基于PDT的温室茄子发育模拟模型

本研究将温度对茄子发育速率影响效应的大小用相对热效应（RTE）来衡量,通过研究Beta函数的性质提出基于幂函数的模型来描述RTE与温度之间的关系。采用生理发育时间（Physiological Development＇Time,PDT）作为定量发育进程的尺度,建立了温室茄子发育模拟模型。利用模型对日光温室2年3茬茄子生长发育期资料进行检验的结果表明：模型能较好地预测各个发育期（发芽、苗期、开花坐果、结果和采收期）的出现时间和持续时间,各生育期模拟值与观测值的回归估计标准误差（RMSE）分别为1.00、1.73、0.82、1.41、2.38 d,显著优于基于有效积温模拟模型的预测精度（其生育期模拟的RMSE分别为2.38、7.14、1.73、5.07、8.25 d）。     

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。     

基于生理发育时间的番茄果实发育期模型的建立

【目的】建立基于生理发育时间(Physiological development time,PDT)的番茄果实发育期模型,为番茄果实发育期的准确预测提供支持。【方法】以番茄品种‘金棚1号’为材料,选择3个农家土夯日光温室作为试验设施,将环境温度和光照对番茄果实发育期的影响进行量化,采用正弦三段线性函数建立番茄果实发育期模型,并与基于有效积温建立的发育期模型的模拟效果进行对比。【结果】模拟结果显示,建立的基于生理发育时间的番茄果实发育期模型能准确预测番茄果实的发育期,番茄第1至第5序果实完成生理期所需的生理发育时间依次分别为25,27,28,25,22d,其模拟值与观测值分别仅差2,3,1,2,1d,该模型的预测精度明显高于基于有效积温的发育模型。【结论】在模拟因子相同的条件下,基于生理发育时间的发育模型较基于有效积温的发育期模型能更准确地预测番茄果实的发育期。     

日光温室西瓜生育期模拟模型的研究

以日光温室西瓜对温光条件的生理反应为基础,针对淮安地区日光温室西瓜栽培的实际生产条件,采用生理发育时间(Physiological Development Time,PDT)作为西瓜定量发育进程的尺度,构建了日光温室西瓜生育期的模拟模型,并利用不同播期和不同试验地点的西瓜试验数据对模型进行了检验。结果表明,该模型对西瓜从播种到达发芽期、幼苗期、伸蔓期、开花坐瓜期、果实膨大期、果实成熟期所需生理发育时间的模拟值与实际观测值间的模拟误差均小于3 d,各生育阶段模拟值与观测值的根均方差RMSE分别为1.00、1.58、1.00、1.58、2.24、1.58 d。     

日光温室西瓜生育期模拟模型的研究

以日光温室西瓜对温光条件的生理反应为基础,针对淮安地区日光温室西瓜栽培的实际生产条件,采用生理发育时间(Physiological Development Time,PDT)作为西瓜定量发育进程的尺度,构建了日光温室西瓜生育期的模拟模型,并利用不同播期和不同试验地点的西瓜试验数据对模型进行了检验。结果表明,该模型对西瓜从播种到达发芽期、幼苗期、伸蔓期、开花坐瓜期、果实膨大期、果实成熟期所需生理发育时间的模拟值与实际观测值间的模拟误差均小于3 d,各生育阶段模拟值与观测值的根均方差RMSE分别为1.00、1.58、1.00、1.58、2.24、1.58 d。     

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。     

油菜生育期模拟模型研究

 【目的】以油菜生理生态过程为基础，通过定量分析油菜对温度（包括春化作用）和光周期的反应，构建以生理发育时间为尺度的油菜生育期模拟模型。【方法】每日生理发育时间由每日生理效应累积形成，而每日热效应、春化效应、光周期效应与品种灌浆速率互作共同决定每日生理效应大小。模型通过引入温度敏感性、生理春化时间、光周期敏感性和基本灌浆因子4个参数反应不同油菜品种的遗传差异，从而使得每个油菜品种达到特定生育时期所需生理发育时间恒定。利用不同地点、播期、品种和肥料处理的试验数据对所建模型进行了校正和检验。【结果】播种到抽薹、初花、终花、成熟期的模拟值与预测值RMSE（根均方差）分别为1.37%、1.52%、2.68%和1.12%。【结论】表明模型具有较好机理性和可靠性。     

温室黄瓜发育期模拟模型的检验

针对作物生育期研究主要有3种方法:有效积温法、生理发育时间法和正弦指数函数法。试验选取不同温室不同茬口黄瓜的发育期数据和温室环境数据对3种发育期模拟模型方法进行验证。温室黄瓜发育期的预测结果表明,正弦指数函数法预测准确而稳定,回归估计标准误差(RMSE)在0.8~2.4d之间,以每日平均气温和每小时平均气温为输入值的生理发育时间法RMSE值分别在0.8~6.1和0.8~7.0d,有效积温法1.3~6.2d。基于以上验证结果,3种模拟预测发育期方法中,正弦指数函数法表现出较好的预测性和较强的机理性,适用于作物发育期的预测。     

