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: nuntjo@kku.ac.th

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