parameterization and evaluation of ssm-soybean model for prediction of growth and yield of soybean in gorgan

[ ' c r o p s i m u l a t i o n m o d e l s a r e m a t h e m a t i c a l r e p r e s e n t a t i o n s o f p l a n t g r o w t h p r o c e s s e s a s i n f l u e n c e d b y i n t e r a c t i o n s a m o n g g e n o t y p e ' , ' e n v i r o n m e n t a n d c r o p m a n a g e m e n t . u s i n g c r o p s i m u l a t i o n m o d e l s c a n b e a n e f f i c i e n t c o m p l e m e n t t o e x p e r i m e n t a l r e s e a r c h . m o d e l s a r e b e i n g u s e d t o u n d e r s t a n d t h e r e s p o n s e o f c r o p s t o p o s s i b l e c h a n g e s i n c r o p ' , ' c u l t u r a l m a n a g e m e n t a n d e n v i r o n m e n t a l v a r i a b l e s . w h i l e t h e r e a r e m a n y s i m u l a t i o n m o d e l s f o r s o y b e a n ' , ' s s m ' , ' i l e g u m e m o d e l w a s p r e f e r r e d f o r t h e f o l l o w i n g r e a s o n s : ( 1 ) o t h e r m o d e l s a r e n o t a d e q u a t e l y t r a n s p a r e n t . a s u i t a b l e m o d e l s h o u l d h a v e s p e c i f i c a n d o b v i o u s p a r a m e t e r s ' , ' f i g u r e s a n d c o d e s . ( 2 ) m a n y m o d e l s u s e m a n y e q u a t i o n s a n d p a r a m e t e r s f o r c r o p k e y p r o c e s s . i n s o m e c a s e s ' , ' m o d e l s a r e s o c o m p l e x t h a t a s p e c t s o f t h e i r s t r u c t u r e a n d p e r f o r m a n c e a r e n o t c l e a r e v e n t o m e m b e r s o f t h e m o d e l i n g t e a m . a d d i n g c o m p l e x i t y w i t h i n a m o d e l d o e s n o t n e c e s s a r i l y m o v e t h e m o d e l c l o s e r t o r e a l i t y . i n f a c t ' , ' i t i s q u i t e l i k e l y t h a t i n c l u d i n g h y p o t h e s e s w i t h o u t e x t e n s i v e e x p e r i m e n t a l j u s t i f i c a t i o n c a n e a s i l y i n c r e a s e t h e i m p e r f e c t i o n o f t h e m o d e l . u s e r s h a v e t o u s e t h e s e m o d e l s a s ‘ b l a c k ' , ' b o x e s ’ w i t h o u t a c l e a r u n d e r s t a n d i n g o f t h e m o d e l s t r u c t u r e s a n d l i m i t a t i o n s . c o m p l e x m o d e l s n e e d c o n s i d e r a b l e i n p u t d a t a t h a t m a y n o t b e e a s i l y a v a i l a b l e . ( 3 ) s o m e t i m e s s o f t w a r e o f t h e m o d e l i s n o t f l e x i b l e ' , ' s i m p l e a n d o b v i o u s ' , ' a n d i n m a n y c a s e s ' , ' e x p e r t i s e p e r s o n s h o u l d h e l p f o r r u n n i n g t h e m o d e l . ( 4 ) m a n y m o d e l s i n c l u d e o n e o r m o r e p a r a m e t e r s w i t h o p a q u e m e a n i n g . w e b e l i e v e a l l c r o p a n d c u l t i v a r p a r a m e t e r s s h o u l d h a v e a c l e a r m e a n i n g a n d s h o u l d b e d i r e c t l y m e a s u r e a b l e . t h e o b j e c t i v e s o f t h i s s t u d y w e r e t o d e s c r i b e a s o y b e a n m o d e l ( s s m ' , ' i l e g u m e ) ' , ' d e t e r m i n e t h e g e n e t i c c o e f f i c i e n t s o f s o y b e a n c u l t i v a r i n g o r g a n a n d f i n a l l y r e p o r t r e s u l t s o f t h e m o d e l e v a l u a t i o n . s s m ' , ' i l e g u m e m o d e l p r e d i c t s p h e n o l o g i c a l s t a g e s a s a f u n c t i o n o f t e m p e r a t u r e ' , ' d a y l e n g t h . c a l c u l a t i o n o f p h e n o l o g i c a l d e v e l o p m e n t i n t h e m o d e l i s b a s e d o n t h e b i o l o g i c a l