management conditions to plan and improve the management of rice fields in the country.
    Keywords: soil water, Leaf area, simulation, phenology, Grain yield
  • حمیدرضا کمالی*، محمد خرمیان، امیر ناصرین، مصطفی حسین پور

    پیش بینی مقدار محصول برای برنامه ریزی و مدیریت کارآمد یک عامل مهم به شمار می رود. در پژوهش حاضر یک مدل ساده ریاضی برای پیش بینی مقدار محصول چغندرقند پاییزه در منطقه خوزستان ارایه شده است. در این مدل از تابع لجستیک استفاده شده است که در آن مقدار محصول ریشه و شکر سفید به صورت تابعی از وضعیت آبیاری، بارندگی و تبخیر از طشتک تعریف شده است. جهت ارزیابی مدل، از اطلاعات آزمایش های انجام شده در دو سال 1382 و 1383 در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی آباد دزفول که تحت پنج تیمار آب آبیاری به روش قطره ای و بر اساس درصدی از نیاز آبی گیاه (25، 50، 75، 100 و 125 درصد) انجام گردیده، استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که مدل قادر است مقادیر نهایی عملکرد ریشه و محصول شکرسفید را با دقت خوبی برآورد نماید؛ به طوری که ریشه میانگین مربع های خطای نرمال شده (NRMSE) برای تخمین مقدار محصول ریشه در مرحله واسنجی و ارزیابی به ترتیب برابر 9/4 و 13/0 درصد بود. همچنین مقدار NRMSE برای تخمین مقدار محصول شکر سفید نیز در هر دو سال واسنجی و ارزیابی کمتر از 10 درصد و به ترتیب برابر 6/8 و 9/8 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد که مدل قادر است در طول فصل رشد نیز کارکرد مناسبی داشته و مقادیر عملکرد ریشه و شکر را طی روزهای مختلف بعد از کاشت (DAP) با خطای کمتر از 20 درصد برآورد نماید. با توجه به اینکه مدل ارایه شده در پژوهش حاضر یک مدل تجربی می باشد، توصیه می شود جهت استفاده از مدل در مناطقی با شرایط اقلیمی متفاوت، ابتدا مدل واسنجی شده، سپس مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: تنش خشکی، شبیه سازی، کم آبیاری، مدل سازی
    Hamidreza Kamali *, Mohammad Khorramian, Amir Naserin, Mostafa Hosseinpour

    Predicting crop yield is an important factor for efficient planning and management. In the present study, a simple mathematical model is developed for predicting the yield of autumn-sown sugar beet in Khuzestan region. In this model, the logistic function was used, in which the root yield and white sugar yield is defined as a function of irrigation, rainfall and evaporation from the pan. In order to evaluate the model, data of two-year trials conducted under five treatments of drip irrigation water based on percentage of water requirement (25, 50, 75, 100 and 125%) at Safiabad Agricultural Research and Education and Natural Resources Center, Dezful, were used. Results showed that the model was able to estimate root yield and white sugar yield with good accuracy so that the normalized root mean squares error (NRMSE) for estimating root yield in the calibration and validation stage were 9.4 and 13.0%, respectively. Also, the value of NRMSE for estimating white sugar yield in both calibration and validation years was less than 10% and equal to 6.8 and 9.8%, respectively. The model is able to have good accuracy during the growing season and estimate the values of root yield and sugar yield during different days after planting (DAP) with an error of less than 20%. Considering that the model presented in the current study is an experimental model, it is recommended to first recalibrate the model, and then use it in regions with different climatic conditions.

