نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

ارزیابی روش‌های تخمین شاخص سطح برگ ذرت علوفه‌ای در قزوین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
عباس کاویانی 1
لیلا خسروی 2
1 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران
2 گروه آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران
چکیده
شاخص سطح برگ (LAI) یک پارامتر کلیدی در تبادل انرژی و جرم بین تاج پوشش گیاه و اتمسفر است. روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری/تخمین این شاخص معرفی شده است که می‌توان آنها را در دو دسته کلی تخریبی و غیرتخریبی طبقه‌بندی نمود. روش تخریبی علی‌رغم دقیق بودن، پر هزینه و وقت‌گیر است، لذا روش‌های غیرتخریبی برای تخمین شاخص LAI پیشنهاد می‌شود که نتایج آن توسط روش تخریبی ارزیابی و صحت‌سنجی می‌گردد. در این تحقیق که بر روی ذرت علوفه‌ای در دو کشت و صنعت در استان قزوین انجام شده است، میزان دقت روش‌های آلومتریک و نسبت روشنه مورد ارزیابی قرار گرفتند. براساس نتایج حاصل، مقدار شاخص سطح برگ ذرت علوفه‌ای در بازه 0 تا 57/8 (مترمربع بر مترمربع) قرار دارد. نتایج ارزیابی آماری نشان می‌دهد که روش آلومتریک با مقادیر NRMSE و MBE بترتیب 14 درصد و 03/0 مترمربع‌برمترمربع نسبت به روش نسبت روشنه (دستگاه AccuPAR) با مقادیر NRMSE و MBE به ترتیب 23 درصد و 54/0 مترمربع‌بر‌مترمربع برای تخمین LAI پیشنهاد می‌شود. با هدف کاهش نمونه‌برداری از سطح مزرعه برای تخمین LAI به روش تخریبی، از نصف و یک بوته گیاه استفاده شد. استفاده از نصف بوته‌های موجود در چارچوب استاندارد نمونه‌برداری برای تخمین LAI نتیجه بهتری را ارئه داد.
کلیدواژه‌ها
روش آلومتریک
روش تخریبی
روش غیرتخریبی
نسبت روشنه
AccuPAR

عنوان مقاله English

Evaluation of methods for estimation of maize leaf area index in Qazvin

نویسندگان English

Abbas Kaviani 1
leila khosravi 2
1 Associated professor water Eng. Dept., Agricultural and natural resources Faculty, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
2 irrigation and reclamation Dept., University of Tehran
چکیده English

The leaf area index (LAI) shows exchanges between the atmosphere and crops. There are different methods to measure/estimate LAI. These methods are categorized into two sections, as named Destructive and Undestructive methods. Destructive methods are laborious and costly, but they are precision methods. Undestructive methods suggest to LAI estimation and then the result of undestructive methods is calibrated and verified by the destructive method. This study tries to evaluate maize LAI estimation results achieved by allometric and gap fraction methods (GP) in two agro-industrial companies in Qazvin. Briefly, maize LAI amount was in the range of 0 to 8.57 m2/m2. The relation between height and wet leaf weight by LAI was selected in the allometric method and the AccuPAR instrument was selected in the GP. Results of statistical analysis showed that allometric methods have a better coincident to LAI amount from the destructive method by NRMSE and MBE, 14% and 0.03 m2/m2 versus GP by NRMSE and MBE amount of 23% and 0.54 m2/m2, respectively. This study uses one and half of maize from the standard box to estimate LAI and the results showed that using half of the maize crops in the standard box has a good estimation.

