设施番茄单株成果数模型研究

单株成果数是番茄单株产量的构成因子,为了定量分析不同品种设施番茄单株成果数与环境条件之间的关系,以"美国摩尔一号"(B1,偏早熟)、"超世纪番茄大王"(B2,偏晚熟)和"美国903"(B3,中熟)为材料,于2009年、2010年和2011年开展了品种和施肥、品种和水分田间试验。通过分析不同品种、水分和施肥水平番茄坐果数、果实脱落数、开花数及现蕾数与环境因子的关系,建立了设施番茄单株现蕾数、单株花脱落数、单株果脱落数和单株成果数模型。经独立试验资料检验,设施番茄品种B1、B2和B3平均单株累积现蕾数实测值与模拟值的根均方差(RMSE)、平均绝对误差(Xde)和决定系数(R2)分别为2.452个(n=24)、1.851个和0.976,1.820个(n=24)、1.422个和0.948,1.849个(n=24)、1.464个和0.949。单株花脱落数实测值与模拟值的RMSE、Xde和R2分别为0.712个(n=16)、0.662个和0.786,0.730个(n=17)、0.662个和0.965,1.229个(n=16)、1.091个和0.952。单株果实累积脱落数实测值与模拟值的RMSE、Xde和R2分别为0.391个(n=15)、0.342个和0.849,0.439个(n=15)、0.346个和0.966,0.318个(n=15)、0.288个和0.961。单株成果数模拟值与实测值的RMSE、Xde和R2分别为0.839个(n=27)、0.712个和0.934,实测值与模拟值的吻合程度较好,说明模型可较好地模拟不同品种、水分和施肥水平设施番茄单株成果数。     

WCSODS中小麦生育期模型在淮河流域旱涝胁迫环境下的改进

针对淮河流域小麦生产现状以及旱涝评估技术要求,运用WCSODS(小麦栽培模拟优化决策系统),利用淮河流域4个冬麦区(东北丘陵冬麦区、北部平原冬麦区、中部平原冬麦区和西部及沿淮冬麦区)21个样点的1998～2007年的小麦生育期观测资料及同期气候资料和土壤资料,调试确定了本地化的小麦生育期参数,并以4个冬麦区不同年份和不同品种的大田试验资料对WCSODS的小麦生育期模型进行了验证。模拟值与观测值比较显示,小麦播种～抽穗期、出苗～抽穗期和播种～成熟期3个生育阶段天数的模拟精度较高、预测效果较好,3个发育阶段的标准根均方差(NRMSE)、绝对平均误差(MAE)和一致性系数(IoA)分别为:0.019、2.860、0.999;0.025、3.246、0.999;0.014、2.632、0.999。对WCSODS中小麦出苗期模型进行土壤湿度影响订正与改进,小麦播种至出苗天数亦取得较好的模拟效果。     

设施番茄果实生长及产量形成模拟模型

为探明番茄果实生长与温度、光照的关系以及建立番茄产量预测的新方法,该研究对不同播期、品种、氮素水平及茬口的试验数据进行处理,构建了反映果实生长与温度、光照关系的果实横、纵径生长模型,以及果实干物质机理性模型和果实鲜重与横、纵径关系的线性模型,并建立了以上述模型为基础的番茄产量预测模型。运用独立数据对产量模型进行验证,结果显示:在不同氮素水平下,当利用干物质机理性模型模拟番茄产量时,模拟值与实测值的RMSE和ADe都小于30 g(每株);当用果实横径经验性模型模拟番茄产量时,RMSE和ADe都小于35 g(每株);当用果实纵径经验性模型模拟番茄产量时,RMSE和ADe都小于40 g(每株)。表明番茄产量模型均具有较高的预测精度,能够很好地模拟番茄产量,可为设施番茄生产提供理论依据和决策支持,其中利用果实横、纵径的线性关系模型来预测番茄产量,具有参数少、不破坏果实活体、实用性强等特点。     

巴西蕉果指干重与果指形态的相关性及其定量模型研究

[目的]探究巴西香蕉果指干重与果指形态的相关性.[方法]2019—2020年采用"3414"施肥试验设计方案,对巴西香蕉(Musa AAA Cavendish cv.'Baxi')采收期果指干重与主要农艺性状之间的关系进行相关和通径分析.[结果]巴西蕉果指干重与果指内弧长、果指外弧长、果指直径、果柄长、果柄直径5个农艺性状呈正相关,与果指外弧长、内弧长呈显著正相关,香蕉果指直径对香蕉果指干重的直接作用最大,果指内弧长通过外弧长、果指直径对果指干重的间接作用最大.对果指干重与主要农艺性状之间的相关性进行回归分析,得预测回归模型FDW=0.326FIA+0.366LFOA+2.399FSL+2.384FD-8.581.[结论]巴西香蕉果指干重与果指形态具有相关性,通径分析表明,果指内弧长对果指干重的增加具有重要作用,因此,在强调巴西香蕉高产育种的性状选择上,可减少果指弯曲度、适当增加果指直径,既可提高产量,又可提高果指的商品率,增加经济效益.     

