温室番茄生长发育模拟模型的验证

作物模型是辅助温室作物生产环境优化调控和栽培管理的有力工具,而对模型的验证是模型走向推广和应用的前提。本研究利用杭州地区的番茄试验数据,对已有的用生理发育时间建立的温室番茄发育模型和用辐热积法建立的温室番茄干物质生产和分配模型进行了检验。结果表明,该模型对本试验番茄各物候期的到达日期预测结果与1∶1直线之间的相关系数R为0.9986,标准误SE为2.4495 d;对叶面积指数的预测结果与1∶1直线之间的R和SE分别为0.7513和0.6040;对植株总干物质量的预测结果与1∶1直线之间的R和SE分别为0.7795和687.9072 kg/hm2;对番茄地上部分叶干重、茎干重、果实干重的预测结果与1∶1直线之间的R分别为0.8029、0.7657、0.6160,RMSE分别为267.9190、380.6399、673.0493 kg/hm2。证明该模型具有较好普适性和准确性。     

温室网纹甜瓜叶面积与光合生产模拟模型研究

依据温室温光条件与甜瓜单株叶面积的关系,建立了甜瓜叶面积指数(LAI)模型,结合已有的光合作用驱动的作物生长模型,建立了适合我国种植技术的甜瓜光合作用与干物质积累动态模型。利用不同基质、品种和播期的试验资料对模型进行了检验。结果表明,本模型较用比叶面积和叶干重的SLA法及用积温与叶面积的函数的GDD法更能准确地模拟温室甜瓜的LAI和植株总干重。LAI的模拟值与实测值之间的决定系数(R2)和回归估计标准误(RMSE)分别为0.867和0.404,植株总干重的模拟值与实测值之间的R2和RMSE分别为0.887和645 kg.hm-2。用本模型模拟LAI的精度分别比SLA法和GDD法提高78%和40%;模拟植株总干重的精度分别比SLA法和GDD法提高57%和36%。本模型不仅改善了甜瓜叶面积和干物质生产的模拟精度,而且提高了模型的实用性。     

不同水肥处理下温室番茄干物质积累动态模型

以灌溉上限和施肥量为因素,采用二元二次通用旋转组合设计,建立基于水肥和辐热积影响下的番茄叶面积指数模型及单叶光合速率模型,并根据建立的番茄叶面积指数模型和单叶光合速率模型,利用高斯积分法模拟水肥因子影响下的番茄干物质积累模型。结果表明:模型对不同水肥处理下的番茄干物质积累预测效果较好,模型对番茄干物质预测结果与1∶1直线间的r~2、RMSE、RE分别为0.908 3、373.30 kg/hm~2、14.81%。该模型能较好地预测土壤水肥因子对番茄干物质积累的影响。     

温室标准切花菊叶面积预测模型研究

 【目的】建立一个温室标准切花菊的叶面积指数预测模型。【方法】根据光温对菊花（Chrysanthemum morifolium Ramat.）出叶和展叶速率的影响，通过不同定植期和不同品种的试验，以综合考虑温度、光合有效辐射和日长的生理辐热积为预测指标，建立了温室标准切花菊叶面积预测模型，并用独立的试验数据对模型进行检验。【结果】模型对温室标准切花菊的叶面积指数的预测精度较高，预测值与实测值基于1﹕1线的决定系数（R2）和回归估计标准误差（RMSE）分别为0.94和0.75。基于生理辐热积的预测模型对叶面积指数的预测精度比积温法和比叶面积法分别提高了48.2%和84.6%。【结论】本研究的叶面积指数预测模型预测精度高，模型参数少，机理性强，可以为温室标准切花菊生长和外观品质的预测与管理提供理论依据与决策支持。     

温室标准切花菊干物质生产和分配模型

 【目的】干物质生产与分配是菊花（Chrysanthemum morifolium Ramat.）外观品质形成的基础。本研究建立一个预测温室标准切花菊各器官干重和植株地上部分鲜重的模型，为温室标准切花菊外观品质的调控提供决策支持。【方法】根据光温对菊花生长的影响，通过不同定植期和不同品种的试验，建立以生理辐热积（Physiological product of thermal effectiveness and PAR，PTEP）为尺度的温室标准切花菊干物质生产和分配模型，并用独立的试验数据对模型进行检验。【结果】模型对温室标准切花菊的植株总干重、叶干重、茎干重、花干重和单株地上部分鲜重的模拟值与实测值的符合度较好，模拟值与实测值间1:1线的决定系数（R2）和回归估计标准误差（RMSE）分别为：0.97、0.97、0.97、0.83、0.99；67.5 g•m-2、22.4 g•m-2、28.2 g•m-2、15.4 g•m-2、3.73 g/株。本模型对菊花植株干物质生产的预测精度明显高于基于光合作用驱动的生长模型（R2和RMSE分别为0.82和274.68 g•m-2）。【结论】本研究建立的模型能较准确地预测温室标准切花菊的干物质生产和各个器官的干重，模型的实用性较强，可以为温室标准切花菊生产中的光温调控提供理论依据和决策支持。     

温室盆栽金鱼草生长发育的光温热效应模型

为优化温室盆栽金鱼草光温调控精度,以‘红姬’品种为研究对象,通过不同定植期和密度试验,以辐热积（Product of thermal effectiveness and PAR,TEP）为尺度,建立了温室盆栽金鱼草生长发育的模型,并用独立试验数据检验了模型预测精度。结果表明,模型对萌芽期、展叶期、花蕾期和采收期的时间预测符合度较高,模拟值与实测值基于1：1直线间的决定系数R²为 0.95,回归估计标准误差RMSE分别为 1.3、1.7、2.3和1.8 d,预测精度明显高于以有效积温为尺度的发育模型（RMSE分别为 2.6、2.5、3.9和3.2 d）。模型对株高、茎粗、叶片数、花苞数和干物质量的模拟值与实测值的决定系数R²分别为 0.94、0.92、0.96、0.97和0.91,RMSE分别为6.9 cm、0.4 cm、5.8、2.2和1.27 g·株^-1。该研究建立的模型能够较准确地预测温室盆栽金鱼草各生育期出现时间、植株形态和干物质生产的动态。建立的模型参数少且易获取,且预测精度较高,可为温室金鱼草生产中种植期、种植密度及环境的优化调控提供理论依据和决策支持。     

基于辐热积的温室番茄干物质生产及分配模型

番茄是我国温室栽培的最主要作物之一,干物质的生产及分配决定着果实的发育和产量,构建温室番茄的干物质生产及分配模型对温室番茄栽培管理具有重要的理论意义和实践价值。以番茄乐农6号为材料,于2016—2017年在山东省临沂市日光温室进行试验,构建以辐热积(TEP)为尺度的干物质生产及分配模型,并利用与建模数据相独立的数据进行验证。结果表明,模型对番茄地上部分干质量、根系干质量、茎干质量、叶片干质量和果干质量的预测结果与1∶1直线之间的决定系数(R~2)在0.88～0.95,统计回归标准误差(RMSE)在0.006 9～0.010。该模型预测精度较高,且参数少、用户易于获取,不仅能较好地预测我国现有生产水平下温室番茄的干物质生产及分配,而且可以为实现我国温室番茄生产环境优化调控和模式化栽培管理提供决策支持。     

基于辐热积的日光温室不同茬次袋培番茄干物质模型比较

为了探究东北地区日光温室基质袋培番茄干物质生产及分配与温室环境辐热积关系,在番茄全生育期建立并比较基于辐热积的冬春茬与秋冬茬番茄干物质生产模型。结果表明,利用累积辐热积与干物质总量得到的拟合模型模拟效果较好,其冬春茬和秋冬茬单株绝对误差分别为5.12g和9.67g,单株剩余标准误差分别为9.46g和15.02g,决定系数分别为0.98和0.96,说明冬春茬的模型模拟效果优于秋冬茬。通过累积辐热积与干物质总量模型及干物质分配关系,比较模拟累积辐热积对番茄根、茎、叶、果干物质分配影响的结果表明,2个茬次的番茄叶片和果实的分配指数变化趋势明显不同,而茎和根的分配指数变化趋势比较一致和稳定。     

温室标准切花菊发育模拟与收获期预测模型研究

 【目的】建立一个可以预测温室标准切花菊现蕾和收获期的模拟模型，为温室切花菊温光调控提供决策支持。【方法】根据菊花（Chrysanthemum morifolium Ramat.）发育对光温反应的特性，提出了生理辐热积（physiological product of thermal effectiveness and PAR，PTEP）的概念，通过不同扦插期和不同品种的试验，建立了以生理辐热积（PTEP）为尺度的温室标准切花菊发育模型，并用独立的试验数据对模型进行了检验。【结果】模型对从扦插到定植、短日处理、现蕾和收获期的模拟预测值与实测值的符合度较好，预测值与实测值间1:1线的回归估计标准误差RMSE分别为2.3、2.9、1.2和3.2 d，预测精度明显高于以有效积温为尺度的发育模型（RMSE分别为3.0、12.5、12.5和15.6 d）。【结论】本研究建立的模型能较准确地预测标准切花菊各个发育阶段出现的时间与收获期，可以为中国温室标准切花菊周年生产的光温调控提供理论依据和决策支持。     

水肥耦合驱动下的番茄植株形态模拟模型

【目的】建立土壤水肥影响下的番茄株高、单株展开叶数及单叶面积随辐热积的变化模型,为番茄施肥和灌溉提供依据。【方法】以灌水上限和施肥量为因素,采用二元二次正交旋转组合设计,建立基于辐热积的番茄株高及单叶面积的logistic模型和单株展开叶数的指数函数模型,并根据建立的单株展开叶数模型和单叶面积模型,模拟番茄叶面积指数。【结果】所建模型对不同水肥处理下的番茄株高、单株展开叶数、单叶面积和叶面积指数的预测效果较好,其预测值与实测值之间基于1∶1直线的决定系数R2分别为0.962 7,0.947 1,0.854 8和0.926 3,相对误差(RE)分别为9.41%,7.50%,17.80%和18.20%。【结论】所建模型对番茄株高、单株展开叶数、单叶面积、叶面积指数4个指标的预测精度均达80%以上,能较好地预测灌水上限和施肥量对番茄形态的动态影响。     

温室番茄光合生产和干物质积累模型的建立

本文在借鉴国内外温室蔬菜作物光合生产和干物质积累模拟模型的基础上,根据温室番茄的试验数据,确定参数ε和参数PLMX,分别为0.45kgCO2ha-2h-1/(Jm-2s-1)、30kgCO2ha-2h-1,从而建立了温室番茄光合生产和干物质积累模拟模型。建立的模型包括叶面积指数动态模型、光合生产动态模型和干物质积累动态模型。模型利用生长度日对叶面积指数LOG ISTIC方程建立了叶面积指数动态模型LAI=3.6/(1 EXP(13.131731-0.0141×GDD 0.000001×GDD2));应用简便有效的高斯积分法计算冠层每日的总同化量,建立了光合作用模型。该模型既考虑了光合有效辐射的日变化规律,又考虑了太阳高度角的变化对冠层反射率的影响,此外,模型还考虑了温度对呼吸作用的影响。通过不同品种、不同播期下的干物质积累实测值对模型进行检验,结果表明模型有较强的精确性。     

温室番茄发育模拟模型研究

 以番茄（Lycopersicon esculentum）的发育生理生态过程为基础，以作物生理发育时间为尺度，利用不同地点、播期、品种试验，建立了温室番茄发育模拟模型，并用南京和上海的试验数据对模型进行了检验。结果表明，模型能较好地预测各个发育阶段（发芽、苗期、开花、结果和采收）的出现时间和持续日数。模拟值与观测值的回归估计标准误差（RMSE）分别为0、1、1.87、2.69、3 d，明显高于以有效积温为尺度的模拟模型预测精度（RMSE分别为0、7.91、8.86、13.58、12.59 d）。     

温室网纹甜瓜干物质分配、产量形成与采收期模拟研究

 【目的】建立一个可以预测温室网纹甜瓜产量与采收期的模拟模型，为温室网纹甜瓜生产管理和环境调控的优化提供决策支持。【方法】本研究据温室网纹甜瓜器官生长与温度和辐射的关系，建立了基于分配指数的温室网纹甜瓜干物质分配、产量形成与采收期模拟模型，并利用不同基质的试验资料对模型进行了检验。【结果】模型对地上部分干重、根干重、茎干重、叶干重、果实干重的模拟结果与1∶1直线之间的R2分别为0.99、0.65、0.97、0.98和0.98；预测相对误差分别为0.88%、70.21%、7.44%、9.33%和5.28%。模型对网纹甜瓜果实鲜重的模拟结果与1∶1直线之间的R2为0.94，预测相对误差为8.13%，对网纹甜瓜直径的模拟结果与1∶1直线之间的R2为0.95，预测相对误差为9.23%，对网纹甜瓜采收期的预测误差在 1 d内。【结论】与已有的温室作物生长模型相比，本研究建立的模型不仅预测精度较高和功能全面，而且模型参数易获取，具有较强实用性。     

日光温室黄瓜叶片和果实相关参数的模拟

为建立黄瓜叶面积和果实干鲜重的模拟模型,采用定株非破坏性观测和随机取样方法,系统观测了日光温室内黄瓜不同播期整个生育期的叶长、叶宽、叶面积及果长、果径、果实体积和干鲜重.运用几何解析方法,建立了与黄瓜叶片特征相适应的叶面积模拟模型,其结果对实测值有很好的拟合性;比叶重模拟结果表明,叶片比叶重随叶面积的增加趋于减小,在叶片充分展开后其值稳定在0.31 mg*cm2左右;以黄瓜果长、果径为参数建立的果实体积和鲜重模拟模型的结果与实际值相当一致,相关系数达R2=0.996;果实干物质含量的模拟结果受采收期果实含水量的影响较大.所建模型与待建的黄瓜光合作用模拟模型相联接,可实现对黄瓜群体结构和果实产量的预测,是日光温室黄瓜生长发育系统模型的子模型之一.     

温室番茄同步叶片修剪的TOMSIM模拟与验证

摘 要：通过TOMSIM模拟与温室试验研究了同步叶片修剪对温室番茄品种 “Capita”干物质生产与分配的影响。结果表明, TOMSIM模拟试验与温室试验相当吻合。同步叶片修剪，一方面，显著降低LAI与生长率，从而导致单位面积植株总干重的显著降低；另一方面，显著减少营养生长库强，有利于干物质分配到生殖生长库器官，提高果实累积干物质分配率，从而补偿因单位面积植株总干重降低而引起的果实干重的降低。植株密度对果实累计干物质分配率没有显著影响，增加植株密度能增加LAI。同步叶片修剪加高密度能显著提高单位面积果实干重。     

福州市常见植物比叶面积研究

[目的]研究不同植物的比叶面积与叶生物量的相关关系。[方法]以福州市24种常见绿化植物为试验对象，测定了其叶片干鲜重、叶面积及比叶面积并研究了不同物种的比叶面积对生物量增加的响应模式。[结果]回归分析表明，所有试验植物的叶面积（LA）与叶生物量（LM）均呈极显著正相关关系。6种植物在LA与LM之间的异速生长指数大于1．0，18种植物的异速生长指数小于1．0，24个植物物种异速生长指数的平均值为0．96。LA与（LM）0.94成正比。所有试验植物的叶片水分含量（MM）与LM均呈极显著正相关关系，8种植物在肘。与LM之间的异速生长指数大于1．0，2种植物的异速生长指数为1．0，14种植物的异速生长指数小于1．0。MM与（LM）0.96成正比。[结论]不同物种的叶面积和叶生物量之间的异速生长指数和常数存在显著差异。     

水分对温室网纹甜瓜植株形态与干物质分配影响的模拟

为定量研究水分对温室网纹甜瓜植株长势(株高、茎粗)以及各器官干物质分配的影响,以温室网纹甜瓜品种"网路"为材料,于2010年3月～2010年11月在玻璃温室内进行不同定植期和不同水分处理的栽培试验,以生理辐热积为预测指标,定量分析了基质水势对网纹甜瓜株高、茎粗以及各器官干物质分配的动态影响,建立了基质水势对网纹甜瓜株高、茎粗和各器官干物质分配指数的模拟模型,并用与建立模型相对独立的数据进行检验。结果表明:随基质水势的升高,网纹甜瓜的株高和茎粗增加,各器官间的干物质分配量减少。模型对网纹甜瓜植株株高、茎粗的预测值与实测值基于1:1线间的决定系数(R2)分别为0.977和0.936,预测相对误差分别为6.1%和5.4%;对网纹甜瓜叶、茎、果实、地上部、地下部的干重的预测值与实测值基于1:1线间的R2分别为0.971、0.976、0.982、0.982、0.980;相对预测误差分别为10.1%、3.2%、11.8%、9.2%、12.7%。模拟预测精度较高,可较好地模拟不同基质水势条件下的网纹甜瓜植株形态和各器官干物质动态的变化过程。