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水稻计算机模拟模型及其应用之三：水稻群体光合生产的动态模拟模型 总被引：11，自引：0，他引：11
本文根据农业气象学和植物生理学的基本原理,建立了水稻群体光合生产的动态模拟模型,该模型包括3个子模型,即:(1)叶面积动态;(2)光合作用与呼吸作用;(3)干物质积累与产量形成。利用模拟模型,对水稻群体光合生产过程进行了动态模拟,并利用大田资料对模拟结果进行了验证。 相似文献
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作物水分生产函数研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
作物水分生产函数(cropwaterproductionfunctions,CWPF)一般指作物产量(cropyield,Y)与蒸散发(evapotranspiration, ET)之间的函数关系,是作物模型中联系水分和生产力的关键。本文系统地梳理了近半个世纪以来CWPF的相关研究,发现CWPF受多种因素影响,不同地区获得的田间试验结果往往差异较大;常用的CWPF模型多是基于统计信息,缺少坚实的物理基础和可靠的理论支撑,在跨地区、跨物种应用时存在一定缺点。同时基于碳同化过程的机制模型和更为复杂的作物模型也因为参数过多而不易在实际中应用。在以往研究的基础上,从公开发表的41篇文献中筛选出592组田间试验数据,发现小麦产量与ET基本呈线性关系,但数据分布相对离散,而玉米、棉花、水稻因数据量较少其产量与ET关系不明显。利用生长季降水量和累计蒸发皿蒸发数据对不同地区获得的小麦水分生产函数进行了修正,发现改进后的小麦水分生产函数表现出较好的跨地区应用潜力(r2从0.36提高到0.75),并提出了进一步的CWPF修正思路。指出通过改进函数关系虽然能提高统计模型的可移植性,但发展机制模型仍是未来CWPF研究的根本出路。 相似文献
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冬小麦产量形成过程与气象条件关系的模拟研究 总被引：2，自引：0，他引：2
在对随州市１９７９－１９９１年冬小麦穗粒资料与同期气象资料进行大量分析的基础上，分别对单位面积上的茎蘖动态，每穗粒数和千粒重的形成建立了相应的数学模型，此模型可在作物产量业务工作中的推广应用。 相似文献
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B样条非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构的设计与优化 总被引：3，自引：3，他引：0
钵苗移栽可以提高产量,对中国粮食安全具有重要意义。在分析水稻钵苗移栽机构最新研究进展的基础上,该文作者发明了基于三次非均匀有理B样条曲线的非圆齿轮行星轮系钵苗移栽机构。选取非圆齿轮节曲线上的13个型值点来控制和表达非圆齿轮的节曲线形状,通过该移栽机构的运动学分析,在确定优化目标的基础上,建立了夹秧片姿态和尖点轨迹的目标函数,将目标函数转化为优化数学模型。利用MATLAB GU平台,开发出该移栽机构的计算机辅助分析与优化软件,通过人机对话调整型值点,优化夹秧片姿态和尖点轨迹,从而获得了一组满足水稻钵苗移栽要求的结构参数。建立三维模型,并利用Admas进行虚拟样机仿真,验证了该移栽机构数学模型的正确性。 相似文献
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水稻适宜养分指标动态的知识模型研究 总被引：4，自引：0，他引：4
在分析研究水稻栽培理论与技术资料的基础上,通过定量描述水稻群体地上部植株氮、磷、钾养分积累量和养分浓度动态与品种类型、生态环境因子和生产技术水平之间的动态关系,以生理发育时间为主线,建立了系统化和广适性的水稻适宜群体地上部植株养分指标的动态知识模型。本模型可为不同条件和产量目标下水稻栽培过程中的苗情诊断与生长调控提供定量化的养分指标动态体系。利用南京和常德2个不同生态点的常年逐日气象资料和品种资料对所建知识模型进行了实例分析,养分积累动态和养分浓度动态的RMSE分别为8.97.kg/hm2和0.32%,表明本知识模型对不同条件下的水稻植株养分指标适宜动态具有较好的预测性和指导性。 相似文献
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CERES-Rice模型在江汉平原的验证与适应性评价 总被引：3，自引：0，他引：3
基于江汉平原武汉、荆州农业气象试验站双季早、晚稻及单季中稻多年田间试验数据和同期逐日气象数据,在利用GLUE参数估计模块结合"试错法"对模型参数标定基础上,对CERES-Rice模型叶面积指数及生物量动态、发育期、成熟时地上部生物量、产量等的模拟能力进行了验证。结果表明,模型对水稻发育期模拟较好,开花期和成熟期的模拟误差在3d以内,其中对感光性较弱的早稻模拟最好,感光性较强的晚稻模拟最差;生育期内叶面积指数和生物量动态模拟良好,一致性指数分别达0.98和1.0;模拟产量和地上部总生物量的相对均方根误差分别为8.72%和5.91%,总体效果较好,其中生殖关键期遭遇寒露风的晚稻产量NRMSE为11.16%,模拟效果偏差。说明CERES-Rice模型在无明显异常天气条件下对江汉平原地区水稻模拟具有较好的适应性,CERES-Rice模型可为江汉平原水稻生育期预测提供技术支撑,在考虑极端天气条件胁迫产量形成过程的基础上,可应用于该地区气象影响评价及产量预报业务。 相似文献
