1
แบบจ ำลองกำรเจรญเตบโตของพช: ทำงเลอกใหมเพอชวยงำนวจยแบบดงเดม 1
Crop growth modeling: a novel way to supplement conventional triaail 2
นนทวฒ จงรงกลำง1* 3
Nuntawoot Jongrungklang1* 4
5
6
บทน ำ 7
ในปจจบน การเพมจ านวนประชากรและการเพมพนทเพาะปลกพชอาหารไมสมดลกน ท าใหเกด8
สภาวะความไมมนคงทางอาหาร (food insecurity) การเพมพนทท าการเกษตรเปนวธการแกไขปญหาทไดผล 9
แตอยางไรกตาม วธการนมขอจ ากดทางลกษณะพนท ภมประเทศ และการแขงแขงขนการใชพนทการเกษตรกบ10
การจดสรรทอยอาศย การเพมผลผลตตอพนทเปนวธหนงทสามารถชวยแกไขปญหาความไมมนคงทางอาหารได 11
ซงแนวทางนตองพฒนาทงดานการเขตกรรมและการปรบปรงพนธพช ความตองการแกปญหาดงกลาว นกวจย12
ด าเนนการไดท าการศกษา รวบรวม และถายทอดองคความรไปสเกษตรกร เพอพฒนาศกยภาพการผลตพชปลก13
ใหเหมาะสมกบความตองการของประชากร อยางไรกตาม งานวจยบางลกษณะประเดนมขอจ ากดมาก เชน 14
การศกษาการเจรญเตบโตของรากพชในพนททประสบความแหงแลง และการศกษาการตอบสนองของพชตอ15
การจดการภายใตเงอนไขของสภาพแวดลอมทแตกตางกน ซงงานวจยดงกลาวปฏบตไดยากและสนเปลอง16
คาใชจายสง ตองด าเนนการทดสอบในหลายๆสถานท ดงนน เพอลดขอจ ากดตางๆของงานวจยเหลาน จ าเปน17
อยางยงตองมเครองมอชวยนกวจยใหสามารถศกษาและพฒนาพชในแงมมทหลากหลายมากยงขน 18
แบบจ าลองการเจรญเตบโตพช (crop growth model) เปนเครองมอหนงทสามารถชวยสงเสรม 19
สนบสนนการตดสนใจในงานวจย แบบจ าลองสามารถจ าลองสถานการณการเจรญเตบโตของพชและผลผลตท20
จะไดในอนาคต ซงจะลดแรงงาน ยนระยะเวลา และลดคาใชจายในงานวจยใหนอยลง รวมถง ชวยพฒนาระบบ21
1 ภาควชาพชศาสตรและทรพยากรการเกษตร คณะเกษตรศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน 40002
Department of Plant Science and Agricultural Resources, Faculty of Agriculture, Khon Kaen University, Khon Kaen 40002, Thailand. *Corresponding author: [email protected]
ทจดรปแบบ: ตวยก
2
การผลตพช ทงในแงของการปรบปรงพนธ และการเขตกรรม (นตยา, 2553) แบบจ าลองการเจรญเตบโตของพช 22
เปนแบบจ าลองทสามารถจ าลองสมดลของคารบอน น า และธาตอาหาร โดยอาศยสมการทางคณตศาสตรมา23
อธบายความสมพนธระหวางกระบวนการทางสรรวทยาตางๆ ทเกดขนภายในตนพช เชน การสงเคราะหแสง 24
การหายใจ การคายน า การเจรญเตบโต และการแบงสนปนสวนของอาหารทถกสรางขน เชอมโยงกบปจจย25
สภาพแวดลอมภายนอก เชน พลงงานรงสดวงอาทตย ความเปนประโยชนของน าในดน และอณหภมรายวน 26
เปนตน (Hunt and Boote, 1998) อยางไรกตาม การใชประโยชนจากแบบจ าลองการเจรญเตบโตของพช 27
จ าเปนอยางยง ทจะตองเขาใจอทธพลของปจจยสภาพแวดลอมภายนอกทมผลตอการจ าลองสถานการณ ขอมล28
ตวปอน และกระบวนการท างานของแบบจ าลอง ซงจะน าไปสการจ าลองสถานการณผลทมประสทธภาพและ29
ความนาเชอถอของแบบจ าลองการเจรญเตบโตของพช(ควรขยายความเพมเตมความเขาใจดงกลาวจะท าใหการ30
จ าลองสถานการณมประสทธภาพเพมขนไดอยางไร) 31
32
อทธพลของสงแวดลอมตอสรรวทยำในแบบจ ำลองกำรเจรญเตบโตของพช 33
แสง อณหภม น า และความชนในอากาศ เปนปจจยหลกทสงผลตอสรรวทยาและการเจรญเตบโตของ34
พชปลก ซงกระบวนการทางสรรวทยาของพชมความซบซอน พชแตละชนดมการตอบสนองของกระบวนการทาง35
สรรวทยาตอสภาพแวดลอมแตกตางกนออกไป ในแบบจ าลองกเชนเดยวกน ปจจยสงแวดลอมเหลาน เกยวของ36