d a y c o n c e p t . a b i o l o g i c a l d a y i s a d a y w i t h o p t i m a l t e m p e r a t u r e ' , ' p h o t o p e r i o d a n d m o i s t u r e c o n d i t i o n s f o r p l a n t d e v e l o p m e n t . l e a f a r e a d e v e l o p m e n t a n d s e n e s c e n c e i s a f u n c t i o n o f t e m p e r a t u r e ' , ' p r o v i d e n i t r o g e n f o r l e a f g r o w t h ' , ' p l a n t d e n s i t y a n d n i t r o g e n r e m o b i l i z a t i o n . t o s i m u l a t e l e a f a r e a e x p a n s i o n ' , ' t h e f i r s t s t e p i s t o d e t e r m i n e o n e a c h d a y t h e i n c r e a s e i n l e a f n u m b e r o n t h e m a i n s t e m u s i n g t h e p h y l l o c h r o n ( t e m p e r a t u r e u n i t b e t w e e n e m e r g e n c e s o f s u c c e s s i v e l e a v e s ) c o n c e p t . b i o m a s s i s e s t i m a t e d a s a f u n c t i o n o f t h e r e c e i v e d r a d i a t i o n a n d t e m p e r a t u r e . d a i l y i n c r e a s e o f c r o p m a s s i s e s t i m a t e d a s t h e p r o d u c t o f i n c i d e n t p h o t o s y n t h e t i c a c t i v e r a d i a t i o n ( p a r ' , ' m j m ' , ' 2 d ' , ' 1 ) ' , ' t h e f r a c t i o n o f t h a t r a d i a t i o n i n t e r c e p t e d b y t h e c r o p ( f i n t ) a n d e f f i c i e n c y w i t h w h i c h t h e i n t e r c e p t e d p a r i s u s e d t o p r o d u c e c r o p d r y m a s s ' , ' i . e . ' , ' r a d i a t i o n u s e e f f i c i e n c y ( r u e ' , ' g m j ' , ' 1 ) . m o d e l i n g s e e d g r o w t h r a t e a n d y i e l d f o r m a t i o n i n t h e c u r r e n t m o d e l i s b a s e d o n a m o d i f i e d l i n e a r i n c r e a s e i n h a r v e s t i n d e x c o n c e p t a s d e s c r i b e d b y s o l t a n i a n d s i n c l a i r ( 2 0 1 1 ) . t h e m o d e l ' , ' c a n b e d o w n l o a d e d f r o m h t t p s : / / s i t e s . g o o g l e . c o m / s i t e / a f s h i n s o l t a n i / ' , 9 , ' d o w n . t h e m o d e l n e e d s d a i l y w e a t h e r d a t a ' , ' i . e . m a x i m u m a n d m i n i m u m t e m p e r a t u r e s ' , ' r a i n f a l l a n d s o l a r r a d i a t i o n . t h e m o d e l c a n b e r u n f o r m u l t i p l e s c e n a r i o s / t r e a t m e n t s o v e r m a n y y e a r s . f i e l d d a t a w e r e u s e d f o r c o e f f i c i e n t e s t i m a t i o n a n d m o d e l e v a l u a t i o n . a f t e r e s t i m a t i o n o f g e n e t i c p a r a m e t e r s ' , ' t h e m o d e l w a s t e s t e d u s i n g i n d e p e n d e n t d a t a a n d i n d i c a t e d a n a c c e p t a b l e p e r f o r m a n c e a n d p r e d i c t i o n s f o r i m p o r t a n t c r o p v a r i a b l e s a s c o m p a r e d t o o b s e r v e d d a t a i n c l u d i n g d a y s t o f l o w e r i n g ( r m s e = 5 . 8 ' , ' c v = 1 1 % ) a n d m a t u r i t y ( r m s e = 8 . 7 ' , ' c v = 6 % ) ' , ' m a i n s t e m n o d e n u m b e r ( r m s e = 1 . 7 ' , ' c v = 1 3 % ) a n d g r a i n y i e l d ( r m s e = 4 8 ' , ' c v = 1 5 % ) . t h e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t a n a c c e p t a b l e e s t i m a t e f o r d i f f e r e n t v a r i a b l e s w a s o b t a i n e d . s o ' , ' t h e m o d e l c a n b e u s e d i n s i m u l a t i o n s t u d i e s o f s o y b e a n y i e l d a n d i t s l i m i t a t i o n s i n r e s p o n s e t o e n v i r o n m e n t a l c o n d i t i o n s ' , ' m a n a g e m e n t i n p u t s a n d g e n e t i c f a c t o r s . ' ]