直播油菜生長(zhǎng)模擬型的研究.pdf

1、本研究以長(zhǎng)江流域雜交油菜代表性品種華油雜9號(hào)為主要試驗(yàn)材料，結(jié)合其他油菜品種，分別構(gòu)建了油菜發(fā)育期、綠色面積指數(shù)、光合作用與干物質(zhì)積累、干物質(zhì)分配與產(chǎn)量動(dòng)態(tài)模擬子模型，采用SQL數(shù)據(jù)庫與C#高級(jí)編程語言相結(jié)合的手段，實(shí)現(xiàn)各子模型算法及其有效耦合，最終構(gòu)建具有機(jī)理性和實(shí)用性的直播油菜生長(zhǎng)模擬模型。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　 1.采用作物相對(duì)恒定的生理發(fā)育時(shí)間(PDT)來模擬油菜的生育期進(jìn)程，用Logistic曲線方程模擬苗期的

2、光周期效應(yīng)，方程中的參數(shù)具有一定的生物學(xué)意義，解釋性強(qiáng)，能更好地描述油菜對(duì)光周期的反應(yīng)規(guī)律，模型中引入了溫度敏感性(TS)、生理春化時(shí)間(PVT)、光周期敏感性(PSF)、角果期因子(PPF)四個(gè)品種遺傳參數(shù)，充分量化了溫度、春化效應(yīng)、光周期效應(yīng)和角果成熟速率對(duì)油菜生長(zhǎng)發(fā)育的影響，實(shí)踐表明四個(gè)參數(shù)生理意義明確，能夠反映不同品種間的差異，即TS反映品種對(duì)溫度敏感程度，PVT反映品種完成春化所需時(shí)間長(zhǎng)短，PSF反映品種對(duì)光周期的敏感程度，P

3、PF反映品種角果期角果成熟速率;各生育階段模擬值與觀測(cè)值的RMSE（根均方差）的結(jié)果是:對(duì)不同播期預(yù)測(cè)平均值為2.67天，對(duì)不同品種預(yù)測(cè)平均值為3.74天;本文提出了一種根據(jù)氣象資料來確定油菜適宜播種期范圍的方法，得出2011～2012年度華油雜9號(hào)的適宜播種期范圍為2011年9月10日至10月27日，田間試驗(yàn)的結(jié)果是在該播期內(nèi)油菜實(shí)際產(chǎn)量較其他播期高，考慮到前茬作物收獲期的影響，直播油菜在適宜播種日期范圍內(nèi)適當(dāng)晚播比較好。
　　

4、 2.葉面積指數(shù)的模擬采用比葉面積(SLA)法，根據(jù)油菜葉片生長(zhǎng)規(guī)律和實(shí)測(cè)田間數(shù)據(jù)提出了全新的油菜SLA變化規(guī)律，用對(duì)數(shù)函數(shù)和余弦函數(shù)分段模擬SLA隨生育進(jìn)程的動(dòng)態(tài)變化，模擬值與實(shí)測(cè)值的決定系數(shù)R2=0.9260，表明該方法能夠準(zhǔn)確模擬油菜比葉面積的動(dòng)態(tài)變化。同時(shí)采用比角果面積(SPA)法模擬角果面積指數(shù)，共同構(gòu)建了油菜綠色面積指數(shù)模型，模型簡(jiǎn)單易懂、參數(shù)少且確定較為簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確有效的模擬了油菜LAI和PAI隨生理發(fā)育時(shí)間變化的規(guī)律。驗(yàn)

5、證結(jié)果表明油菜不同播期LAI和PAI的模擬誤差RRMSE（相對(duì)根均方差）平均值分別為14.16％、10.46％。
　　 3.根據(jù)油菜獨(dú)特的冠層特點(diǎn)，分兩層（即:角果層和葉層）利用高斯積分法模擬冠層結(jié)構(gòu)及其光截獲規(guī)律，考慮了不同生育階段光合作用的主要功能葉存在著葉型間的差異，提出以油菜整個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)不同葉型交替過程中光合速率的差異來反映葉片光合速率隨生育進(jìn)程的變化規(guī)律，同時(shí)計(jì)算生長(zhǎng)呼吸和維持呼吸消耗量，進(jìn)而構(gòu)建具有解釋性和機(jī)理性的

6、油菜光合作用和干物質(zhì)積累模型。模型驗(yàn)證結(jié)果為不同播期總干物重的模擬誤差RRMSE平均值為6.05％。
　　 4.采用干物質(zhì)分配指數(shù)法模擬油菜干物質(zhì)分配動(dòng)態(tài)變化過程，并通過油菜較為穩(wěn)定的粒殼比和角果干物重來計(jì)算油菜產(chǎn)量，從而構(gòu)建了油菜干物質(zhì)分配和產(chǎn)量模型。模型中提出了一套具有一定生理學(xué)意義的數(shù)學(xué)函數(shù)，分別模擬油菜各器官干物質(zhì)分配隨生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，對(duì)根、綠色葉片、花和角果、花、莖柄干物質(zhì)分配指數(shù)模擬的決定系數(shù)R2依次為0