ในระบบปฏบตการของแบบจ าลองการเจรญเตบโตของพช กลาวคอ ปจจยแสงและอณหภมเปนปจจยทมผล37
โดยตรงกบศกยภาพในการสงเคราะหดวยแสงและการคายน า สวนความเปนประโยชนของน าในดนและ38
ความชนในอากาศ เปนปจจยทสงผลตอการคายน าของพช เกยวของกบการเปด-ปดของปากใบ ซงสงผลตอการ39
แพร CO2 ทซงเปนสารตงตนในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงเขาสใบพช ดงนน ปจจยน าและความชน จงมผล40
เกยวของกบการสงเคราะหแสงของพชดวย สารทไดจากการสงเคราะหแสง (assimilates) จะถกล าเลยงไป41
ส ารองเพอใชในกระบวนการเจรญเตบโต หรอ กระบวนการรกษาโครงสราง โดยสดสวนของสารทไดจากการ42
สงเคราะหแสงทน าไปสกระบวนการซอมแซมโครงสรางขนอยกบขนาดของโครงสรางชวภาพของพช ซง43
โครงสรางชวภาพนถกก าหนดดวยระยะพฒนาการของพช ซงมอณหภมเปนปจจยควบคมจากภายนอก การ44
3
ขยายโครงสรางชวภาพของใบจะมผลกลบไปเกยวของกบศกยภาพการสงเคราะหดวยแสงและการคายน า ซง45
ความสมพนธของปจจยภายนอกและกระบวนการทางสรรวทยาดงแสดงใน Figure 1 46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
Figure 1 A relational diagram of soil water-limited routine, showing the connection between external 58
variables and physiological function. Rectangles represent state variable (current status of 59
the system); Valve symbols, rate variable (the rate or speed of change in a state \variable); 60
circle, auxiliary variable; parallelogram, driving or external variable; full lines, flows of 61
material; dashed lines, information flow (symbols according to Forrester, 1961; Goudriaan 62
and van Laar, 1994). 63
Source: Modified from Penning de Vries et al. (1989) 64
จะเหนไดวา การท างานระบบการท างานของแบบจ าลองการเจรญเตบโตของพชภายใตทตอบสนองตอ65
สภาพแวดลอมตางๆนน มค าสงการท างานมากมายและเปนระบบทมความซบซอน ในชดค าสงการท างาน 66
(routine) ของแบบจ าลองการเจรญเตบโตของพช ซงประกอบดวย ชดค าสงระบบยอย (subroutine) ของ67
แบบจ าลอง เชน ชดค าสงยอยระยะระบบพฒนาการของพช พนทใบของพช การสรางอาหาร การกระจาย68
Rain
Potential Photosynthesis
Transpiration Uptake
Photosynthesis Infiltration
Potential transpiration
Evaporation
SOIL WATER ROOT ZONE
Drainage Capillary rise
Water stress
Reserves
Maintenance
DEVELOPMENT STAGE
Leaf surface
Growth
Partitioning
SHOOT BIOMASS
ROOT BIOMASS
Humidity Light Temperature
Rate
4
น าหนกแหง การพฒนาพนทใบ และการสรางผลผลตน าหนกแหง และการกระจายน าหนกแหง เปนตน ชดค าสง69
ยอยมความส าคญกบการตอบสนองทางสรรวทยาของแบบจ าลอง ทงทางดานพฒนาการและการเจรญเตบโต 70
ยกตวอยางเชน ชดค าสงยอยส าหรบระบบทอธบายอทธพลของอณหภมตอระยะพฒนาการของพช ซงเกยวของ71
กบคาเฉลยอณหภมรายวน (average daily temperature) อณหภมต าสดส าหรบการพฒนาการ (base 72
temperature for development) อณหภมสงสดส าหรบการพฒนาการ (ceiling temperature for 73
development) อณหภมต าสดของชวงอณหภมทเหมาะสมส าหรบการพฒนาการ (lower optimum 74
temperature for development) อณหภมสงสดของชวงอณหภมทเหมาะสมส าหรบการพฒนาการ (upper 75
