水稻群体生长指标动态的知识模型研究

 通过定量描述水稻群体基本苗以及主茎与分蘖数、叶面积指数和干物质积累动态与品种类型、生态环境因子和栽培措施之间的动态关系，以基于生理发育时间的积温来计算的发育进程为主线，建立了广适性的水稻适宜群体生长指标的知识模型，可为不同条件下水稻栽培过程中的生长调控与苗情诊断提供定量化的动态指标体系，包括群体主茎与分蘖动态、叶面积指数动态和干物质积累动态等。利用不同生态点的常年逐日气象资料以及不同品种类型对所建知识模型进行了实例分析。结果表明，本模型设计的大田基本苗与实际生产值RMSE平均为5.0，模型设计的群体生长动态指标与已有的高产栽培模式中实测结果平均相关系数达r=0.85**以上，故知识模型对不同条件下的水稻生长指标适宜动态具有较好的预测性。     

水稻计算机模拟及应用 Ⅰ.水稻生长及产量形成模拟模型构建

根据作物生理、作物生态、农业气象等学科的基本原理,建立了逐时水稻冠层光合生产动态模拟模型,模型包含辐射、气温２个气象因子和密度、Ｎ肥、播种期３个栽培因子．模拟模型由５个子模型耦合而成,即发育子模型,光合生产和干物质积累子模型,固化物分配和叶面积动态子模型,产量形成子模型和辐射、气温模拟子模型．利用模型对水稻生长的动态过程进行仿真,将模拟值和实测值进行比较,两者拟合程度较好     

水稻计算机模拟及应用：Ⅰ.水稻生长及产量形成模拟模型构建

根据作物生理、作物生态、农业气象等学科的基本原理,建立了逐时水稻冠层光合生产动态模拟模型,模型包含辐射,气温２个气象因子和密度、Ｎ肥、播种期３个栽培因子。模拟模型由５个子模型耦合而成,即发育子模型,光合生产和干物质积累子模型,固化物分配和叶面积动态子模型,产量形成子模型和辐射,气温模拟子模型。利用模型对水稻生长的动态过程进行仿真,将模拟值和实测值进行比较,两者拟合程度较好。     

不同栽培方式下“甬优8号”的产量表现与干物质积累特征

为促进水稻超高产栽培技术的推广和应用,以杂交粳稻"甬优8号"为材料,进行了传统常规高产栽培方式与利用实地氮肥管理和间歇灌溉技术-新型栽培方式的大田栽培对比试验,研究了其产量表现和生长季干物质积累特征。结果表明,与常规栽培方式相比,新型栽培方式能显著提高水稻籽粒产量,产量提高的主要原因是由于生育后期干物质积累量的提高。     

水稻籽粒蛋白质积累的模拟模型研究

 【目的】蛋白质含量是稻米的重要品质指标。通过解析和综合水稻植株氮素积累和转运的动态规律及其与环境因子和基因型的定量关系，构建一个基于氮流生理过程的水稻籽粒蛋白质形成模拟模型，以期为水稻生产中籽粒蛋白质指标的动态预测和管理决策提供量化工具。【方法】以田间试验资料为基础，结合已有水稻生长模型，采用生理发育时间作为定量生育进程的尺度，通过解析和综合水稻植株氮素积累和转运动态的基本规律及其与环境因子和基因型的定量关系，构建花前植株氮素吸收与积累、花后氮素吸收与转运及籽粒蛋白质形成过程的模拟模型。【结果】利用不同年份、不同生态点、不同品种类型和不同肥水条件下的大田试验资料对籽粒蛋白质形成模型进行了检验，籽粒蛋白质含量模拟值与观测值之间的决定系数大于0.84，根均方差（RMSE）小于0.26%。表明模型具有较好的通用性和可靠性，可以较准确地预测不同条件下的水稻籽粒蛋白质含量与蛋白质产量。【结论】基于植株氮素积累和转运的生理生态过程，以生理发育时间为主线，建立了较为简化的水稻籽粒蛋白质积累动态的模拟模型，模型的研究不仅为定量预测不同生态与肥水条件下不同水稻品种籽粒蛋白质含量与蛋白质产量的动态变化奠定了基础，而且是对国内外现有水稻生长与产量模拟模型的发展和完善。     