冬大麦叶龄与单株叶面积模拟的研究

2005~2006年在扬州大学实验农场进行了发育特性明显差异的4个冬大麦品种不同播期的田间试验。通过对大麦出叶、叶龄和单株叶面积的系统观测,以生理发育时间为基础,构建了大麦叶龄和单株叶面积动态模型,并进行了检验。结果表明:不同品种和播期大麦叶热间距观测值与模拟值绝对误差为0.2~9.9℃d,根均方差(RMSE)为3.8~5.4℃d;叶龄预测绝对误差为0~1.9,RMSE为0.6~0.7;最终叶片数预测绝对误差为0.2~2.0,RMSE为0.7~1.0。不同品种在各生育时期单株叶面积观测值与模拟值绝对误差为0.72~9.09 cm2,RMSE为1.20~3.53 cm2。     

滴灌春小麦生育期模拟模型研究

【目的】建立基于滴灌春小麦生理发育时间的生育期模拟模型,为滴灌春小麦的适时播种和精准管理奠定基础。【方法】设置不同品种和播期的田间试验,记录滴灌春小麦到达各个生育期的时间,结合特定作物生理发育时间恒定的原理,建立滴灌春小麦生育期模拟模型,并利用独立试验材料对所建模型进行检验。I结果】模型能较好的预测滴灌春小麦各个生育阶段的出现时间及持续时间,其中播种一出苗、出苗-拔节、拔节一抽穗、抽穗一成熟所需要的生理发育时间(PDT)分别为6.2、16.3、13.3、27.6 d,模拟值与观测值的RMSE值分别为1.0、0.9、1.2和1.1 d。【结论】基于生理发育时间建立的滴灌春小麦生育期模拟模型比利用有效积温法建立的模拟模型具有更高的精度,且机理性和实用性更强,在年际间稳定性更好。     

温室环境控制模型及决策的研究

以番茄为研究对象,选取影响番茄发育和产量的最关键因素———空气、温度、光照和空气相对湿度,对温室环境控制模型及决策进行研究。将番茄的生长分为发芽期、幼苗期、开花期、结果期和成熟期5个阶段,将天气条件分为晴天、阴天和夜间。通过对各个因素的计算,对作物生长模型进行决策研究。     

基于生长度日的温室甜瓜发育模拟模型的研究

根据发育阶段生长度日恒定的原理和温室栽培试验，将温室甜瓜生长发育阶段划分为播种期、幼苗期、伸蔓期、开花坐果期、果实生长盛期、果实成熟期，建立了温室甜瓜发育的动态模拟模型，并确定了发育阶段生长度日的参数，系统地预测甜瓜生长发育阶段。模型检验结果表明，温室甜瓜发育动态模拟模型具有较高的精确性。     

基于环境因子驱动的温室番茄土壤栽培超前决策灌溉模型的验证及其关系分析

为验证超前决策灌溉模型在土壤栽培中的科学性，筛选基于超前决策灌溉模型的最优灌溉量组合，以Penman-Monteith模型为对照(PM处理)，分别在番茄的开花坐果期和果实膨大期设置超前决策灌溉模型计算灌溉量(ET)的3个水平(0.8 ET、1.0 ET、1.2 ET)，共计10个处理，通过春秋两茬试验，分析比较不同灌溉模型对土壤含水量、番茄生理指标、产量、品质与水分利用效率的影响，并利用熵权-TOPSIS法评价不同处理番茄的综合指标。结果表明:与对照相比，超前决策灌溉模型处理土壤含水量的波动较小，光合能力、植株产量与水分利用效率显著提高。运用熵权-TOPSIS综合分析法进行排序，T2-3处理(开花坐果期使用1.0 ET灌溉，果实膨大期使用1.2 ET进行灌溉)排第1位，秋茬番茄PM处理(使用PM模型进行灌溉)排在第8位，春茬温室番茄PM处理排在第10位。秋茬与春茬温室番茄最优处理T2-3相较于PM处理，叶片的净光合速率提高约9.7%和24.3%，蒸腾速率降低约16.5%和14.6%，产量和水分利用效率分别提升了4.7%、8.7%与0.8%、9.5%。研究结果表明在温室番茄的土壤栽培中，无论是春季还是秋季，超前决策灌溉模型比PM模型灌溉精度高；且在开花坐果期使用1.0 ET灌溉、果实膨大期使用1.2 ET进行灌溉为超前决策灌溉模型最优的灌溉量组合。     