基于生物量的油菜主茎叶片形态参数模拟研究

为了定量油菜主茎叶片形态参数与生物量间的关系,本研究基于2011—2012年和2012—2013年不同品种、移栽密度及施肥水平油菜田间试验,通过观测不同品种和处理油菜叶片长、最大叶宽和叶柄长等形态参数,并分析了上述参数与叶片生物量的关系,构建了基于生物量的油菜叶长、最大叶宽和叶柄长模型。结果表明,在全生育期,不同品种和处理下油菜主茎叶长和最大叶宽均与叶片生物量的平方根成正比,而叶柄长与叶长成正比。所建模型利用截距为0的线性函数描述叶长和最大叶宽随生物量平方根的变化,用直线式描述叶柄长随叶长的变化。经独立试验资料检验,除宁油16叶柄长模型误差较大外,所建模型对其余形态参数均具有较好预测性,为通过生物量将油菜生长模型与形态结构模型结合提供了机理性较强的方法,为建立油菜功能-结构模型奠定了基础。     

油菜生长发育模拟模型研究

以2002—2005年中国长江中游地区田间试验为基础,结合相关文献资料,借鉴R/WCSODS思路,建立油菜生长发育模拟模型,包括油菜发育期、叶龄、干物质、叶面积及分枝数动态模型,并确定参数、检验与验证。例如,中双9号与中油杂2号在武汉和芜湖生育期观察值与模拟值平均绝对误差－0.9～－0.3 d,相关系数0.9996～0.9997,差值标准误2.2～2.3 d,最大绝对误差4 d。干物质与叶面积指数实测值与模拟值平均绝对误差分别为7.3 g·m^-2和－0.1043,差值标准误分别为59.13 g·m^-2和0.1506,相关系数分别为0.9916和0.9583,最大绝对误差分别为98.8 g·m^-2和－0.27。油菜发育期和叶龄模型以温、光为主要驱动因子,油菜生长发育全过程划分为播种至出苗、出苗至抽薹、抽薹至初花以及初花至成熟4个生育阶段,精度较高,适用性好,通用性强,更符合管理要求且易掌握;春化模型同时考虑冬性、半冬性及春性品种,更为全面;油菜群体动态模拟模型初步考虑了绿色茎与角果光合;讨论了油菜模拟优化决策系统的结构与功能。     

数学化栽培的框架与技术体系探讨

数学化栽培是作物栽培学为主的理论和技术体系与现代信息技术的有机融合．是数字农业的具体化和重要内容之一。本文探讨了数字化栽培的基本概念、研究内容、框架与技术体系,阐述了开展数字化栽培研究与应用的意义、作用与功能。同时,对体系中的每项技术进行了解析,并对其国内外动态进行了简述。     

基肥结合喷氮对冬小麦产量和品质及植株氮素状况的影响

为了给小麦高产、优质栽培和育种提供理论依据,就不同基肥水平结合叶面喷氮对不同类型冬小麦品种的产量、品质及植株氮素状况的影响进行了试验研究。结果表明,施用基肥并结合生育后期叶面喷氮能显著提高籽粒粗蛋白含量和产量,无基肥区喷氮的作用显著大于施基肥区的;施基肥结合喷氮对籽粒赖氨酸无明显作用;施基肥区喷氮降低了籽粒容重。提高产量改善品质的最佳喷氮时期一般在开花期,但因品种类型、基肥基础而不同,春性品种无基肥区最佳喷氮时期提早到抽穗期,而施基肥区则推迟到灌浆期。通过对植株硝酸还原酶活性及粗蛋白含量的分析,叶面喷氮能否使灌浆开始后植株顶三叶硝酸还原酶活性出现峰值、激发顶三叶含氮物运入籽粒,使籽粒蛋白质稀释得到抑制或补偿,与其对籽粒粗蛋白含量和产量作用的大小密切相关。     

小麦垄作栽培的田间小气候效应及对植株发育和产量的影响

小麦垄作栽培是在克服了传统栽培(平作)许多不利因素的基础上发展起来的一种耕作栽培方式。与传统栽培方式相比，小麦垄作栽培可降低田间湿度10％左右，改善群体内部的通风透光条件(透光率较平作增加5％～15％，光能利用率较平作增加10％～13．8％)，倒伏程度及纹枯病和白粉病等发病程度均较传统栽培方式有明显降低，植株发育健壮。小麦垄作栽培可较传统平作增产10％～13.4％。     

水稻单株产量与根系主要几何属性的定量关系

为揭示水稻单株产量与不同生育阶段根系主要几何属性的定量关系。以两优108(杂交籼稻)、86优8(杂交粳稻)和南粳43(常规粳稻)为材料,设施肥(N:每盆3.6 g;P2O5:每盆0.8 g;K2O:每盆3.6 g)与不施肥2个水平,共6个处理,采用塑料桶土培。在试验观测的基础上,建立回归模型及模型统计量,结果表明拔节期至灌浆末期水稻单株产量与单株总根长及单株总根表面积之间的定量关系以二次模型较好,分蘖初期至拔节期根系几何属性与单株产量关系则以三次模型拟合较好;单株产量与根系各参数相关分析结果表明单株总根长、总根表面积及总根体积的增加有利于提高产量。