optimum temperature for development) และ temperature function ส าหรบการพฒนาการ ซงขอมลตางๆ 76
เหลานจะมความแตกตางออกไปในแตละชนดพช (Soltani and Sinclair, 2012) 77
temperature function มคาตงแต 0 ถง 1 ตามเงอนไข 3 แบบ (Figure 2) คอ 1) คา temperature 78
function เทากบ 0 ถาคาเฉลยอณหภมรายวนนอยกวาอณหภมต าสดส าหรบการพฒนาการ หรอ คาเฉลย79
อณหภมรายวนสงกวาอณหภมสงสดส าหรบการพฒนาการ 2) คา temperature function เทากบ 1 ถาคาเฉลย80
อณหภมรายวนอยในชวงอณหภมทเหมาะสมส าหรบการพฒนาการ และ 3) คา temperature function อย81
ระหวาง 0.1-0.9 ตามคาค านวณ ของกราฟมาตรฐาน ถาคาเฉลยอณหภมรายวนอยระหวางอณหภมต าสด82
ส าหรบการพฒนาการกบอณหภมต าสดของชวงอณหภมทเหมาะสมส าหรบการพฒนาการ หรอ คาเฉลย83
อณหภมราย (??) อยระหวางอณหภมสงสดของชวงอณหภมทเหมาะสมกบอณหภมสงสดส าหรบการพฒนาการ 84
โดยคา Temperature function ค านวณไดจากสตร 85
Temperature function (oC) = (average daily temperature – base temperature)/ 86
(lower optimum temperature - base temperature) (1) 87
ถา base temperature < average daily temperature < lower optimum temperature 88
89
90
91
92
5
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
Figure 2 Response of temperature function to temperature, markers from left to right are base 105
temperature (3oC), lower optimum temperature (20oC), upper optimum temperature (32oC) 106
and ceiling temperature (40oC) 107
Source: Modified from Soltani and Sinclair (2012) 108
คา temperature function ส าหรบการพฒนาการเกยวของกบ temperature unit ของพช ดงสตรท 2 109
ซงสงผลตอการเปลยนระยะพฒนาการ โดยพชตองมคา cumulative temperature unit ตามทแตละระยะ110
พฒนาการของพชนนๆ ตองการพชจงจะเปลยนระยะพฒนาการ 111
Daily temperature unit (oC) = (lower optimum temperature - base temperature) x 112
tTemperature function (2) 113
นอกจากระยะพฒนาการ ผใชแบบจ าลองพชในการวจยควรทจะทราบนนแลว ปจจยทมผลตอการ114
เจรญเตบโต หรอการสะสมน าหนกแหงดวย ซงเปนกระบวนการทเกยวของโดยตรงกบความแมนย าในการ115
จ าลองสถานการณผลผลตของพช โดยการสะสมน าหนกแหงของพชขนอยกบ 1) คลนรงสดวงอาทตยทพช116
สามารถน าเอาพลงงาน (photon) ไปใชในการสงเคราะหดวยแสง (photosynthetic active radiation; PAR) 2) 117
0.00.20.40.60.81.01.2
0 10 20 30 40
Temp
eratu
re fu
nctio
n
Temperature (oC)
Lower optimum temperature
Upper optimum temperature
Ceiling temperature
Base temperature
6
สดสวนของการรบแสงของใบในชวง PAR (fraction intercepted PAR; FINT) ซงดชนพนทใบ (leaf area index; 118
LAI) และคาสมประสทธของ PAR (kPAR) เปนปจจยก าหนดคา FINT และ 3) ประสทธภาพการใชรงสดวง119
อาทตย (radiation use efficiency; RUE) ซงขนอยกบศกยภาพของประสทธภาพการใชรงสดวงอาทตย 120
(potential RUE; pRUE) และ ความสมพนธของปจจยอณหภมส าหรบประสทธภาพการใชรงสดวงอาทตย 121
(temperature correlation factor for RUE; TCFRUE) ซงมหลกการค านวณท านองเดยวกนกบ temperature 122