水稻地上部单位器官物质分配过程的定量模拟

 【目的】定量描述水稻植株地上部单位器官（叶片、叶鞘、节间、稻穗）干物质的动态分配过程,为作物形态建成模拟和可视化表达奠定基础。【方法】通过不同水稻品种和水氮试验中主茎和分蘖单位叶片、茎鞘及穗的干物质与水分及氮素含量的连续观测和定量分析,构建水稻地上部各单位器官干物质分配指数动态模型。【结果】模型采用线性和指数方程描述了叶片、茎鞘及穗单位器官分配指数随GDD的动态变化过程;分别用指数方程及一元二次方程描述了叶片、茎鞘及穗最大单位分配指数随不同叶位、鞘位以及穗位的动态变化过程;另外,以叶片、茎鞘及穗的氮素和水分因子法分别描述了水氮限制对各单位器官干物质分配过程的定量影响。利用独立的水稻田间试验资料对所建模型进行了初步的测试和检验,主茎与分蘖各单位器官干物重的观测值与模拟值的根均方差分别为0.93、0.81及6.8 kg•ha-1。【结论】本模型可较好地模拟不同生长条件下水稻不同茎蘖各单位器官干物质动态的变化过程。     

水稻物质生产对稻田甲烷排放的影响

以研 究水稻 物质生产 对稻田 甲烷排 放影响为 目的的 大田与 盆栽 试验于１９９４ —１９９５ 年在美国德克萨斯州进行。对同期观测的稻田甲烷排放量与水稻干物质积累资料的分析表明, 在类似的气候、土壤及水稻栽培管理条件下, 稻田甲烷排放的季节总量随水稻生产力水平的提高而增加; 甲烷日排放通量与水稻干物质积累呈正相关;水稻生长中、后期的物质生产对甲烷排放的贡献大于前期。     

不同叶面肥对优质稻的生长与产量的影响

应用"万代红""百禾乐"及"中国丰"等三种高效叶面肥,在水稻品种玉香占的苗期和大田生长期进行喷施处理.结果表明:与对照相比,苗期喷施叶面肥处理能明显促进秧苗的稳生壮长,增强秧苗干物质积累,提高秧苗的综合素质;在大田生长期适时进行喷施处理,能促进大田水稻早生快发,促进分蘖和有效穗的形成,保持生长健壮,抗病力明显增强;各处...     

日光温室黄瓜地上部各器官生长的模拟模型研究

本文利用Riehards生长函数和植物干物质分配的汇强理论建立了黄瓜植株地上部单个器官生长和干物质分配模型,该模型采用了一种全局分配方案.把植株上所有器官置于同一条件下进行考虑,更加适用于模拟植物拓扑结构变化情况下的器官生长.模型在计算各个器官汇强时,对同类型但不同生长年龄器官的汇强用其潜在生长速率来表示,有着更为直接的生物学意义.并能够通过试验数据直接获取相关参数.文中用该模型模拟了坐果之前黄瓜植株干物质的分配情况.     

四川盆地杂交水稻茎蘖动态及气象模拟模型

利用四川盆地杂交水稻地理分期播种试验资料和有关大田生产观测资料,较为详细地研究了四川盆地杂交水稻本田茎蘖动态特征、区域差异以及不同密、肥和气象条件对茎蘖动态的影响,分别建立了各因素的影响关系模型.在此基础上,依据具有时迟效应的Logistic模型,分别利用温度、日照时数的累积代替Logistic模型的时间变量对其进行改进,再结合栽培因子和气象影响模型构建综合模拟模型.其结果表明综合模拟模型较之单一的时迟效应的Logistic模拟模型具有更高的精度和更强的适应性,可广泛适用于四川盆地杂交水稻生产决策和本田茎蘖动态的调控中,促进杂交水稻的持续高产.为便于应用,还设计了一套杂交水稻茎蘖动态综合模拟预测系统--SCHRSDFS,在生产中应用,收到较显著的社会经济效益.     

水稻生育期的动态模拟模型研究

利用解释性模型Ｌ１Ｄ和ＪＰＲＩＣＥ,通过田间试验和文献资料的收集,组建了水稻生育期的动态模拟模型。验证结果显示,模型运行后的模拟值与实测值吻合良好。     

稻谷吸附与解吸等温线计算模型与模拟研究

应用4种常用的农产品吸附与解吸等温线模型,对稻谷吸附与解吸数据进行了拟合,比较了其适应性.对GAB模型进行了求解,编制了相应模拟软件,实现了稻谷吸附与解吸等温线的计算机模拟,为稻谷储藏、干燥提供理论依据.     

利用Vensim建立水稻田氮素迁移动态模拟模型及其验证分析

    通过独立排灌系统的田间试验、自行设计的渗漏计研究在控水灌溉条件下大田不同氮肥水平的水稻氮素吸收、田面水氮素动态变化特征及氮素淋失规律.基于前人对氮素在稻田-作物-土壤及水体中的转化迁移途径的研究结果,用Vensim模拟软件构建稻田氮素迁移转化过程的动态模拟模型,利用2003年余杭农业科学研究所氮肥试验测定的相关数据对模型参数进行校验, 再利用2006年富阳及杭州农业科学研究院实验数据验证模型的结构及动态.从对第1次及第2次施肥后植株吸氮量的模型模拟结果可以看出,杭州农业科学研究院与富阳的模拟结果数据都与实验数据相拟合,独立样本t检验结果为P>0.05=0.581及P>0.05=0.424.说明模型具有可应用性,但模型的拟合度与模型校准数据有很大相关,模型在具体应用上还有进一步改进的余地.     

中国稻田水稻生长季N2O排放估算

由于土壤水分状况的不同,水稻生长季土壤N2O排放量明显不同于旱地作物。基于多元统计模型,通过多点代面的方法进行尺度扩展,并应用蒙特卡洛方法模拟影响因素的变异程度,模拟了中国稻田水稻生长季的N2O排放情况。所模拟的378个点的水稻生长季N2O排放通量为6.0～74.3μgN.m-2.h-1,其均值接近于原始观测结果;378个点位的N2O排放通量空间分布不均,排放量较高的点位于北纬20°到30°之间;378个点中单季稻、稻-旱轮作中的水稻和双季稻的生长季N2O平均排放量分别占年总排放量的53%、34%和59%。多点代面的尺度扩展结果显示2008年中国稻田水稻生长季N2O排放量均值为22.48Gg,其95%的概率区间为20.5～24.8Gg;化肥氮的N2O排放系数为0.27%,与IPCC缺省值0.3%接近。用秩相关关系表征影响因子对中国稻田水稻生长季N2O排放量的不确定性的贡献,结果表明水分管理类型、有机肥类型、土壤属性、氮用量等对结果均有显著影响。     

稻谷颗粒模型离散元接触参数标定与试验

EDEM与FLUENT耦合模拟稻谷清选时,稻谷颗粒参数设置的准确性直接影响仿真结果的可信度。结合稻谷颗粒堆积角的实测试验与仿真试验,标定了稻谷颗粒模型间静摩擦系数、滚动摩擦系数2个主要接触参数。设计了堆积角形成装置,该装置采用坍塌法和注入法同时形成2种堆积角,可以减小非同时形成所引起的测量误差;创建了稻谷颗粒的离散元模型,结合堆积角的实测试验与仿真试验,建立了2个主要接触参数与2种堆积角之间的二元回归方程;以稻谷颗粒2种堆积角的实测结果作为目标值,对回归方程进行数值求解,得到颗粒模型间的静摩擦系数、滚动摩擦系数分别为0.433 6、0.161 5;设计了抛洒试验对标定后的参数进行验证,抛洒长度、宽度和近抛洒端堆积角等特征参数的实测结果与仿真结果的相对误差小于5.7%,这表明颗粒的模拟运动轨迹与实际运动轨迹基本一致,所创建的稻谷颗粒离散元模型及标定得到的接触参数可以为EDEM-FLUENT耦合仿真稻谷清选过程提供参考。     

涪陵水稻氮磷钾肥最佳施用量研究

在重庆市涪陵区马武镇惠民村进行水稻3414肥料田间试验研究,采用三元二次施肥模型、二元二次施肥模型、一元一次施肥模型分别对试验结果进行拟合,结果表明:采用三元二次模型计算的氮、钾肥最佳施肥量偏高,由磷、钾二元二次肥料效应模型得到的磷肥最佳施肥量偏高,综合考虑得出水稻的最佳施肥量为每公顷施N 200 kg,P2O590 kg,K2O 120 kg;N,P2O5,K2O施用比例为1∶0.45∶0.6.     

棉花生育期模型及其应用研究

本文以１９９１─１９９３年大田试验资料为基础，采用系统动力学方法，通过对影响棉花生育进程诸要素的分析，建立了以日平均气温和日长为驱动变量，露地和地膜覆盖栽培肥水满足条件下的棉花生育期模型。并于１９９４年对模型在播种期的确定、化控的最佳时期选择及棉花肥水管理等方面的应用进行了研究。结果表明，棉花生育期模型具有较高的实用价值，对指导棉花生产管理有重要的指导意义。     

节水灌溉水稻水氮生产函数模型试验研究

在控制灌溉条件水肥耦合试验的基础上,综合考虑不同水分和氮肥用量对水稻产量的影响,提出水稻水氮生产函数——Jensen模型和水稻水肥动态生产函数——修正Morgan模型,二者模拟效果均较好,但以Jensen模型拟合度较高.该研究可为当地科学施肥和合理灌溉提供参考.