    Keywords: crop modeling, Water stress, Autumn sugar beet
  • صالح کرامت*، بنیامین ترابی، افشین سلطانی، ابراهیم زینلی
    برنج در رژیم غذایی مردم ایران از جایگاه ویژه ای برخوردار است. برای تامین نیاز کشور لازم است تولید این محصول افزایش یابد که با توجه به محدودیت سطح زیر کشت، افزایش عملکرد در واحد سطح روش مناسب تری است. یکی از بهترین راه ها برای افزایش تولید، کاهش خلاء عملکرد می باشد. مطالعه حاضر با هدف برآورد خلاء عملکرد برنج در کشور در سال 1395 طراحی و اجرا شد. در این مطالعه، با استفاده از پروتکل اطلس جهانی خلاء عملکرد، مناطق اقلیمی و ایستگاه های هواشناسی مرجع تولید برنج در ایران تعیین شدند. ابتدا عملکرد واقعی برنج از آمارنامه کشاورزی کشور استخراج و سپس عملکرد پتانسیل در مناطق اصلی تولید این محصول با استفاده از مدل شبیه سازی SSM-iCrop2 و داده های مربوط به آب و هوا، مدیریت و خاک برآورد شد. خلاء عملکرد از اختلاف بین عملکرد واقعی کشاورزان و عملکرد پتانسیل محاسبه شد. مقدار عملکرد واقعی برنج در مناطق اقلیمی اصلی تولید این محصول در کشور از 5/3 تا 2/5 تن در هکتار و عملکرد پتانسیل شبیه سازی شده از 3/6 تا 5/9 تن در هکتار برآورد شد. بنابراین میزان خلاء عملکرد از 1/2 تا 1/5 تن در هکتار متغیر بود. نتایج این تحقیق نشان داد که در صورت کاهش خلاء عملکرد برنج، میزان تولید این محصول را می توان از 2 میلیون و 440 هزار تن به 4 میلیون و 103 هزار تن افزایش داد و بنابراین به خودکفایی در تامین برنج کشور دست یافت.
    کلید واژگان: عملکرد پتانسیل، عملکرد واقعی، شبیه سازی
    Saleh Keramat *, Benyamin Torabi, Afshin Soltani, Ebrahim Zeinali
    Rice has a special role in the diet of Iranians. To meet the needs of the country, it is necessary to increase the production of this crop. Therefore, due to the limited cultivation area, increasing yield per unit area is a more appropriate method. One of the best methods to increase production is to reduce the yield gap. The present study was designed and conducted to estimate the rice yield gap in Iran in 2016. In this study, the climatic zones and reference weather stations of rice production in Iran were determined using the global yield gap atlas (GYGA) protocol. First, the actual yield of rice was extracted from the Iranian agricultural statistics. Then, potential yield in the main production areas of rice was estimated using the SSM-iCrop2 simulation model and management, soil and climatic data. Yield gap was calculated from the difference between the actual yield of farmers and potential yield. The actual yield of rice in the main climatic regions of this crop in Iran was estimated from 3.5 to 5.2 ton.ha-1 and the simulated potential yield from 6.3 to 9.5 ton.ha-1. Therefore, the yield gap varied from 2.1 to 5.1 ton.ha-1. The results of this study showed that if the yield gap of rice is reduced, its production can be increased from 2,440,000 tons to 4,103,000 tons and achieve the self-sufficiency in rice supply in the country.
    Keywords: Actual yield, Potential yield, Simulation
  • فاطمه سلمانی*، افشین سلطانی، ابراهیم زینلی، حسین شاهکو محلی
    کشت نشایی به عنوان روشی برای افزایش عملکرد و کاهش نیاز آبیاری مطرح است. به منظور شبیه سازی کشت نشایی ابتدا پارامترهای مربوط به رشد گیاهچه پنبه در یک آزمایش گلخانه ای به‎صورت فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در سال 1397 اندازه گیری شدند. سپس این پارامترها در مدل SSM-iCrop2 استفاده شده و تاثیر کشت نشایی با چهار اندازه گیاهچه (براساس سطح برگ 17، 22، 27 و 37 سانتی مترمربع در بوته) در چهار تاریخ کاشت (15 خردادماه، 1 تیرماه، 15 تیرماه و 30 تیرماه) شبیه سازی و ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که در تاریخ کاشت زود، کشت نشایی موجب 43 تا 49 روز زودرسی محصول شده (خالی شدن زودتر زمین)، اما تاثیر معنی داری بر مقادیر عملکرد (از 164 تا 354 گرم در مترمربع) و میزان نیاز آب خالص آبیاری (213 تا 613 میلی متر) نداشت. در تاریخ کاشت معمول (1 تیرماه) کشت نشایی باعث 27 تا 38 روز زودرسی محصول شد، در حالی که کشت بذری در این تاریخ کاشت تا اول آذرماه قابل برداشت نبوده و باعث اختلال در کشت محصول بعدی شد. در این تاریخ کاشت نیز همانند کشت زود، کشت نشایی تاثیر معنی داری بر مقدار عملکرد (از 444 تا 452 گرم بر مترمربع) و نیاز آبی (299 تا 308 متر) نداشت. در تاریخ کاشت دیر نیز کشت بذری تا اول آذرماه قابل برداشت نبود، ولی کشت نشایی با چهار اندازه گیاهچه بین یک تا پنج روز موجب زودرسی نسبت به کشت بذری شد. در این تاریخ کاشت، کشت نشایی تاثیر معنی داری بر مقدار عملکرد (361 تا 441 گرم در مترمربع) داشت ولی میزان نیاز آبیاری خالص (271 تا 300 میلی متر) تحت تاثیر کشت نشایی قرار نگرفت. نتیجه گیری شد که کشت نشایی موجب کاهش نیاز آبیاری نمی شود، در تاریخ کاشت زود باعث افزایش عملکرد نمی شود، ولی تاریخ کاشت های 1 و 15 تیرماه که کشت بذری قبل از اول آذرماه قابل برداشت نیست، کشت پنبه را ممکن می سازد. در تاریخ کاشت 30 تیرماه کشت بذری و نشایی هر دو موجب اختلال در کشت محصول بعدی می شوند و قابل استفاده نیستند. در هیچ یک از تاریخ های کاشت، کشت نشایی به دلیل هزینه زیاد آن، به لحاظ اقتصادی قابل توصیه نیست.
    کلید واژگان: ارزیابی اقتصادی، اندازه گیاهچه، تاریخ کاشت، شبیه سازی، صفات رشدی
    Fatemeh Salmani *, Afshin Soltani, Ebrahim Zeinali, Hossein Shahkoomahali
    In order to simulate transplantation, the parameters related to cotton seedling growth are firstly measured in a factorial experiment in a randomized complete block design at Gorgan University of agricultural sciences and natural resources within 2018. The parameters are then utilized in SSM-iCrop2 Model. In the simulation section, four seedling size based on the leaf area (namely 17, 22, 27, and 37 cm-2 per plant) are evaluated in 4 planting dates (15 June, 1 July, 15 July, and 30 July). Results show that in early planting date, seedling transplantation rushes the process of crop maturation for 43 to 49 days. However, this has had no significant effect on yield values (from 453 to 461 g/m2) and net water requirement (312 to 316 mm). The usual sowing date causes the crop to mature between 27 and 38 days (earlier vacant land), whereas seed sowing at this planting date impairs the subsequent crop cultivation. At this planting date, as in early planting, transplanting has no strong effect on the yield (from 444 to 452 g/m2) and water requirement (299 to 308 mm). In a late planting date, seedling transplanting with four seedling sizes between 1 and 5 days results in premature seed germination, even though seed cultivation impairs subsequent planting. At this planting date, transplanting has a noticeable effect on the yield (361 to 441 g/m2), but the amount of pure irrigation (271 to 300 mm) remains unaffected by transplanting.
    Keywords: economic evaluation, growth traits, simulation, size of seedling, Sowing date, Transplanting
  • مصطفی کشاورز مهر، حسین مقدم*، مصطفی اویسی، جواد بذرافشان
    این پژوهش به منظور پارامتریابی و ارزیابی مدل APSIM-Wheat برای گندم زمستانه و استفاده از مدل جهت ارزیابی اثرات تغییرات اقلیم بر عملکرد گندم انجام شد. از مدل برای شبیه سازی شاخص سطح برگ، ماده خشک و عملکرد گندم زمستانه رقم روشن در سال زراعی 94-1393 در دو منطقه کرج و خمین تحت چهار سطح آبیاری و سه سطح کود نیتروژن استفاده شد. آزمایش ها در هر دو منطقه به صورت کرت خردشده در قالب بلوک های کامل تصادفی اجرا شد. عامل آبیاری به‏عنوان کرت اصلی و عامل نیتروژن به‏عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شدند. پارامتریابی مدل براساس داده های مشاهداتی حاصل از تیمار آبیاری کامل و نیتروژن 200 کیلوگرم در هکتار در هر دو منطقه انجام شد. نتایج حاصل از ارزیابی مدل نشان داد که مقادیر شبیه سازی شده تخمین نزدیکی از مقادیر مشاهده شده بودند، به طوری که RMSE در هر دو منطقه به ترتیب برای ماده خشک و عملکرد کم تر از 702 و 455 کیلوگرم در هکتار و هم چنین برای شاخص سطح برگ کم تر از 56/0 بودند. RMSE نرمال شده در مجموع حالت های کم تر از 8/17 درصد و شاخص توافق ویلموت بالاتر از 82/0 بودند. ارزیابی مدل، کارایی بالا و امکان استفاده از آن در سایر مطالعات را نشان داد. نتایج حاصل از تحلیل تغییرات اقلیمی نشان داد که افزایش دما از صفر تا پنج درجه سانتی گراد موجب حداکثر 75 درصد کاهش و افزایش غلظت دی اکسید کربن موجب حداکثر 24 درصد افزایش عملکرد دانه شده و در صورت افزایش بیش از سه درجه سانتی گراد دما در تمامی غلظت های ممکن دی اکسیدکربن، عملکرد دانه کاهش خواهد یافت.
    کلید واژگان: افزایش دما، شبیه سازی، کارایی مدل، مدل رشد گیاهی، مدل فرآیندگرا
    Mostafa Keshavarz Mehr, Hosein Moghaddam *, Mostafa Oveisi, Javad Bazrafshan
    The present research has been conducted to parameterize and evaluate the APSIM-Wheat model for winter wheat and to use the model for evaluation of climate change effects on grain yield. The model is used to simulate leaf area index, dry matter, and grain yield of Roshan cultivar winter wheat in Karaj and Khomein regions between 2014 and 2015, under four irrigation regimes and three levels of nitrogen fertilizers. The experiments have been conducted in both regions as split-plot in a randomized complete block design. Irrigation is considered as main plot and nitrogen as a sub-plot. Model parameterization is based on observational data from full irrigation and 200 kg/ha nitrogen treatment in both regions. Results from the model evaluation show that the simulated values closely predict the observed values so that the RMSE in both regions is less than 670 and 450 kg/ha for biomass and yield, respectively, being below 0.56 for leaf area index as well. Normalized RMSE in all treatments has been below 17.8%, with Wilmot's index being above 0.82. The evaluation of model shows high performance and its possible use in other studies. Results from climate change analysis show that increasing the temperature from 0 to 5 °C leads to a maximum reduction of 75% in grain yield and an increase in carbon dioxide concentration, resulting in a maximum increase of 24% and, if the temperature increase exceeds three degrees Celsius, the grain yield will decrease in all possible concentrations of carbon dioxide.
    Keywords: Crop Growth Model, Model performance, Process-based model, simulation, temperature increase
  • حسین کمری*، ابراهیم زینلی، افشبن سلطانی، فرشید قادری فر
    سابقه و هدف