function การสะสมน าหนกแหงมความสมพนธกบปจจยทเกยวของดง Figure 3 123
124
125
126
127
128
129
Figure 3 A relational diagram of dry matter production subroutine. Rectangles represent state 130
variable, circle symbols; rate variable, rounded rectangle; crop parameter, parallelogram; 131
driving or external variable; the leaf are index (LAI), photosynthetic active radiation (PAR), 132
the fraction intercepted PAR (FINT) the extinction for PAR (kPAR), radiation use efficiency 133
(RUE), the potential RUE (pRUE), the temperature correlation factor for RUE (TCFRUE), the 134
daily dry matter production (DDMP) and the total aboveground crop mass (WTOP) (symbols 135
according to Goudriaan and van Laar, 1994). 136
Source: Modified from Soltani and Sinclair (2012) 137
138
ขอมลตวปอนของแบบจ ำลองกำรเจรญเตบโตของพช 139
โปรแกรมแบบจ าลองการเจรญเตบโตของพชทนยมใชในการวจยมมากมายรจกกนในปจจบน เชน 140
Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT) เปนโปรแกรมแบบจ าลองหนง ทมการใช141
LAI kPAR
PAR WTOP DDMP
RUE
FINT
pRUE TMP TCFRUE
7
โปรแกรมคอมพวเตอรอยาง FORTRAN และ BASIC มาจ าลองสถานการณการเจรญเตบโตของพชเพอใชใน142
การพฒนาและแกปญหาทางการเกษตรทเกดขนจรงในปจจบน ซง DSSAT ตองการขอมลตวปอนส าหรบการ143
ปฏบตงานของแบบจ าลอง (model operation) ไดแก ขอมลฟาอากาศ (weather data) ขอมลดน (soil data) 144
ขอมลการจดการแปลงปลกพช (management data) และขอมลพช (genetic coefficients; GC) ซงขอมล145
เหลาน มผลตอศกยภาพในการจ าลองสถานการณการเจรญเตบโตของพช (Hunt and Boote, 1998) 146
ขอมลฟาอากาศรายวนทจ าเปนส าหรบการจ าลองการเจรญเตบโตของพช ไดแก ปรมาณน าฝน (mm) 147
พลงงานรงสดวงอาทตย (MJ/m2/day) อณหภมสงสดและอณหภมต าสด (0C) ตองเกบขอมลเปนรายวนซงตอง148
ใหครอบคลมตลอดอายการเจรญเตบโตของพชทศกษา ณ ชวงเวลานน นอกจากน การสรางไฟลขอมลฟา149
อากาศ จ าเปนตองปอนขอมลสถานทท าการทดลองทเกยวของกบการท างานของแบบจ าลอง อาท เชน ขอมล 150
ละตจด ลองตจด ความสงจากระดบน าทะเล อณหภมเฉลยรายป และความกวางของอณหภมเฉลยรายป เปน151
ตน ไฟลขอมลฟาอากาศใน DSSAT model คอ File W โดยสวนใหญนยมตงชอไฟลใหสอถงสถานทและปทเกบ152
ขอมล เชน THKK1201.WTH นนคอ ขอมลฟาอากาศประเทศไทย (TH) ทสถานตรวจวดอากาศจงหวดขอนแกน 153
(KK) ซงปทบนทกขอมล คอ 2012 (12) สถานตรวจอากาศท 1 (01) 154
ขอมลดนประกอบดวย ขอมลทแสดงถงคณสมบตทางเคมและกายภาพของดน ในแตละชนดน โดยให155
ครอบคลมความลกตามความตองการทจะศกษา ขอมลทางกายภาพของดนไดแก เปอรเซนตของ sand silt 156
และ clay ความสามารถในการระบายน า ความหนาแนนของดน (bulk density) รวมถงความแตกตางของ157
โครงสรางดนในแตละระดบความลก สวนขอมลทางเคมของดนนนประกอบดวย ปรมาณอนทรยวตถ (organic 158
matter) ปรมาณไนโตรเจน ฟอสฟอรส โปแตสเซยม คาความเปนกรดดางของดนและความสามารถในการ159
แลกเปลยนประจบวกของดน (cations exchange capacity; CEC) อกทงสามารถใชขอมลทกลาวมาทงหมดน160
ค านวณขอมลดนอนๆ ในแบบจ าลอง เชน ปรมาณน าทอมตวในดน (saturated water content) ความชนระดบ161
