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J-GLOBAL ID：201902232404385363   整理番号：19A1094120

非線形コムギ発育モデルの評価とパラメータ決定のための最適化法

Evaluation of non-linear wheat development models and optimization methods for their parameter determination

著者 (7件)： KAWAKITA Satoshi (Western Region Agricultural Research Center, National Agriculture and Food Research Organization) ,  INABA Syunji (Faculty of Agriculture, Yamaguchi University) ,  TAKAHASHI Tadashi (Faculty of Agriculture, Yamaguchi University) ,  KAMADA Eiichiro (Faculty of Education, Nagasaki University) ,  ISHIKAWA Naoyuki (Western Region Agricultural Research Center, National Agriculture and Food Research Organization) ,  TAKAHASHI Hidehiro (Western Region Agricultural Research Center, National Agriculture and Food Research Organization) ,  OKUNO Rintaro (Western Region Agricultural Research Center, National Agriculture and Food Research Organization)
資料名： 農業気象  (Journal of Agricultural Meteorology)
巻： 75  号： 2  ページ： 120-128(J-STAGE)  発行年： 2019年 
JST資料番号： X0731A  ISSN： 0021-8588  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ある種の作物の生物季節学的段階を予測することは,農業実践をスケジューリングし,気候変動に対する作物応答を予測するために重要である。本研究では,異なるパラメータ決定法(ネルダーミード法および拡張Lagrange乗数法)により開発された3つの異なるコムギ生物季節学モデル,ひとつの多項式モデルおよび2つのシグモイドと指数混合(SEM)モデルを開発し,どのモデルがコムギの開花日を予測するのに最も効果的であるかを決定した。5つの冬コムギ栽培品種を西日本で4年間栽培した。モデルの較正と検証のために栽培データを分割した。SEMモデルは,検証データを用いた場合,多項式モデルよりも二乗平均平方根誤差(RMSE;3~5日)において高い精度を示した。ネルダーミード法および拡張Lagrange乗数法を用いて開発したモデルは,類似のRMSE値(それぞれ平均±SD:4.24±0.59および4.16±0.36)を示した。一方,妥当性の文脈において,ネルダーミード法を用いて開発したモデルは,環境変数の変化に対して非自然発生応答を示した。したがって,拡張Lagrange乗数法を用いて開発したモデルが,環境因子に対するコムギ成長の応答を表現するためにより現実的で効果的であることを見出した。著者らの研究の結果は,作物発育モデルで使用される最適化法と非線形作物発育モデルのパラメータを決定するために拡張Lagrange乗数法を用いる利点に関する新しい知見を明らかにした。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *モデル ,  生物学 ,  *Lagrange乗数法 ,  精度 ,  パラメタリゼーション ,  最適化 ,  気候変動 ,  因子 ,  *秋播コムギ ,  栽培品種 ,  誤差 ,  アルゴリズム ,  変数
準シソーラス用語： ネルダーミード法 ,  二乗平均平方根誤差 ,  開花日 ,  環境因子 ,  環境変数 ,  *作物成長モデル ,  生物季節 ,  多項式モデル ,  非線形モデル ,  予測精度

著者キーワード (5件)： 拡張Lagrange乗数法 ,  作物開発モデル ,  パラメータ化 ,  フェノロジー ,  コムギ

分類 (1件)： 麦  (FC03033M)

引用文献 (40件)：

• Angus JF, Mackenzie DH, Morton R, Schafer CA, 1981: Phasic development in field crops II. Thermal and photoperiodic responses of spring wheat. Field Crops Research 4, 269-283. https://doi.org/10.1016/0378-4290(81)90078-2
• Bogard M, Ravel C, Paux E, Bordes J, Balfourier F, Chapman S, Le Gouis J, Allard V, 2014: Predictions of heading date in bread wheat (Triticum aestivum L.) using QTL-based parameters of an ecophysiological model. Journal of Experimental Botany 65(20), 5849-5865.
• Crofts HJ, 1989: On defining a winter wheat. Euphytica 44(3), 225-234.
• Cryer SA, Havens PL, Hillger DE, van Wesenbeeck IJ, 2015: An improved indirect procedure for estimating pesticide volatility from field trials. Journal of Environment Quality 44(5), 1513. https://doi.org/10.2134/jeq2015.03.0125
• Daniel JW, Gragg WB, Kaufman L, Stewart GW, 1976: Reorthogonalization and stable algorithms for updating the Gram-Schmidt QR factorization. Mathematics of Computation 30(136), 772-795.

タイトルに関連する用語 (7件)： 非線形 ,  コムギ ,  発育 ,  モデル ,  評価 ,  パラメータ ,  最適化