    امروزه پیش بینی بلندمدت متغیرهای اقلیمی برای اطلاع از میزان تغییرات و در نتیجه در نظر گرفتن تمهیدات لازم برای تعدیل اثرات سوء ناشی از تغییر اقلیم، مورد توجه اقلیم شناسان و محققان قرار گرفته است. بر این اساس مدل های شبیه سازی گردش عمومی جو GCM توسعه یافته اند که می توانند پارامترهای اقلیمی را پیش بینی نمایند. LARS-WG مدلی است که خروجی مدل های GCM را ریزمقیاس می کند. در این پژوهش برای پیش بینی مقادیر بارش روزانه، تشعشع خورشیدی و درجه حرارت های حداکثر و حداقل روزانه در مناطق اقلیمی (ایستگاه های هواشناسی) تحت کشت پنبه در ایران مورد استفاده قرار گرفت. هدف از این مطالعه برآورد پارامترهای اقلیمی (بارش، تشعشع خورشیدی و دمای حداقل و حداکثر) طی شرایط آینده در مناطق اقلیمی اصلی تحت کشت پنبه در ایران می باشد، که می تواند جهت حفاظت و مدیریت بهینه منابع آب در این مناطق مورد استفاده قرار گیرد. همچنین در این پژوهش برخلاف مطالعات گذشته که اغلب از گزارش چهارم IPCC استفاده شده است از گزارش پنجم IPCC استفاده گردید.

    مواد و روش ها: 

    در این پژوهش مناطق مهم تحت کشت پنبه در ایران مورد بررسی قرار گرفته است، که از 23 ایستگاه هواشناسی در مناطق مهم تولید کننده پنبه در کشور استفاده گردید. داده های هواشناسی مورد نیاز شامل مقادیر روزانه بارش، دمای حداقل، دمای حداکثر و ساعات آفتابی در ایستگاه های سینوپتیک مورد نظر به دست آمد. در این مطالعه، ابتدا عملکرد 5 مدل مختلف گردش عمومی جو در شبیه-سازی داده های بارش، تشعشع خورشیدی، دمای کمینه و دمای بیشینه 9 ایستگاه سینوپتیک (سبزوار، قوچان، قم، هاشم آباد، لار، بیله سوار، اداره گرگان، حسن آباد داراب و مشهد) در دوره (2016-2011) مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت براساس آماره های t-test، F-test و آزمون ناپارامتری کولموگروف- اسمیرنف دو مدل MIROC5 و GFDL-CM3 برای این پژوهش انتخاب گردید. سپس پیش بینی پارامترهای مذکور بر پایه مدل های GCM منتخب برای دوره 20 ساله (2060 -2041) تحت سناریوهای انتشار RCP4.5) و (RCP8.5 انجام شد.

    یافته ها:

     با فرض بروز سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5، پارامتر تشعشع خورشیدی پیش بینی شده در تمام مناطق اقلیمی مورد بررسی توسط هر دو مدل GCM طی دوره آینده نسبت به دوره پایه 2010-1981 تغییر محسوسی نداشته است. به طوری که بیش ترین تغییرات به میزان (249/0 مگاژول بر متر مربع در روز) در منطقه اقلیمی 6102 (ایستگاه هاشم آباد) و با مدل MIROC5 و سناریو RCP8.5 می-باشد. نتایج پیش بینی ها نشان داد پارامتر دمای حداکثر و حداقل برای دوره آینده در تمامی مناطق اقلیمی به صورت افزایشی خواهد بود به-طوری که بیش ترین تغییرات میانگین بلندمدت سالانه دماهای حداقل و حداکثر نسبت به دوره پایه در منطقه اقلیمی 6002 شامل ایستگاه-های (حسن آباد داراب، خواف، حاجی آباد و گنبد) به میزان 67/2 و 75/2 درجه سانتی گراد در دوره (2060- 2041) تحت سناریوی انتشار 5/8 رخ خواهد داد. بیش ترین میزان افزایش دما در ناحیه اقلیمی منتهی به مناطق جنوبی کوهستان البرز و مناطق شرقی زاگرس و همچنین فلات خشک مرکزی ایران و کم ترین میزان افزایش نیز در مناطق اقلیمی منتهی به حاشیه دریای خزر، خلیج فارس و نواحی جنوبی کشور در هر دو سناریو RCP4.5 و RCP8.5 خواهد بود. در مورد مجموع بارش سالانه در دوره آینده (2060- 2041) بیش-ترین میزان افزایش بارش به مقدار 5/98 میلی متر توسط مدل MIROC5 و سناریو RCP4.5 در اقلیم 6202 (ایستگاه اداره گرگان) پیش-بینی شد. همچنین بیش ترین میزان کاهش بارش به مقدار 8/29- میلی متر توسط مدل MIROC5 و سناریو RCP8.5 در منطقه اقلیمی 6102 پیش بینی گردید.