สนาม (field capacity/drained upper limit of soil water content) และปรมาณน าต าทสดทพชน าไปใช (lower 162
limit of plant extractable water) ใน DSSAT model เรยกไฟลนวา File S โดยการสรางขอมลดนตองสราง163
ตอทาย ขอมลชดดนทมอยเดมในไฟล soil.sol และควรตงชอใหสอถงชดดนและสถานทเกบขอมล 164
ขอคดเหน[KKU1]: ควรยกตวอยางแบบจ าลองการเจรญเตบโตของพชทถกบรรจไวในโปรแกรม DSSAT นดวย
8
ขอมลการจดการทจ าเปนส าหรบแบบจ าลองในโปรแกรม DSSAT นน ประกอบดวย วนปลก ระยะปลก 165
ความลกของการปลก วนงอก ความหนาแนนของประชากรพชตอตารางเมตร และวนเกบเกยวผลผลต ในดาน166
การจดการน า ตองมรายละเอยด วธการ วนทและปรมาณการใหน าในแตละครง สวนการจดการปย ปจจบน 167
แบบจ าลองสวนใหญสามารถจ าลองสมดลของไนโตรเจนและฟอสฟอรสในพชและดน ดงนนจ าเปนตองมขอมล 168
ประเภทของปยไนโตรเจนและฟอสฟอรส จ านวนครง ปรมาณการใหปย วธการให และระดบความลกของการให169
ปย ขอมลการจดการเกบในรป File X โดยนยมตงชอไฟลใหสอถงงานวจย เชน KKNP1201.MZX นนคอ ขอมล170
การจดการแปลงขาวโพด (.MZX) ทจงหวดขอนแกน (KK) อ าเภอน าพอง (NP) ซงปทวจย คอ 2012 (12) 171
งานวจยหมายเลข 1 (01) 172
ขอมลแสดงลกษณะจ าเพาะของพนธพช หรอคาสมประสทธทางพนธกรรม เปนขอมลทอธบายการ173
ตอบสนองของพชตอสภาวะแวดลอม ทงทางดานพฒนาการและการเจรญเตบโต พชแตละพนธจะมคา174
สมประสทธทางพนธกรรมทแตกตางกน ซงคาดงกลาวไดมาจากการทดลองภายใตสภาพเรอนทดลองทสามารถ175
ควบคมสภาพแวดลอมได หรอหากไมสามารถควบคมสภาพแวดลอมได นกวจยตองท าการประเมนจากขอมล176
การปลกพชในหลายๆ สภาพแวดลอม (Boote et al., 1989; Hoogenboom et al., 1999) ในขนตอนการ177
ก าหนดคาสมประสทธทางพนธกรรมตองท าในสภาพทไมมความเครยดจากสภาพแวดลอม (IBSNAT, 1988) ใน178
แบบจ าลองการเจรญเตบโตของถวลสง (CSM-CROPGRO-Peanut model) การก าหนดคาสมประสทธทาง179
พนธกรรมตองการขอมลเพอปรบคา (model calibration) อยางนอย 2 ฤดปลกทแตกตางกน (Banterng et al., 180
2006) และเพอประเมนคาทไดจากการปรบคา (model validation/ model evaluation) อยางนอย 1 ฤด โดย181
ขอมลทบนทกส าหรบการปรบคา ไดแก ขอมลพฒนาการ ซงอยางนอยประกอบดวย ระยะออกดอก (R1) และ 182
ระยะสกแก (R8) และขอมลการเจรญเตบโต ประกอบดวย มวลชวภาพรวม น าหนกตนแหง น าหนกใบแหง 183
น าหนกฝกแหง น าหนกเมลด ดชนเกบเกยวฝก และดชนเกบเกยวเมลด เปนตน (Anothai et al., 2008) คา184
สมประสทธทางพนธกรรมจดเกบในรป File C ซงพชแตละชนดมคาสมประสทธทางพนธกรรมไมเหมอนกน เชน 185
ในขาวโพดมคาสมประสทธทางพนธกรรม 8 คา บรรจในไฟลชอ MZCER045.CUL แตถวลสงมคาสมประสทธ186
ทางพนธกรรม 15 คา บรรจในไฟลชอ PNGRO045.CUL นอกจากน ทง model calibration และ evaluation 187
จ าเปนตองเตรยมไฟลขอมลระยะพฒนาการและการเจรญเตบโตจรงในแปลงทดลองจรงโดยใน DSSAT 188
ขอคดเหน[KKU2]: ตรวจสอบ
ขอคดเหน[WU3]: ตรวจสอบแหลงอางองนาจะเปน Banterng et al., 2004 ??? และ Suriharn et al., 2007
9
ไฟลขอมลคาสงเกตระยะพฒนาการและการเจรญเตบโตจากการทดลอง แบงเปน 2 ชนด คอ 1) ขอมลพชทเกบ189
เปนล าดบเวลาของชพจกรพช (time series data) ซงเรยกวา File T (KKNP1201.MZT อธบายการระบดงเชน 190