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世界粮食研究模型在黑龙江省作物产量预报中的应用 总被引：6，自引：5，他引：6
在现有研究成果的基础上，提出世界粮食研究（WOFOST）模型在黑龙江省四大作物产量预报应用中的参数分区处理方法，运用WOFOST的模拟产量和趋势产量对黑龙江省四大作物产量进行了预测分析。研究表明：该方法效果理想、可行，具有理论研究和实际应用价值，克服了只用一组参数在复杂气候区域进行作物产量模拟的局限性，拓宽了WOFOST模型在复杂气候条件下的应用领域。 相似文献
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基于历史产量丰歉影响指数的黑龙江省水稻产量动态预报 总被引：9，自引：0，他引：9
水稻是黑龙江省主栽作物之一,开展水稻产量动态预报对黑龙江省粮食生产具有重要意义。利用黑龙江省水稻主产区产量资料、发育期资料、日最高气温、日最低气温、日降水量和日照时数等资料,根据历史年水稻产量丰歉气象影响指数,建立黑龙江省水稻产量丰歉趋势动态预报模型。另外,采用相关分析的方法,确定影响产量的关键气象因子,建立相应的产量预报模型,对产量丰歉趋势动态预报模型进行修订。通过对1997-2006年水稻产量进行动态预报,结果表明,5月31日、6月30日、7月31日和8月31日预报的水稻产量增减趋势的预报正确率平均为90%、70%、90%和80%,产量预报准确率为84%、90%、94%和93%,预报准确率较高,能够满足业务服务的需要。 相似文献
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不同水分处理下基于辐热积的温室番茄干物质生产及分配模型 总被引：2，自引：1，他引：1
为了探讨干物质生产及分配模型在西北地区温室环境不同水分处理的使用性,以番茄为材料,于2013-2015年在陕西省杨凌区温室内进行亏水处理试验,设置全生育期充分灌水处理、仅苗期亏水50%处理、苗期开花期连续亏水50%和全部亏水50%共4种水分处理,通过2013-2014年温室试验分析不同水分处理条件下番茄茎、叶、果实和根系的动态变化,建立了基于番茄耗水量、地上部和根系分配指数、地上部各器官分配指数的番茄干物质生产及分配模型;利用2014-2015年试验数据对干物质生产及分配模型进行验证。结果表明,利用累积辐热积与干物质总量进行拟合得到的关系式,可以利用累积辐热积较为准确地模拟不同水分处理下番茄干物质总量。番茄干物质总量受累积辐热积和水分影响较大,而干物质总量在地上部、根系及地上部各器官的分配指数只随辐热积变化,不随灌水量发生显著的变化。运用番茄耗水量、累积辐热积、经验公式和经验系数得到的干物质生产及分配模型,通过该模型估算不同水分处理番茄茎、叶、果实和根系干物质的预测值和实测值拟合度较高,其绝对误差为0.24~9.46 g/株,均方根误差为0.35~10.01 g/株和决定系数为0.78~0.89,可以用该模型预测肥料充分条件下各水分处理温室番茄各器官的干物质生产及分配,为温室番茄不同水分条件下番茄生产提供理论依据。 相似文献
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基于有效积温的中国水稻生长模型的构建 总被引：6，自引：4，他引：2
有效积温是指作物生长至某一生育阶段所需要积累的有效温度,是反映气象条件对作物生长影响的主要指标,研究有效积温对作物生长过程的影响对提高农业生产效率具有重要意义。该文以有效积温作为气象因子,收集中国气象数据网中的气象数据和已发表的学术论文中的水稻生长数据,建立了描述水稻生长过程的叶面积指数和干物质积累量的普适Logistic模型,并研究了水稻最大叶面积指数与最大干物质积累量、收获指数(作物经济产量与生物产量的比值)及降水量之间的关系。结果表明:有效积温为1000℃左右时,水稻叶面积指数最大,且此时干物质增长速率最大;水稻最大叶面积指数与最大干物质积累量之间表现为线性关系;最大叶面积指数和收获指数、降水量之间为二次抛物线关系,当降水量为670.5 mm时,最大叶面积指数为7.93,对应的水稻收获指数达到最大值0.50。该研究对于构建其他作物的生长模型具有一定的参考意义。 相似文献
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华北地区夏玉米干物质分配系数的模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