    نتیجه گیری:

     با توجه به نتایج پیش بینی با افزایش میانگین سالانه دمای حداقل و حداکثر طی دوره آینده (2060-2041) و همچنین کاهش بارش برای مناطق اقلیمی منتهی به فلات خشک مرکزی و جنوب ایران می توان گفت تغییرات پارامترهای هواشناسی برای مناطق اقلیمی تحت کشت پنبه در ایران تحت تاثیر پدیده تغییر اقلیم در دهه های آتی محسوس خواهد بود.

    کلید واژگان: تغییر اقلیم، سناریوهای RCP، شبیه سازی، مدل های GCM
    Hossein Kamari *, Ebrahim Zeinali, Afshin Soltani, Farshid Ghaderi Far
    Background and Objectives

    Nowadays, climatologists and researchers are interested in the long-term forecast of climatic variables to be informed about the extent of their variations and to take measures to mitigate the adverse effects of climate change. Accordingly, general circulation models (GCMs) of atmosphere have been developed to predict climatic parameters. LARS-WG is a model to downscale the output of GCMs. It was used in the present research to generate data of daily precipitation, radiation, and minimum and maximum temperature across the cotton cultivation climatic zones (Meteorological stations) in Iran. The objective of this study is to estimate climatic factors (rainfall, radiation and minimum and maximum temperature) in the future period in major climatic cotton cultivation areas in Iran, which may be used for optimized water resource preservation and management in these regions. Also, the 5th IPCC report was used in this study, in contrast with the majority of investigations that use the 4th report.

    Materials and Methods

    In this research, the important areas under cotton cultivation in Iran are the target area. The data of 23 synoptic stations were used in these areas. The required meteorological data recorded in the stations were daily rainfall, minimum temperature, maximum temperature and sunshine. The present study assessed the performance of five different GCM models in simulating the data of precipitation, radiation, minimum temperature, and maximum temperature in nine synoptic stations (SABZEVAR, GHOOCHAN, GHOM, HASHMABAD, LAR, BILESOWAR, EDAREGORGAN, HASANABADEDARAB, and MASHHAD) from 2011 to 2016, firstly. Finally, two GCMs (MIROC5 and GFDL-CM3) were selected for the research purpose based on the results of t-test, F-test, and the Kolmogorov-Smirnov non-parametric test. Then, the parameters were predicted by the selected GCM models for 20 years (2041-2060) under the emission scenarios of RCP4.5 and RCP8.5.

    Results

    According to employing the scenarios of RCP4.5 and RCP8.5, the predicted solar radiation does not show a significant change in the future period versus the base period of 1981-2010 in all studied regions based on both GCM models. The highest change (0.249 MJ / m2 / day) is based on the MIROC5 model and the RCP8.5 scenario in climate zone 6102 (HASHMABAD station). The predictions revealed that the parameters of maximum and minimum temperature would be ascending for all the climatic regions over the future period. The highest variations in the average long-term annual minimum and maximum temperatures versus the base period would be 2.67 and 2.75°C happening in Climatic Region 6002 Includes stations (HASANABADEDARAB, KHAF, HAJI ABAD and GONBAD) over the 2041-2060 period under Scenario RCP8.5. For both scenarios RCP4.5 and RCP8.5, the highest temperature increase was observed in the climatic zones where located in south of Alborz and the east of Zagros mountain chains as well as the Central Iranian Dry Plateau and the lowest increasing was in the climatic regions located around the Caspian Sea, the Persian Gulf and the south of Iran. For the total annual precipitation over the future period (2041-2060), the highest amplification was predicted by MIROC5 to be 98.5 mm under Scenario RCP4.5 in Climatic Region 6202 (EDAREGORGAN station), and the greatest loss of precipitation was predicted by the same model to be -29.8 mm in Scenario RCP8.5 in Climatic Region 6102.

    Conclusion

    Given the prediction of rising average annual minimum and maximum temperature and the decline of precipitation over the future period (2041-2060) in the climatic regions leading to the arid plain of central and southern Iran, it can be concluded that the variations of meteorological parameters induced by climate change will be significant in the cotton-growing climatic regions of Iran over the future decades.

    Keywords: Climate Change, GCM models, RCP scenarios, simulation
  • بنیامین ترابی*، نجیب الله ابراهیمی، افشین سلطانی، ابراهیم زینلی

    پژوهش حاضر به منظور تخمین پارامترهای مدل SSM_iCrop و ارزیابی کارایی آن در پیش بینی رشدونمو گیاه باقلا در شرایط آب وهوایی گرگان انجام شد. این پژوهش روی گیاه باقلا "رقم برکت" به صورت اسپلت پلات در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در سال زراعی 95-1394 انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل تاریخ کاشت (6 آذرماه، 4 دی ماه و 11 بهمن ماه) و تراکم بوته (5، 15، 25 و 35 بوته در مترمربع) بودند. پارامترهای مربوط به مراحل فنولوژی، گسترش و پیرشدن سطح برگ، تولید و توزیع ماده خشک و موازنه آب با استفاده از داده های آزمایش حاضر و دیگران تخمین زده شدند. نتایج ارزیابی مدل نشان داد مدل به خوبی می تواند روز تا گلدهی (8/3RMSE =  و 1/4CV=)، روز تا رسیدگی (9/11RMSE =  و 1/8CV =)، تعداد گره روی ساقه اصلی (7/1RMSE =  و 0/10CV =)، شاخص سطح برگ (8/0RMSE =  و 8/28CV =)، عملکرد بیولوژیک (5/158RMSE =  و 6/21CV =) و عملکرد دانه (6/118RMSE =  و 7/24CV =) را پیش بینی کند. بنابراین می توان از مدل SSM_iCrop برای بررسی وضعیت مدیریت زراعی و تجزیه و تحلیل رشد و عملکرد باقلا در شرایط گرگان استفاده کرد.

    کلید واژگان: سطح برگ، شبیه سازی، عملکرد دانه، فنولوژی، ماده خشک
    Benjamin Torabi *, Najebullah Ebrahimi, Afshin Soltani, Ebrahim Zeinali

    The present study was conducted to parameterize the SSM_iCrop model and evaluate the prediction of growth and development of faba bean in Gorgan climate condition. This study was carried out on faba bean cv."Barkat" as split-plot in randomized complete block design with four replications at Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources in 2015-2016. The experimental factors consisted of planting date (27 November, 25 December and 31 January) and plant density (5, 15, 25 and 35 plants/m2). The parameters of phonological stages, leaf expansion and senescence, production and distribution of dry matter and water balance were estimated using the present data experiment and other data. The results of model evaluation showed that, it can well predict, days to flowering (RMSE = 3.8 and CV =4.1), days to maturity (RMSE = 11.9 and CV= 8.1), node number on main stem (RMSE = 1.7 and CV = 10.0), leaf area index (RMSE =0.8 CV =28.8), biological yield (RMSE = 158.5 and CV =21.6) and seed yield (RMSE = 118.6 and CV = 24.7). Therefore, the SSM_iCrop model can be used to evaluate the agronomic management and analyze the growth and yield of faba bean in Gorgan conditions.

