Modeling physiology of crop development, growth and yield

Contents......Page 6
Preface......Page 12
1 What is a Crop Model?......Page 16
Sugarcane Growth Model......Page 17
Variables in Models......Page 21
Classification of Mathematical Models......Page 22
Exercise......Page 23
Definition of Objectives......Page 24
Itemize Critical Assumptions......Page 26
Quantitative Description of Hypotheses......Page 27
Programming......Page 29
Model Evaluation......Page 32
Exercise......Page 33
Transparency......Page 34
Robustness......Page 36
Direct Evaluation of Robustness......Page 38
Exercise......Page 43
4 Applications of Crop Models......Page 44
Research Applications......Page 46
Crop Management Applications......Page 55
Educational Applications......Page 58
Exercise......Page 60
Juvenility......Page 61
Adolescence......Page 62
Maturity......Page 64
The Future of Crop Modeling......Page 68
Exercise......Page 69
6 Phenology – Temperature......Page 70
Background......Page 71
Basics......Page 73
Parameter Estimation......Page 79
Programming......Page 83
Additional Notes......Page 84
Exercises......Page 87
Background......Page 88
Basics......Page 90
Photoperiod Function......Page 92
Parameter Estimation......Page 95
Programming......Page 97
Exercises......Page 102
Vernalization Model......Page 104
Parameter Estimation......Page 109
Programming......Page 110
Exercises......Page 116
Background......Page 117
Leaf Area Submodel......Page 119
Parameter Estimation......Page 124
Programming......Page 125
Additional Notes......Page 126
Exercises......Page 130
Background......Page 132
Functions......Page 136
Parameter Estimation......Page 140
Programming......Page 142
Exercises......Page 143
Background......Page 144
Model......Page 145
Parameter Estimation......Page 149
Programming......Page 152
Additional Notes......Page 153
Exercises......Page 154
Model Structure......Page 155
Structure of Excel File Containing the Model......Page 164
Estimating Daily Solar Radiation......Page 172
Sample Runs of the Model......Page 173
Exercises......Page 174
Soil as a Reservoir for Water......Page 176
Measuring Soil Water Limits......Page 178
Estimating Soil Water Limits......Page 179
Soil Water Limits from Databases......Page 182
Exercises......Page 184
Soil Water Balance Concept......Page 185
Water Inputs......Page 188
Water Removals......Page 191
Required Parameters and Inputs......Page 198
Programming......Page 199
Additional Notes......Page 203
Exercises......Page 206
Defining Crop Stress Level......Page 207
Dry-down Experiments......Page 208
Modeling Effects of Water Deficit......Page 210
Flooding Effects......Page 213
Exercise......Page 214
Model Structure......Page 215
Structure of Excel File Containing the Model......Page 216
Sample Runs of the Model......Page 228
Exercises......Page 231
17 Plant Nitrogen Budget......Page 233
N and Crop Production......Page 234
Background and Basics of Plant N Budget......Page 238
Plant N Budget During Vegetative Growth......Page 240
Plant N Budget During Seed Growth......Page 242
Plant N Budget in Legumes......Page 244
Parameterization......Page 246
Programming......Page 247
Exercises......Page 252
18 Soil Nitrogen Balance......Page 253
Soil N Balance......Page 254
Available N in Soil Solution......Page 256
N Inputs......Page 258
N Losses......Page 260
Required Inputs......Page 263
Programming......Page 265
Exercises......Page 267
Model Structure......Page 268
Structure of Excel File Containing the Model......Page 269
Sample Runs of the Model......Page 288
Exercises......Page 290
Appendix I: A Practical Guide for Model Troubleshooting......Page 292
Appendix II: Tables for Converting Date to Day of Year (DOY)......Page 297
Appendix III: List of Variables and Their Definitions......Page 299
References......Page 306
B......Page 324
C......Page 325
D......Page 326
E......Page 327
I......Page 328
L......Page 329
P......Page 330
R......Page 332
S......Page 333
T......Page 335
W......Page 336
Y......Page 337