کلیدواژه‌ها English

Allometric
Destructive Method
Gap Fraction
Undestructive Method
AccuPAR
اکبری، الف.، درویشی بلورانی، ع.، نیسانی سامانی، ن.، حمزه، س.، صوفی زاده، س.، و پیگناتی، الف. 1399. استخراج شاخص سطح برگ ذرت علوفه ای با استفاده از روش عکسبرداری رقومی نیم کروی (مطالعه موردی: مزارع قلعه نو، جنوب تهران). تحقیقات آب و خاک ایران. 51(6): 1331-1340.
بادیه نشین، ع.ر.، نوری، ح. و وظیفه دوست، م. 1393. واسنجی معادلات برآورد شاخص سطح برگ محصولات ذرت و چغندرقند با استفاده از داده های ماهواره ای سنجنده مودیس (شبکه آبیاری قزوین). تحقیقات آب و خاک ایران. 45(2): 155-165.
بخشنده، الف.، سلطانی، الف. و غدیریان، ر. 1390. اندازه گیری شاخص سطح برگ با استفاده از دستگاه AccuPAR در گندم. مجله پژوهش های تولید گیاهی. 18(4): 97-101.
حجازی، ع. و مباشری، م.ر. 1398. روش غیرتخریبی برای برآورد میزان زیست توده گیاه با استفاده از تصاویر دوربین دیجیتال. نشریه علمی پژوهشی علوم و فنون نقشه برداری. 9(3): 1-11.
حسینی، س.ت.، رمضانی اعتدالی، ه.، کاویانی، ع.، سلطانی، م. و نظری، ب. 1402. شبیه‌سازی حرکت آب و شوری در آبیاری قطره‌ای نواری در کشت ذرت با استفاده از نرم‌افزار HYDRUS-2D. نشریه دانش آب و خاک. 33(4): 50-77.
دانش‌کارآراسته، پ.، ستوده نیا، س.، ستوده نیا، ع. و کاویانی، ع. 1395. تخمین مقدار ماده خشک با استفاده از شاخص سطح برگ. مدیریت آب و آبیاری. 6(1): 1-13.
زینلی، الف.، سلطانی، الف. و خادم پیر، م. 1395. بررسی روابط آلومتریک بین سطح برگ و تعدادی از صفات رویشی در ذرت رقم سینگل کراس 704. نشریه پژوهش های زراعی ایران. 14(2): 354-368.
سلامتی، ن. و دانایی، الف.م. 1399. بررسی شاخص های تنش خشکی در کم آبیاری سطحی ذرت. نشریه علوم آب و خاک. 24(4): 75-91.
کوهی چله کران، ن. و دهقانی سانیچ، ح. 1396. شبیه سازی شاخص سطح برگ ذرت دانه ای رقم سینگل کراس 704 در شرایط تنش خشکی. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 31 (3): 483-491.
Asseng. S., et al. 2015. Rising temperature reduce global wheat production, Nature climate change. 5. 143-147.
Chason. J. W., Baldocchi. D. D. and Huston, M. A. 1991. A comparison of direct and indirect methods for estimating forest canopy leaf area. Agricultural and forest meteorology. 57. 107-128.
Colaizzi. P. D., Evett. S. R., Brauer. D. K., Howell. T. A., Tolk. J. A. and Copeland. K. S. 2017. Allometric method to estimate leaf area index for row crops. Biometry, modeling & statistics. 109(1): 1-12.
Decagon devices Inc. 2013. Decagon AccuPAR ceptometer operating manual. Decagon Devices Incorporation. Pullman. WA. Pp: 98 .
Garrigues. S., Shabanov. N.V., Swanson. K., Morisette. J.T., Baret. F. and Myneni, R.B. 2008. Intercomparison and sensitivity analysis of leaf area index retrievals from LAI-2000, AccuPAR, and digital hemispherical photography over croplands. Agricultural and forest meteorology. 148: 1193-1209.
Gower. S. T., Kucharik. C. J., and Norman. M. 1999. Direct and indirect estimation of leaf area index, fPAR, and net primary production of terrestrial ecosystems. Remote Sens. Environ. 70: 29-51.
Jin. H., Li. A., Wang. J. and Bo. Y. 2016. Improvement of spatially and temporally continuous crop leaf area index by integration of CERES-Maize model and MODIS data. European journal of agronomy. 78: 1-12.
Jonckheere. I., Fleck. S., Nackaerts. K., Muys. B., Coppin. P., Weiss. M. and Baret. F. 2004. Review of methods for in situ leaf area index determination Part I. Theories, sensors and hemispherical photography. Agricultural and forest meteorology. 121: 19-35.
Meier. W. 2001. Growth stages of mono-and dicotyledonous plants. Federal biological research center for agriculture and forestry. Pp. 158.
Parker. G. G. 2020. Tamm review: Leaf Area Index (LAI) is both a determinant and a consequence of important processes in vegetation canopies. Forest ecology and management. 477: 1-15.
Pu, J., Yan, K., Gao, S., Zhang Y., Park, T., Sun, X., Weiss, M., Knyazikhin Y. and Myneni, R.B. 2023. Remote sensing of environement. 287.
Qiao, K., Zhu, W., Xie, Z., Wu, S. and Li, S. 2024. New three red-edge vegetation index (VI3RE) for crop seasonal LAI prediction using Sentinel-2 data. International journal of applied earth observation and geoinformation. 130.
Yan. G., Hu. R., Luo. J., Weiss. M. J., H., Mu. X., Xie. D. and Zhang. W. 2019. Review of indirect optical measurements of leaf area index: Recent advances, challenges, and perspectives. Agricultural and forest meteorology. 265: 309-411.
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 18، شماره 2 - شماره پیاپی 105
خرداد و تیر 1403
صفحه 295-306