    Keywords: Leaf area, Phenology, simulation, Seed yield, dry matter
  • گلشاد سلیمان زاده، افشین سلطانی*، بنیامین ترابی، حسین ابراهیمی، احسان شاکری

    کشت نشایی محصولات زراعی یکی از روش هایی است که در سال های اخیر به عنوان یک روش موثر برای مصرف بهینه آب و حصول عملکرد بالاتر پیشنهاد شده است. شبیه سازی شرایط کشت نشایی با استفاده از مدل های مرتبط از مهم ترین ابزارهایی است که قابلیت بررسی اثر این نوع سیستم کاشت بر عملکرد، مصرف آب و سایر خصوصیات سویا را دارد. برای این منظور تاثیر کشت نشایی بر عملکرد و مقدار مصرف آب سویا تابستانه در گرگان با استفاده از مدل شبیه سازی گیاهی SSM-iCrop2 در چهارتاریخ کاشت مختلف با چهاراندازه گیاهچه (نشاء) به همراه کشت بذری ارزیابی شد. نتایج شبیه‎سازی نشان داد کشت بذری در تاریخ کاشت دیرهنگام (23 تیر) و همه تیمارها در تاریخ کاشت خیلی دیرهنگام (5 مرداد) به‎دلیل اختلال در کشت محصول بعدی نامطلوب در نظر گرفته شده و از مقایسات کنار گذاشته شد. کشت نشایی در تاریخ کاشت زودهنگام (20 خرداد)، معمول (4 تیر) و دیرهنگام باعث زودرسی محصول نسبت به کشت بذری شد. از نظر عملکرد دانه در تاریخ های کاشت زودهنگام و معمول تفاوت معنی داری بین دو روش کاشت وجود نداشت؛ اما در تاریخ کاشت دیرهنگام کشت‎نشایی باعث کاهش افت عملکرد نسبت به کشت مستقیم شد. اندازه‎ی نشاء اثر معنی‎داری برعملکرد نداشت. هم‎چنین هیچ‎کدام از تاریخ کاشت‎های مختلف در دو روش نشایی و بذری اثر معنی‎داری بر نیاز آبی خالص سویا نداشت. به طورکلی روش کشت نشایی سویا درتاریخ کاشت دیرهنگام، به‎دلیل عملکرد بالاتر قابل توصیه است؛ ولی ازنظر اقتصادی برای کشاورز مقرون به صرفه نبوده و می بایست راهکاری برای کاهش هزینه های این روش در نظر گرفته شود.

    کلید واژگان: شبیه سازی، تاریخ کاشت، اندازه گیاهچه، بازدهی اقتصادی
    G. Soleimanzadeh, A. Soltani*, B. Torabi, H. Ebrahimi, E. Shakeri

    Transplanting or pot culture has been mentioned as a promising approach to increase crop yield and decrease irrigation water use in recent years. Using simulation models to assess pot culture is a valuable way in investigating the effect on yield, water consumption and other properties of crops such as soybean. For this purpose, several pot culture levels (seedling sizes) plus direct sowing were evaluated in soybean using SSM-iCrop2 for four different sowing dates in Gorgan, Iran. Seedling sizes were 13, 18, 24 and 29 cm2 per plant leaf area and at 200, 250, 300 and 350 °C cumulative temperature, respectively. Sowing dates were June 10 (early), June 25 (usual), July 14 (late) and July 27 (very late). The results of simulation showed that direct seed planting method at late sowing date (14 July) and all treatments at very late sowing date (27 July) are not feasible and cannot be recommended due to disturbance that cause in sowing of next crop in double cropping system of the region. Transplanting method at early (10 June), usual (25 June) and late planting dates resulted in earlier maturity. There was no significant difference between two methods regarding seed yield at early and usual planting dates, but at late planting date transplanting method resulted in higher yield compared to direct seed planting method. Seedling size had no significant effect on yield. In addition, there was no significant difference among sowing methods in all planting dates in terms of net irrigation requirement of soybean. It was concluded that transplanting is only preferred at late sowing date for its higher yield, but considering the higher production costs of this method compared to direct sowing, it is necessary to find some cost-effective measures before pot culture could be adopted by farmers.

    Keywords: Simulation, Sowing date, Seedling size, Economic efficiency
  • علی راحمی کاریزکی*، حسین حسینی

    در حال حاضر باقلا به عنوان یکی از محصولات مهم در منطقه خاورمیانه، افریقا، چین و نقاطی از اروپا و استرالیا در تغذیه انسان و دام مورد توجه قرار دارد. مدل، ابزاری است که ما را در تفسیر و درک دنیایی که در آن زندگی می کنیم، یاری می کند. پیش بینی دقیق فنولوژی گیاهان زراعی از ویژگی های ضروری مدل های شبیه سازی به شمار می رود. از مدل ها می توان در بهبود مدیریت تولید گیاهان زراعی برای پیش بینی تاریخ های احتمالی برداشت یا پیش بینی عملکرد نهایی، یا به صورت فعال تر، برای پیش بینی مطمین زمان وقوع حوادث فنولوژیکی استفاده نمود. مدل استفاده شده در این مطالعه، مدل ارایه شده توسط سلطانی و همکاران برای نخود بود. برای پارامترهای ورودی مدل، از مقادیر به دست آمده از آزمایش های مزرعه ای در دو سال زراعی91-1390 و 92-1391 که در مزرعه تحقیقاتی دانشکده علوم کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبد کاووس در شرایط مطلوب دیم و عاری از آفات، علف های هرز و بیماری های باقلا اجرا گردیده بود، استفاده شد. 24سناریوی مختلف شامل ترکیبات مختلفی از تراکم و تاریخ کاشت در دو سال زراعی برای مدل تعریف گردید. نتایج نشان داد که مدل قادر است مراحل فنولوژیک گیاه باقلا را به جز روز تا سبزشدن به خوبی پیش بینی کند. این پیش بینی در مراحل منتهی به برداشت باقلا از بالاترین دقت برخوردار بود، به نحوی که بالاترین ضریب تبیین با مقدار91/0 مربوط به تعداد روز تا برداشت باقلا بود. مطالعه نشان داد که مدل فوق نمی تواند به خوبی حداکثر سطح برگ، عملکرد، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت را در شرایط آب و هوایی گنبد و تحت شرایط آزمایش های مزرعه ای پیش بینی نماید.