file X) 2) ขอมลพชทอายเกบเกยว (end season data หรอ accumulated data) ซงเรยกวา File A 191
(KKNP1201.MZA) 192
193
กระบวนกำรท ำงำน ผลลทธ ลพธ และกำรประเมนแบบจ ำลองกำรเจรญเตบโตของพช 194
ในระบบการท างานของแบบจ าลองในโปรแกรม DSSAT มขนตอนการจ าลองสถานการณพชเปน195
ศนยกลางของระบบ ขอมลตวปอนเปนสวนเรมของกระบวนการ ซงไฟลการจดการเปนตวปอนหลกทมการระบ196
รหสเชอมโยงไปสขอมลฟาอากาศ ขอมลดน และขอมลพช จากนน ระบบจะดงขอมลตวปอนทงหมดไปใชในการ197
จ าลองสถานการณ ดงนน การสรางไฟลขอมลตวปอนควรตองสรางขอมลฟาอากาศ ขอมลดน และขอมลพชให198
เสรจ แลวจงสรางไฟลการจดการใหเชอมโยงไปสไฟลตวปอนอนๆ หลงจากกระบวนการจ าลองสถานการณเสรจ199
สน ในบางวตถประสงคของการใชแบบจ าลองยงจ าเปนตองตรวจสอบศกยภาพของแบบจ าลองกอนทจะน าไปใช 200
เชน การประเมนคาสมประสทธทางพนธกรรม หรอทดสอบศกยภาพของซอฟแวรตวชวย ในการก าหนดคา201
สมประสทธทางพนธกรรม เปนตน ไฟลขอมลจากการทดลองจรงเขาสระบบเพอใชเปรยบเทยบขอมลระยะ202
พฒนาการและการเจรญเตบโตของพชระหวางขอมลจากการทดลองจรงและขอมลทไดจากการจ าลอง203
สถานการณ (Figure 4) ขนตอนนเปนการประเมนศกยภาพของแบบจ าลองวามความแมนย าพอหรอไม 204
205
206
207
208
209
210
211
212
File C Cultivar data
File W Weather data
File S Soil data
File X Experimental data Cultivar code Weather station Soil code
Specification of codes for cultivar, weather and soil
Input data files
ขอคดเหน[WU4]: ???
10
213
214
215
216
217
218
219
Figure 4 Schematic of the main components of DSSAT. 220
Source: modified from Jone et al., (1998) 221
222
ผลลทธลพธทไดจากการจ าลองสถานการณ ไดแก สมดลของคารบอน น า ธาตอาหาร และผลจากการ223
เขาท าลายของศตรพช ซงเกยวของกบการพฒนาการและการเจรญเตบโตของพช ไฟลผลลทธลพธหลกทแสดง224
ขอมลตางๆเหลาน ไดแก 1) overview output เปนไฟลสรปขอมลตวปอน สภาพแวดลอมและความเครยดท225
เกดขน การเจรญเตบโตและผลผลตของพชจากการจ าลองสถานการณ รวมถงขอมลเปรยบเทยบระยะ226
พฒนาการและผลผลตระหวางขอมลจากการจ าลองสถานการณและขอมลจรงจากแปลงทดลอง โดยขอมลท227
แสดงสวนใหญคอขอมลในวนเกบเกยวหรอขอมลแบบสะสม 2) summary output เปนไฟลแสดงทใหขอมล228
คลายกบ overview output แตไฟลนเนนการเปรยบเทยบขอมลระหวาง ทรตเมนตทจ าลองสถานการณ เชน วน229
พฒนาการ การเจรญเตบโต ผลผลต ปจจยน าและธาตอาหาร 3) growth output เปนไฟลทแสดงผลการ230
เจรญเตบโตของพชแบบรายวน ตงแตเรมตนปลกจนถงวนเกบเกยว ซงลกษณะการเจรญเตบโตทไดจากการ231
จ าลองสถานการณของ DSSAT ไดแก ระยะพฒนาการ น าหนกแหงตน น าหนกแหงใบ น าหนกแหงราก ความ232
หนาแนนราก พนทใบ น าหนกแหงผลผลต องคประกอบผลผลต และดชนเกบเกยว เปนตน 233
ส าหรบการประเมนศกยภาพของแบบจ าลอง สามารถจะพจารณาจากคาความสอดคลองระหวาง234
ขอมลจากการทดลองจรงและขอมลทไดจากการจ าลองสถานการณ เชน ดวยคา root mean squares error 235
CROP MODELS
OVERVIEW SUMMARY GROWTH CARBON WATER N P PEST
File T Time course
data
File A Summary
data
Output files depending on option settings and simulation applications
Performance data files
ขอคดเหน[WU5]: Jones et al., (1998) ???
ขอคดเหน[KKU6]: มขอมลนดวยหรอไม?
ชวยตรวจสอบ?
11
(RMSE) และ agreement index (d) โดยคาแสดงความสอดคลองทดคอ มคา RMSE ต า และมคา d เขาใกล 1 236
ซงค านวณไดดงสตร (Willmott, 1982) 237
รปสมการการค านวณหาคา RMSE คอ 238
RMSE =
(3) 239
เมอ Pi = คาจ าลองสถานการณหนวยทดลองท ith Oi = คาสงเกตหนวยทดลองท ith และ n = จ านวน240
หนวยทดลอง 241
รปสมการการค านวณหาคา d คอ 242
d = 1-
(4) 243
เมอ n = จ านวนหนวยทดลอง Pi = คาจ าลองสถานการณหนวยทดลองท ith Oi = คาสงเกตหนวย244
ทดลองท ith Ō = คาเฉลยของคาสงเกต P’i = Pi – Ō and O’i= Oi – Ō 245
246
กำรประยกตใชแบบจ ำลองกำรเจรญเตบโตพช 247
การประยกตใชแบบจ าลองการเจรญเตบโตพช แบงออกเปน 3 ชนด แนวทาง (Soltani and Sinclair, 248
2012) ไดแก 1) การประยกตใชเพอชวยในงานวจย 2) การประยกตใชเพอชวยในการจดการพชปลก และ 3) การ249
ประยกตใชในเพอชวยในการเรยนการสอนการศกษา ดงสรปไวใน Table 1 250
251
Table 1 The different types of model’s application 252
Using crop models in research Integration of research knowledge Integration of knowledge across discipline Improvement in experiment documentation Crop genetic improvement Crop management improvement Yield analysis Response to climate variability and change Environmental impact of crop production Using crop models as a tool in crop management Best management practices Pre-sowing and in-season decision aid for framers
ขอคดเหน[WU7]: ควรเพมเตมคา Normalized root mean square error
(RMSEn) เพราะปจจบนมการใชสถตตวนคอนขางเยอะ และวธการตรวจสอบความสอดคลองของ RMSEn ดไดจาก Rinal di et
al. 2003 (Evaluation and application of the
oil crop-sun model for sunflower in
southern Italy)
12
Site-specific or precision framing Pre-harvest yield forecasting Using crop models in education Student education Farmer education
Source: Soltani and Sinclair (2012) 253
ตวอยางการน าแบบประเมนการเจรญเตบโตของพชมาใชในงานวจยดานการเกษตรมมายมากมาย 254
อาท เชน การประเมนความดเดน และเสถยรภาพของสายพนธ ซง Banterng et al. (2003, 2006) และ 255
Suriharn et al. (2008) ศกษาการน าแบบจ าลอง CSM-Peanut-Model มาใชประเมนความดเดนและ256
เสถยรภาพของถวลสงสายพนธตางๆในหลายสภาพแวดลอม การศกษาปฏกรยาสมพนธระหวางพนธกรรมและ257
สภาพแวดลอม โดย Phakamas et al. (2008, 2010) ใชแบบจ าลอง CSM-Peanut-Model ศกษาการ258
เปลยนแปลงองคประกอบของปฏกรยาสมพนธระหวางพนธกรรมและสภาพแวดลอมและรปแบบการตอบสนอง259
ของปฏกรยาสมพนธระหวางพนธกรรมและสภาพแวดลอม ตลอดจนการประยกตใชแบบจ าลองเพอชวยศกษา260
ลกษณะทตรวจวดไดยากอยางรากพช ซง Bingham and Wu (2011) ไดศกษาการจ าลองสถานการณ น าหนก261
แหงราก ความยาวราก และการกระจายตวของราก ของขาวสาลในแบบจ าลอง SPACSYS (ตวอยางงานวจยยง262
นอยเกนไป และการยกตวอยางงานวจยขางตนยงไมสามารถชน าใหมองเหนภาพไดวา ปญหาของงานวจยแบบ263
ดงเดมมขอจ ากดอะไร และแบบจ าลองสามารถน าเขามาชวยแกไขปญหาเหลานนไดหรอไมอยางไร) 264
ดงนนจะเหนไดวา แบบจ าลองการเจรญเตบโตของพชสามารถน ามาใชน ามาชวยในการวจยทาง265
การเกษตรไดอยางหลากหลาย การประยกตใชแบบจ าลองในเพอสนบสนนการตดสนใจในการวจยจะเปน266
ทางเลอกหนงส าหรบงานวจยในยคปจจบน โดยจะชวยขจดขอจ ากดทางการวจยใหนอยลง และจะน าไปสการ267
วจยในแงมมทกวางขนไดอยางมประสทธภาพ 268
269
270
เอกสำรอำงอง 271
นตยา ผกามาศ. 2553. การประยกตใชแบบจ าลอง CSM-CROPGRO-Peanut ส าหรบการปรบปรงพนธถวลสง 272
ในประเทศไทย. วารสารเกษตรพระจอมเกลา. 28 (3): 107-113. 273
Anothai, J., A. Patanothai, K. Pannangpetch, S. Jogloy, K.J. Boote, and G. Hoogenboom. 2008. 274
ตรวจสอบความถกตองของรปแบบการเขยนเอกสารอางอง ใหตรงตามรปแบบทวารสารก าหนด โดยดตวอยางท https://ags.kku.ac.th/kaj
ตรวจสอบเอกสารอางองในเนอหาและทายเรองใหตรงกนดวยคะ
ขอคดเหน[KKU8]: ตรวจสอบการอางองอกครง
13
Reduction in data collection for determination of cultivar coefficients for breeding 275
application. Agric. Syst. 96: 195–206. 276
Banterng, P., A. Patanothai, K. Pannangpetch, S. Jogloy, and G. Hoogenboom. 2003. Applicability of 277
the CROPGRO-Peanut model in assisting multi-location evaluation of peanut breeding lines. 278
Thai J. Agric. Sci.37:407-418. 279
Banterng, P., A. Patanothai, K. Pannangpetch, S. Jogloy, and G. Hoogenboom. 2006. Yield stability 280
evaluation of peanut breeding lines: A comparison of an experimental versus a simulation 281
approach. Field Crops Res. 96:168–175. 282
Bingham, I. J., and L. Wu. 2011. Simulation of wheat growth using the 3D root architecture model 283
SPACSYS: Validation and sensitivity analysis. Europ. J. Agronomy. 34: 181–189. 284
Boote, K.J., J.W. Jones, and G. Hoogenboom. 1998. Simulation of crop growth: CROPGRO Model. 285
pp. 651–692. In R.M. Peart and R.B. Curry (Eds.) Agricultural systems modeling and 286
simulation. Marcel Dekker, New York. 287
Forrester, J.W. 1961. Industrial dynamics. MIT Press, Boston. 288
Goudriaan, J., and H.H. van Laar. 1994. Modeling Potential crop growth processes. Kluwer 289
Academic Press, Dordrecht, the Netherlands. 290
Hoogenboom, G., P.W. Wilkens, and G.Y. Tsuji. 1999. DSSAT v3, Vol. 4. University of Hawaii, 291
Honolulu, HI. 292
Hunt, L.A. and K.J. Boote. 1998. Data formodel operation, calibration and evaluation, 293
pp. 9–39. In G.Y. Tsuji, G. Hoogenboom, and P.K. Thornton (Eds.), Understanding Options 294
for Agricultural Production. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, the Netherlands. 295
IBSNAT (International Benchmark Sites Network for Agrotechnology Transfer Project). 1988. 296
14
Technical report 1. Experimental design and data collection procedure for IBSNAT. The 297
minimum data sets for systems analysis and crop simulation, 3rd (Eds.). University of 298
Hawaii, Honolulu, HI. 299
Jones, J.W., G.Y. Tsuji, G. Hoogenboom, L.A. Hunt, P.K. Thornton, P.W. Wilkens, D.T. Imamura, W.T. 300
Bowen, and U. Singh. 1998. Decision support system for agrotechnology transfer: DSSAT 301
v3. pp. 157-177. In G.Y. Tsuji, G. Hoogenboom, and P.K. Thornton (Eds.), Understanding 302
Options for Agricultural Production. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, the 303
Netherlands. 304
Phakamas, N., A. Patanothai, K. Pannangpetch, S. Jogloy, and G. Hoogenboom. 2008. Dynamic 305
patterns of components of genotype x environment interaction for pod yield of peanut over 306
multiple years: a simulation approach. Field CropsRes.106:9-21. 307
Phakamas, N., A. Patanothai, K. Pannangpetch, S. Jogloy, and G. Hoogenboom.2010. Determinatjon 308
of adaptive responses of peanut genotypes and patterns of genotype x location interaction 309
using the CSM-CROPGRO-Peanut model. lnt. J. of Plant Production. 4 (3):223-234. 310
Penning de Vries, F.W.T., D.M. Jansen, H.F.M. ten Berge, and A. Bakema. 1989. Simulation of 311
ecophysiological processes of growth in several annual crops. Centre of Agricultural 312
Publishing and Documentation (Pudoc), Wageningen, the Netherland. 313
Soltani, A. and T.R. Sinclair. 2012. Modelling physiology of crop development, growth and yield. CAB 314
International, British Library, London, UK. 315
Suriharn, B., A. Patanothai, K. Pannangpetch, S. Jogloy, and G. Hoogenboom. 2008. Yield 316
performance and stability evaluation of peanut breeding lines with the CSM-CROPGRO- 317
Peanut model. Crop Sci. 48: 1365 - 1372. 318
Willmott, C.J. 1982. Some comments on the evaluation of model performance. Bull. Amer. Meteor. 319
Soc. 63:1309–1313. 320
15
321