设施黄瓜和番茄田间烟粉虱及其优势天敌消长动态和时间生态位分析

【目的】明确设施黄瓜和番茄田间烟粉虱及其优势天敌发生动态,为设施黄瓜和番茄田间烟粉虱的综合治理提供科学依据。【方法】通过系统调查,利用五点取样记录昆明市宜良县设施黄瓜和番茄田间烟粉虱成虫及其天敌种类、数量,采用四分位法划分其发生时期;利用生态位相关指数分析烟粉虱及其优势天敌在时间生态位上的关系。【结果】设施黄瓜和番茄田间烟粉虱优势天敌均为烟盲蝽（Nesidiocoris tenuis）、草间小黑蛛（Erigonidium graminicola）和丽蚜小蜂（Encarsia formosa）。不同设施作物田间烟粉虱及其优势天敌的消长规律略有差异,设施黄瓜田间烟粉虱较设施番茄田发生时间早、种群数量增长迅速;在烟粉虱主要发生时期,设施番茄田间的种群数量为1.03头/cm2,显著高于设施黄瓜田（P< 0.05,下同）。烟粉虱在设施黄瓜田间主要发生时期为黄瓜苗期～开花坐果期,设施番茄田间主要发生时期为番茄初花期～幼果期。草间小黑蛛和烟盲蝽在2种作物田间的同一发生时期,种群数量间无显著差异（P> 0.05）,但2种天敌的时间生态位宽度值在不同种植环境下差异较大。丽蚜小蜂生态位宽度值较小,发生较集中,在主要发生时期和发生晚期,设施番茄田间种群数量分别为0.34和0.24头/cm2,均显著高于设施黄瓜田。设施黄瓜和番茄田间与烟粉虱生态位重叠指数最大的天敌均为烟盲蝽,分别为0.9664和0.9637。【结论】设施番茄田间烟粉虱主要发生时期在番茄初花期～幼果期,设施黄瓜田间烟粉虱主要发生时期在黄瓜苗期～开花坐果期。在烟粉虱主要发生时期应辅以化学防治等其他防治措施,以压低烟粉虱种群数量。     

Nr(Never ripe)番茄农艺性状的研究

通过温室、田间两种番茄种植试验和果实耐贮性试验,对成熟突变材料Nr番茄的农艺性状进行了研究。结果表明:Nr番茄较其野生亲本发芽出苗率低,生育期较长,耐衰老,坐果率高,结果多,适合于大田种植。其果实黄色长圆,品质一般,口感较酸,耐贮藏。     

日光温室主要环境参数对番茄本体长势的影响

针对日光温室环境调控缺乏理论支撑,环境信息监测利用难,作物长势难量化的问题,以北京市春夏季日光温室番茄为试验材料,采用农业物联网设备实时监测温室主要环境参数(空气温度、空气相对湿度、CO_2浓度、光照强度、土壤温度和土壤水分)和番茄本体长势参数(番茄茎直径微变化、果实直径微变化和叶面温度),借助Matlab 2014a平台建立模型,对温室中主要环境参数对番茄本体长势的影响进行研究。结果表明:1)建立的幼苗期各环境参数对番茄茎直径微变化的影响回归模型和结果期各环境参数对茎直径微变化、果实直径微变化、叶面温度的影响回归模型可以反映出不同环境参数对番茄茎直径微变化、果实直径微变化和叶面温度的影响程度;2)建立的番茄果实直径预测模型,训练集相关系数达到0.92,测试集相关系数达到0.88,满足预测需求;3)试验分析得到的幼苗期和结果期各主要环境参数的合理控制范围符合番茄实际生长环境要求。该研究可为春夏季日光温室番茄的生产环境调控提供参考,也为环境数据监测与环境调控机构的智能化关联提供了一种解决方案。     

贺州市引进番茄优良新品种对比试验

[目的]筛选出更适合贺州栽培和市场需求的番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)新品种。[方法]采用引进的8个品种与当地1个常年栽培品种作为对比试验材料,分析各品种第一花序节位、始花期、坐果期、始收期、单果重及单株产量6个性状的差异显著性。[结果]T-4-13-0448与其他品种的第一花序节位的差异均达到显著水平,从早熟性及早期产量的角度分析,一般不选用品种T-4-13-0448。从始花期、坐果期及始收期3个性状的综合表现可以看出,06169、06141、FQ-12-0448、ANT、T-4-13-0448表现较好。从单果重及单株产量性状表现及市场需求角度分析,ANT、06141、洛贝奇、T-4-13-0448表现较好,且都优于本地品种大丰。[结论]综合各性状的表现,ANT、06141、洛贝奇表现较好,适宜在贺州地区推广。     

西北旱区温室辣椒产量和品质对不同生育期灌溉调控的响应

 【目的】提出基于水分-品质响应温室作物合理的节水优质高效灌溉模式。【方法】以陇椒1号为试验材料,在日光温室内对温室辣椒苗期、开花坐果期和果实成熟期分别进行灌溉调控,研究不同处理辣椒产量、果实品质和水分利用效率对灌溉调控的响应。【结果】温室辣椒产量对果实成熟期的灌溉调控最为敏感,在此生育期不宜实施灌溉调控。开花坐果期和果实成熟期,辣椒果实的可溶性蛋白含量和干物质含量对灌溉调控的响应程度较低,而果实维生素C含量、可溶性固形物含量和硬度对灌溉调控的响应程度较高。产量和品质与耗水量的关系可用对数函数来描述。【结论】通过灌溉调控将60 cm土壤含水量在开花坐果期控制在45%～60%田间持水量(θf),在苗期和果实成熟期控制在80%～90% θf,在节水和保证较高产量的同时,可以显著提高辣椒维生素C含量、可溶性固形物含量和硬度,是西北旱区温室辣椒可行的节水优质高效灌溉调控模式。