    کلید واژگان: توصیف مدل، حبوبات، شبیه سازی، مدل
    ali Rahemi karizki*, Hossein Hosseini
    Introduction

    Bean is now considered as one of the most important products in the Middle East, Africa, China and parts of Europe and Australia in human and animal nutrition (Turpin et al., 2002). Bean is a suitable herb in rotation with cereals. Because it can break the cycle of many common diseases of grains and reduce the population of nematodes. The model is a tool that helps us interpret and understand the world in which we live (Boote et al., 2003). Precise prediction of the phenology of crops is one of the essential features of simulation models. From models, improved crop production management can be used to predict the probable dates of harvesting or predicting final yields, or more actively, to predict the timing of phenological events. The production and distribution of dry matter in crop simulation models is largely regulated by the timing of development stages. Understanding how the bean's phenological development response to day length and temperature, creates a model for predicting the time of occurrence of different stages of development of this crop. The aim of this study was to obtain a model for predicting phenological stages, maximum leaf area index, economic and biological yield, as well as harvest index of bean plant under Gonbad conditions.

    Materials & Methods

    For the main data, the values obtained from field experiments were carried out at the research farm of the Faculty of Agricultural Sciences and Natural Resources of Gonbad-e-Kavou’s University under favorable rainfed conditions and free of pests, weeds and bean diseases. The experiment was a factorial based on randomized complete block design with four replications in two years. Planting density was at four levels (8, 12, 16 and 20 plants/m2) and sowing date was in three levels (13 November, 1391, 13 December, 1391, 13 December 2012 and 7 December 2011, December 4, 2011 and December 17, 2011). The model used in this study was similar to that of Soltani et al, (1999) for chickpea. Meteorological and climatic data was from 1994 to 2014 of Gonbad. 24 different scenarios including different combinations of density and planting dates were defined for two years in the model. In order to compare simulated data with field experiment data, evaluation indices, explanation factor (R2), root mean square error, normalized root mean square error and line 1: 1 were used. The higher the R2 value from the linear regression of functions and the 1: 1 line closer to one, indicates a high correlation between simulated and observed values and is a sign of a better description of the model in simulating the desired attribute.

    Results & Discussion

    The coefficient of explanation between the predicted values and obtained from field experiments on day to flowering was 0.89. The root mean square error and its normalized value were 2.99 and 1.29 days, respectively. Also, comparison of the number of days to harvest obtained from field experiments with values obtained from the model showed that all of these values are in the range of 15% up and down the 1:1 line. The results showed that the model also well predicted day to pod setting. So that the explanation coefficient, root mean square error and normalized root mean square error, between the data obtained from field experiments and the predicted data of the model were equal to 0.81, 2.99, and 12.0, respectively. Regarding the day to the physiological maturity, the coefficient of explanation, root mean square error and normalized root mean square error were 0.9, 5.84, and 12.0, respectively, which all represent a good prediction of the model. The explanation coefficient (R2) was obtained by analyzing the linear regression of the functions between day to harvest and the predicted values equal to 0.91.

    Conclusion

    The results showed that the model could well predict the phenological stages of the faba bean, with the exception of the day to the emergence. This prediction was at the highest level in the stages leading to bean harvest, so that the highest coefficient of explanation with a value of 0.91 was found for the number of days to bean harvest. Our study showed that the above model cannot predict well the maximum leaf area index, yield, biological yield and harvest index in dune weather conditions and under our farm experiments.

    Keywords: Beans, Model, Model description, Simulation
  • وحیدرضا جلالی*، صفورا اسدی کپورچال

    ذرت در مواجهه با تنش شوری، واکنش های متفاوتی را طی مراحل مختلف رشدی نشان می دهد و دوره رشد زایشی، حساس ترین دوره زندگی گیاه است. هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی توانمندی مدل های شبیه ساز شوری در تخمین عملکرد ذرت رقم سینگل کراس 704 طی دوره رشد زایشی بود. برای این منظور، مدل های فرایندی- فیزیکی شامل ماس و هافمن، ونگنوختن و هافمن، دیرکسن و همکاران و همایی و همکاران مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور ایجاد شرایط واقعی رشد در خاک های شور، از آب شور طبیعی دریاچه نمک نوق واقع در رفسنجان استفاده و برای تهیه تیمارهای شوری مورد مطالعه در این آزمایش با آب معمولی رقیق شد. تیمارهای مورد استفاده در این پژوهش شامل سطوح شوری 1، 2، 4، 6 و 8 دسی زیمنس بر متر به همراه یک تیمار آب غیرشور (به عنوان شاهد) بودند که در سه تکرار مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج حاصل از آماره های ضریب کارآیی اصلاح شده (E')، شاخص مطابقت اصلاح شده (d') و ضریب جرم باقیمانده (CRM)، نشان داد که برای متغیر ارتفاع اندام هوایی، مدل ونگنوختن و هافمن با دارا بودن بیش ترین دقت (91/0=d' و 87/0=E') دقیق ترین مدل بود، در حالی که برای متغیر وزن خشک اندام هوایی، مدل غیرخطی همایی و همکاران (90/0=d' و 86/0=E') و برای متغیر عملکرد نهایی دانه، مدل ماس و هافمن (96/0=d' و 94/0=E') دارای بیش ترین دقت بودند و بهترین تخمین را ارایه دادند. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد که مدل های شبیه ساز شوری، توانمندی خوبی در تخمین عملکرد گیاه ذرت تحت شرایط تنش شوری و مدیریت بهتر تخصیص منابع آب کم کیفیت در مراحل مختلف رشد گیاه داشتند. به عبارت دیگر، استفاده از مدل های چهارگانه ماس و هافمن، ونگنوختن و هافمن، دیرکسن و همکاران و همایی و همکاران، می توانند ابزار موثری در استفاده از منابع آب شور با درجات مختلف شوری در جهت دستیابی به تولید بهینه ذرت باشند. بنابراین، با تعیین دقیق مدل بهینه برای هر دوره رشد و پذیرش میزان ریسک افت عملکرد به ازای میزان شوری آب آبیاری، می توان به طور قابل توجهی از منابع آب کم کیفیت نیز در تولید محصول ذرت بهره برد.