干物质分配系数是驱动玉米生长发育模型的关键参数。利用2013年、2014年连续两年在山东夏津、河北固城、山西运城进行的田间试验观测资料,采用比值法、线性回归等订正方法,获取完整的玉米全生育期内生物量序列;在此基础上,以有效积温模拟的发育进程为自变量,构建了华北夏玉米干物质分配的动态变化模型。结果表明：（1）三站玉米干物质分配系数有相同的时间动态变化特征。叶片干物质分配系数从出苗开始持续减少;茎秆干物质分配系数先增后减,最大值出现在抽雄前后;穗棒干物质分配系数在玉米抽雄后持续增加,抽雄后20d左右达到1,即干物质不再向叶茎分配。（2）华北夏玉米生育期内叶、茎的干物质分配系数均可用分段式非线性模型模拟。叶的干物质分配系数以抽雄后10～15d为界,之前干物质分配系数随发育进程可用三次多项式动态模型模拟,之后变为0;茎的干物质分配系数以抽雄后20～25d为界,之前干物质分配系数随发育进程可用四次多项式动态模型模拟,之后变为0;穗棒干物质分配系数通过依据任意发育阶段叶、茎、穗棒的干物质分配系数之和为1的原则计算求得。检验结果表明华北地区夏玉米干物质分配系数动态模型模拟效果良好。 相似文献
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不同产量类型水稻基因型干物质积累与磷素吸收利用 总被引：2，自引：0，他引：2
以27份中稻和29份晚稻亲本材料为供试材料,采用系统聚类方法将供试材料按产量分为高、 中、 低产三个类型,通过大田试验比较了不同产量类型、 不同生育阶段的干物质生产和磷素吸收利用的差异。结果表明,1）不同生育类型水稻产量、 磷吸收及利用效率存在极显著的基因型差异,中稻和晚稻最高产量分别是最低产量的3.24和2.15倍; 晚稻高产类型产量较中稻高12.69%,但磷利用效率差异不显著。2）中稻高产类型磷积累量在分蘖拔节期最大,晚稻高产类型在拔节抽穗期最大; 中稻和晚稻高产类型干物质量均在分蘖拔节期最小,拔节抽穗期最大,出现前小、 中强、 后高的现象。3）中稻干物质量和磷积累量均在分蘖拔节期对产量贡献率最大,分别为42.38%和58.09%; 晚稻磷积累量在抽穗成熟期对产量贡献率最大,为39.35%,干物质量在此阶段也较高,为16.16%。因此,营养生长阶段的干物质积累和磷的吸收对中稻产量影响较大,而对晚稻产量影响较大的是在生育后期。 相似文献
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为构建适用于日光温室与塑料大棚的设施番茄生长模型,该研究利用保温塑料大棚春茬试验数据,建立以辐热积为尺度的番茄外观形态及物质累积分配模型,并利用保温塑料大棚秋茬和日光温室越冬茬的试验数据验证模型的准确性。结果表明：1）番茄株高模拟值的决定系数R2和均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）分别为0.907 4和13.66 cm;2）番茄整株及各器官的干物质质量模拟值的决定系数R2范围为0.854 1～0.975 1,RMSE为2.87～6.98 g/株;3）番茄整株、地上部以及果实鲜质量累积的模拟值的决定系数R2范围为0.887 2～0.905 0,RMSE为109.83～171.16 g/株。综上可知,该研究建立的模型可较准确地预测番茄株高与干鲜质量物质累积值,模型的实用性较强,可为设施番茄生产提供理论依据和决策支持。 相似文献
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油菜光合生产模拟模型 总被引：2，自引：0，他引：2
Photosynthetic production is a major determinant of final yield in crop plants. A simulation model was developed for canopy photosynthesis and dry matter accumulation in oilseed rape (Brassica napus L.) based on the ecophysiological processes and using a three-layer radiation balance scheme for calculating the radiation interception and absorption by the layers of flowers, pods, and leaves within the canopy. Gaussian integration method was used to calculate photosynthesis of the pod and leaf layers, and the daily total canopy photosynthesis was determined by the sum of photosynthesis from the two layers of green organs. The effects of physiological age, temperature, nitrogen, and water deficit on maximum photosynthetic rate were quantified. Maintenance and growth respiration were estimated to determine net photosynthetic production. Partition index of the shoot in relation to physiological development time was used to calculate shoot dry matter from plant biomass and shoot biomass loss because of freezing was quantified by temperature effectiveness. Testing of the model for dynamic dry matter accumulation through field experiments of different genotypes, sowing dates, and nitrogen levels showed good fit between the observed and simulated data, with an average root mean square error of 10.9% for shoot dry matter. Thus, the present model appears to be reliable for the prediction of photosynthetic production in oilseed rape. 相似文献
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以草莓品种“红颜”为试验材料，分别于2018年和2019年对温室草莓苗期进行不同高温（日最高温/日最低温分别为32/22℃、35/25℃、38/28℃和41/31℃）和不同胁迫天数（2d、5d、8d和11d）处理，以28/18℃为对照（CK），处理结束后将草莓移植到Venlo型玻璃温室进行正常栽培试验。以2018年数据定量分析高温和胁迫天数对温室草莓叶面积指数的影响，构建以生理发育时间为尺度的苗期高温对温室草莓叶面积指数影响模型，并结合已有的光合作用生产模型，构建光合驱动的草莓干物质生产的机理模型。以2019年试验数据对模型进行拟合验证。结果显示，构建的高温影响模型对温室草莓叶面积指数、最大光合速率和干物质生产的模拟值与实测值之间的决定系数（R2）分别为0.98、0.83 和0.91，均方根误差(RMSE)分别为0.04、1.50μmol·m−2·s−1和1.38g·m–2，相对误差（RE）分别为6.43%、13.17%和11.49%，说明所建模型较好地模拟了苗期高温对温室草莓叶面积变化和干物质生产的影响，可为温室草莓的高温环境管理和调控提供理论依据。 相似文献
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机插杂交粳稻超高产形成群体特征 总被引：30，自引：7，他引：23
在研究不同机插水稻群体产量及其结构、群体茎蘖动态、叶面积动态与组成、光合势、干物质积累、群体生长速率等差异的基础上,初步阐明机插杂交粳稻超高产形成的群体特征:1)以足量的穗数与较大的穗型协调产出足够的群体总颖花量(50000万/hm2以上),并保持正常的结实率与千粒质量(结实率85%以上,千粒质量27g左右)。2)在合理的茎蘖动态(群体于有效分蘖临界叶龄期左右够苗,高峰苗适宜,一般为预期穗数的1.3倍)与叶面积指数(LAI)动态(孕穗期LAI达7.8～8.0,抽穗后LAI下降平缓,成熟期仍能保持3.0左右。)基础上提高成穗率(75%以上)与有效叶面积、高效叶面积比例(抽穗期有效叶面积率达95%,高效叶面积率达75%以上),以保证实现不同生育阶段目标生产力。3)以合理增加拔节-抽穗期物质生产与积累(群体生长速率22.5g/(m-2.d),干物质积累量9000kg/hm2以上,占总干物质量的45%左右)为重点,有效增强抽穗-成熟期群体物质生产与积累(群体生长速率13.5g/(m-2.d)左右,干物质积累量8000kg/hm2以上,占总干物质量的40%左右),以提高最终生物学产量(20400kg/hm2以上)。机插杂交粳稻生产过程中遵循以上规律可获得超高产。 相似文献
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《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2012,43(11-12):1231-1246
Abstract Empirical and phenomenological models were used to analyze two sets of field data from the same location in Georgia. It was shown that cumulative dry matter production over the season followed a straight line on normal probability paper and that total annual yield exhibited linear dependence on harvest interval, both for intervals up to 6 weeks. The data were used to evaluate the three coefficients of the empirical model and the four coefficients of the phenomenological model. Auxiliary functions were used to relate all coefficients to applied nitrogen. 相似文献