Parametrizace a validace růstového modelu pro řepku ozimou

Bc. David Vrána

Master's thesis

Parameterization and validation of the crop growth model for winter rape

Abstract:

Tato práce pojednává o modelování růstu a vývoje řepky ozimé prostřednictvím softwaru DSSAT. Pro parametrizaci a následnou validaci posloužily následující ukazatele: termín počátku kvetení, termín dosažení plné zralosti, velikost výnosu, dynamika růstu biomasy a LAI (index listové plochy). Pro účely simulace byla využita data z maloparcelkových polních pokusů vedených společností ÚKZÚZ (Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský) v Lednici v letech 1999 -- 2006 a v Domanínku v letech 1999 -- 2011. Zároveň byl v Domanínku pod vedením Mendelu (Mendelova univerzita v Brně) v letech 2012 -- 2014 založen přímo za účelem růstové modelace vícevariantový pokus, který čítal celkem 8 variant, které se navzájem lišily termíny výsevu, dávkou dusíkatého hnojení a odrůdou. Na základě zmíněných víceletých pokusů byla vytvořena rozsáhlá databáze pro testování modelu DSSAT. Navzdory tomu, že se jedná o vůbec první pokus o simulaci růstu řepky tímto modelem v pěstebních podmínkách střední Evropy, bylo dosaženo velmi zajímavých výsledků. I přes výrazné odchylky některých testovaných parametrů, model dokázal celkem úspěšně vystihnout pro řepku charakteristickou dynamiku růstu. Hlavním nedostatkem ovšem je, že model nereaguje na odumírání listové plochy v zimním období. Taktéž můžeme považovat za úspěch to, že model správně zareagoval na rozdílné podmínky stanoviště a je zde vidět charakteristický vegetační posun mezi jednotlivými lokalitami a pozdější nástup fenofází v chladnější a výše položené oblasti Domanínku, kde model vykazuje i větší přesnost simulovaných hodnot.

Abstract:

This diploma thesis is focused on winter rape growth and development modeling by DSSAT software. The date of flowering, date of maturity, yields, above ground biomass dynamics and LAI dynamics were used for parameterization and consequent validation of the selected model. The data from field trials conducted by Central Institute for Supervising and Testing in Agriculture (ÚKZÚZ) within Lednice station (period from 1999 to 2006) and Domanínek station (period from 1999 to 2011) were used for simulations. Moreover data from field trials conducted by Mendel University in Brno within Domanínek station (period from 2012 to 2014) were used for winter rape modeling. This experiment consisted of eight variants with different sowing dates, nitrogen fertilization amounts and two cultivars. The dataset for DSSAT model testing was prepared based on above mentioned experiments. Despite the first attempt to simulate winter rape growth and development in Central Europe by DSSAT model, interesting results were achieved. Although some deviations between observed and simulated parameters appeared, the model was able to mimic characteristic crop growth dynamics. One of the main shortcomings is that model is not able to simulate necrosis of leaves within winter period. On the other hand, the model was able to reproduce the effect of different climatic conditions within included locations (i.e. later onset of observed phenophases within cooler station with higher elevation etc.) and the parameters were estimated with higher accuracy at Domanínek station.

Keywords

růstový model, parametrizace, LAI, biomasa, řepka ozimá, validace, fenologie, DSSAT

Keywords

validation, phenology, DSSAT, winter rape, biomass, parameterization, crop growth model, LAI

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Petr Hlavinka, Ph.D.
• Reader: Jan Svoboda, CSc.

Mendel University in Brno

Faculty of Agronomy

Master programme / field:
Plant Production / Plant Production