    کلید واژگان: افت عملکرد، تنش غیر زیستی، شاخص مطابقت، شبیه سازی
    VahidReza Jalali *, Safoora Asadi Kapourchal

    Maize in response to salinity stress exhibits different responses during different growth stages and reproductive growth stage is the most sensitive stage of plant growth. The objective of the present study was to evaluate the ability of salinity simulator models to estimate maize (SC704) yield, during reproductive growth stage. Process-physical models including Maas and Hoffman, van Genuchten and Hoffman, Dirksen et al. and Homaee et al. models were used to access this objective. In order to create real growth conditions in saline soils, natural saline water of Nough lake in Rafsanjan, Kerman province, Iran, with electrical conductivity of 42.6 dS.m-1, was used and diluted with normal fresh water for preparation of salinity treatments studied in this experiment. Treatments used in this study were five salinity levels of 1, 2, 4, 6 and 8 dS/m with a non-saline water (as check treatment) that were studied in three replications. The results of modified efficiency coefficient (E'), modified agreement index (d') and coefficient of residual mass (CRM) statistics showed that the van Genuchten and Hoffman model with the highest accuracy (E'=0.87, d'=0.91) was the most accurate model for shoot height, while for shoot dry weight, the Nonlinear model of Homaee et al. (with the accuracy of E'=0.86 and d'=0.90) and for final grain yield, the Maas and Hoffman model (with the accuracy of E'=0.94 and d'=0.96), had the most accuracy and the best estimate. In total, the results of this study showed that salinity simulation models had good ability to estimate maize yield under salinity stress and better management of allocation of low quality water resources in different stages of plant growth. In other words, the four models of Maas and Hoffman, van Genuchten and Hoffman, Dirksen et al. and Homaee et al. can be effective tools in using saline water sources with varying degrees of salinity to achieve optimal maize production. Therefore, by precisely determining the optimal model for each growth stage and accepting the risk of yield loss due to salinity of irrigation water, low-quality water resources can also be considerably utilized in maize yield production.

    Keywords: Abiotic Stress, Agreement index, Simulation, Yield decrease
  • بنیامین ترابی*، افشبن سلطانی، سراله گالشی، ابراهیم زینلی
    سابقه و هدف

    امنیت غذایی یک موضوع اصلی در دنیاست؛ بسیاری از سازمان‏های بین المللی و دولتی برای تضمین نیازهای غذایی بشر در حال تحقیق هستند. با توجه به محدودیت در اراضی کشاورزی، یکی از راه های افزایش امنیت غذایی، افزایش تولید در واحد سطح است. امروزه با وجود ارقام پرمحصول، به دلیل عدم دسترسی به شرایط مطلوب محیطی، این ارقام به پتانسیل عملکرد خود نمی‏رسند، بنابراین بین عملکرد پتانسیل این ارقام و عملکرد واقعی خلا عملکرد ایجاد خواهد شد. قبل از هرگونه تغییر در عملیات مدیریتی جهت افزایش عملکرد، لازم است میزان عملکرد پتانسیل محصول و خلاء بین عملکرد پتانسیل و واقعی در منطقه مورد مطالعه محاسبه گردد. بنابراین هدف از این تحقیق بررسی روند تغییرات خلاء عملکردهای مختلف در طی سال‏های مختلف و محاسبه متوسط خلاء عملکردهای مختلف در منطقه مورد مطالعه بود.

    مواد و روش

    عملکرد پتانسیل و متداول گندم با مدل CropSyst برای سال‏های 1387-1360 شبیه سازی شدند و عملکردهای پتانسیل مزارع محققان در طی سال‏های 1387-1373، حداکثر عملکردهای قابل‏حصول کشاورزان در طی سال‏های 1387-1368 و عملکردهای واقعی کشاورزان در طی سال‏های 1387-1360 از مرکز تحقیقات کشاورزی و سازمان جهادکشاورزی جمع آوری شدند. در تحقیق حاضر چهار نوع خلاء عملکرد به صورت اختلاف بین عملکرد پتانسیل شبیه‏سازی شده و عملکرد واقعی (خلاء عملکرد 1)، اختلاف بین عملکرد پتانسیل مزارع محققان و عملکرد واقعی (خلاء عملکرد 2)، اختلاف بین حداکثر عملکرد مزارع کشاورزان و عملکرد واقعی (خلاء عملکرد 3) و اختلاف بین عملکرد متداول شبیه‏سازی شده و عملکرد واقعی (خلاء عملکرد 4) محاسبه شدند.

    یافته ها

    مقایسه روند تغییرات عملکرد واقعی با عملکردهای پتانسیل و متداول شبیه سازی شده در طی سال‏های 1387-1360 نشان داد خلاء بین عملکرد پتانسیل و متداول شبیه‏سازی شده با عملکرد واقعی در حال کاهش بود. این کاهش خلا عملکرد به دلیل کاهش در روند عملکرد پتانسیل و متداول شبیه سازی شده و نیز افزایش در روند عملکرد واقعی در طی سال‏های مورد مطالعه بود. با توجه به نتایج استنباط شد برای افزایش عملکرد پتانسیل شبیه سازی شده باید ارقامی تولید کرد که کارایی مصرف تشعشع بالایی داشته باشند. در حالی که برای کاهش خلا عملکرد بین عملکرد متداول شبیه‏سازی شده و عملکرد واقعی باید ارقامی با کارآیی مصرف تشعشع بالا و در عدم محدودیت آب و نیتروژن کشت کرد. روند تغییرات خلاء بین عملکرد پتانسیل مزارع محققان و عملکرد واقعی در طی سال‏های 1387-1373 ثابت بود که این به دلیل عدم تغییر روند این دو عملکرد در طی سال‏های مورد مطالعه بود. روند تغییرات خلاء بین حداکثر عملکرد قابل‏حصول و عملکرد واقعی در طی سال‏های 1387-1368 در حال افزایش بوده است. این امر نشان دهنده مدیریت بهتر کشاورزان نمونه برای دستیابی به حداکثر عملکرد می‏باشد، در حالی که سایر کشاورزان تلاش جدی جهت افزایش عملکرد در طی سال‏های مورد مطالعه نداشته‏اند. متوسط عملکرد پتانسیل و متداول شبیه سازی شده، عملکرد پتانسیل مزارع محققان، حداکثر عملکرد قابل‏حصول و عملکرد واقعی در طی سال های 1387-1373 به ترتیب حدود 3/6، 6/6، 0/6، 4/4 و 4/3 تن در هکتار بود. اختلاف بین هر یک از این سطوح عملکرد با عملکرد واقعی (خلاء عملکرد) به ترتیب حدود 0/3، 0/1، 2/3 و 6/2 تن در هکتار بود.

    نتیجه گیری

    از نتایج تحقیق حاضر استنباط شد که اختلافات عملیات مدیریتی برای دستیابی به عملکرد واقعی با سایر سطوح عملکردها می تواند یکی از دلایل خلا عملکرد باشد. هر اندازه این اختلافات مدیریتی بیشتر باشد میزان خلا عملکرد بیشتر خواهد شد.

    کلید واژگان: شبیه ‏سازی، عملکرد پتانسیل، عملکرد واقعی
    Background and Objectives

    Food security is a main subject in the world. Many international and governmental organizations to ensure the nutritional needs of human are being explored. According to the restrictions on agricultural lands, an increase in production per area unit is a way to improve food security. Despite high yielding varieties, these varieties do not reach their potential yield due to lack of access to favorable environmental conditions. Therefore, yield gap will be created between potential yield and actual yield. Before any progress in the agronomic operations of crop, it is necessary to identify the crop’s potential yield and to calculate the gap between potential and actual yield. Therefore, the aim of this study was to evaluate the historical trend in different yield gaps and to calculate different mean yield gaps in the studied region.

    Materials and Methods

    Potential and conventional yields were simulated using CropSyst model over 1981-2008 period and researchers’ potential yields over 1994-2008 period, maximum achievable yield over 1989-2008 period and actual yield over 1981-2008 period were collected from Agricultural Research Center, and Agriculture Organization. In this study, four types of yield gap were calculated as the difference between simulated potential yield and actual yield (yield gap 1), the difference between researchers’ potential yield and actual yield (yield gap 2), the difference between maximum achievable yield and actual yield (yield gap 3) and the difference between the simulated conventional yield and actual yield (yield gap 4).

    Results

    The trend of changes in actual yield compared with both simulated potential and conventional yields over 1981-2008 period showed the gap between simulated potential and conventional yields with actual yield were decreasing. The decrease in the yield gaps was due to decrease in the trend of changes in simulated potential and conventional yields and increase in the trend of changes in actual yield over the studied period. According to the results, to increase the simulated potential yield, the varieties should be selected which have high radiation use efficiency. While for reducing the yield gap between simulated conventional yield and actual yield, the varieties with high radiation use efficiency should be cultivated under unlimited water and nitrogen condition. The trend of changes in yield gap between researchers’ potential yield and the actual yield was fixed yields over the period of 1994-2008 which was due to unchanged trend of both yields over this period. The trend of changes of the gap between actual yield and maximum achievable yield was increasing over 1989-2008. This was indicated the better management operations of prior farmers to achieve maximum yield, while other farmers did not work hardly to enhance the yield over the studied years. The simulated mean potential and conventional yield, the researchers’ potential yield, the maximum achievable yield and the actual yield were 6.35, 6.6, 6.0, 4.42 and 3.4 t ha-1, respectively, over 1994-2008 period. The differences between these yield levels with the actual yield were about 3.0, 1.0, 3.2 and 2.6 t ha-1.

    Conclusion

    It can be concluded that the difference between the management operations performed for achieving actual yield and the other yield levels can be created a yield gap and the more management differences, the higher yield gap.

    Keywords: simulation, Potential yield, Actual yield
  • سیبویه اقا محمدی، علی شهیدی، سید رضاهاشمی، عباس خاشعی *

    تغییرات اقلیمی و پدیده هایی از جمله خشکسالی در میزان عملکرد محصولات کشاورزی موثر هستند. یکی از راهکارهای مقابله با این پدیده ها، جایگزینی مدیریت ریسک به جای مدیریت بحران است، به طوری که با ارزیابی ریسک، قبل از وقوع بحران، میزان خسارت ها به حداقل می رسد. در این پژوهش نیز در جهت کاهش خسارت های ناشی از خشکسالی به عنوان پدیده ای طبیعی و غیر قابل کنترل، بر روی محصول زعفران، به ارزیابی ریسک خشکسالی با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو پرداخته شد. شاخص خشکسالی بارش استاندارد شده (SPI) ماهانه و میانگین دمای ماهانه به عنوان متغیرهای مستقل در تابع توزیع عملکرد محاسبه می شود. با کمک روش فراابتکاری شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، ارتباط بین متغیرهای مستقل (دما و SPI) و متغیر وابسته (عملکرد محصول زعفران) برقرار می شود. سپس داده ی تصادفی از متغیرهای مستقل ساخته می شود و با شبکه عصبی مصنوعی آموزش یافته، 2000 عملکرد شبیه سازی شده تولید می گردد. انتخاب یک ایستگاه مرجع و با استفاده از توزیع تجمعی به دست آمده، عامل ریسک محاسبه شد و با رسم نمودار عامل ریسک-عملکرد استاندارد، ریسک نسبی ایستگاه های مورد مطالعه بررسی شده است. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد که بیشترین سال های مورد مطالعه در محدوده نرمال قراردارند و فراوانی خشکسالی در چهار ایستگاه خراسان جنوبی دو برابر ایستگاه های مورد مطالعه در خراسان رضوی می باشد. همین طور شبکه عصبی مصنوعی با ضریب همبستگی 0/85 توانست به خوبی عملکرد را پیش بینی نماید. در پایان بر اساس نتایج به دست آمده از نمودار ریسک-عملکرد استاندارد، ایستگاه های قاین، بیشترین و نهبندان کمترین ریسک نسبی نسبت به ایستگاه مرجع (تربت حیدریه) را  داشتند.

    کلید واژگان: مدیریت ریسک، باران استاندارد شده (SPI)، شبکه عصبی مصنوعی، شبیه سازی
    Seeboyeh Aghamohamadi, Abbas Khashei *, Ali Shahidi, Sayyed Reza Hashemi

    Climate changes and phenomena such as drought are effective in the yield of agricultural products. Replacing crisis management with risk management is one of the solutions for these phenomena. With risk assessment before crisis, the amount of damages will be reduced to the minimum amount. In this research, the risk assessment of drought by Monte Carlo method will be used in order to reduce the damages caused by drought as a natural and uncontrollable phenomenon on saffron product. The monthly Standardized Precipitation Index (SPI) of drought and the monthly average temperature are calculated as independent variables in the yield distribution function. The relationship between independent variables (temperature and SPI) and dependent variable (saffron yield) is established using Artificial Neural Network (ANN). After that, 2000 random data from independent variables are generated using MATLAB and 2000 simulated yields generated by a trained artificial neural network. Then, the cumulative distribution of the simulated yields are determined and these yields are standardized in order to unification of the yield data of each city. The risk factor is calculated by choosing a reference station and using the cumulative distribution. The relative risks of the stations are considered after drawing the diagram of Yield-Risk standard factor. The results of the research show that most of the studied years are in normal range and the drought frequency in the four stations of Khorasan Jonoobi province is twice the stations in Khorasan Razavi. Furthermore, the artificial neural network with a correlation coefficient of 0.85 could predict the yield of the product very well. The similarity of the cumulative distribution diagram of the real yield with the cumulative distribution of the yields simulated by Monte Carlo indicates that the results are correct. At the end The results of this research show that Ghayen has the highest relative risk compared to the reference station (Torbat-e- Heydariyeh) and Nehbandan has the lowest one.

    Keywords: Risk Management, Standardized Precipitation Index (SPI), Artificial neural network (ANN), Simulate
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال