小麦地上部器官建成模拟模型的研究

对小麦植株地上部器官形成过程进行了较为系统、全面的模拟研究,建立了包括叶片、节间和分蘖的解释性动态模型。模型引入3个品种参数,即最大叶热间距、伸长节间数和株高,分别反映了不同小麦品种在叶片和节间等方面的遗传差异性。利用国内、外三组田间试验资料对所建模型进行了检验,表明模型对主茎叶龄、单株叶面积、单株     

作物模拟研究中的模型检验

分析了作物模拟研究中模型检验的常用统计判据相关系数、标准差与变异系数在统计学意义上的原理和不足，提出了模拟值的置信度和置信带的概念。以玉米发育期模型为例，分别用相关系数和置信度对模拟值和实测值进行检验。     

小麦茎顶端原基发育模拟模型的研究

本文系统地模拟了小麦植株茎顶端不同类型原基的发育过程，建立了叶原基分化、小穗原基分化和小花原基分化、退化、败育、受精结实及籽粒生长的子模型。模型引入每小穗分化的最大小花原基数、退化的最大小花原基数和籽粒潜在重量3个遗传参数，分别反映了不同小麦品种小花分化、退化和籽粒生长等方面的遗传差异。利用南京地区     

WOFOST模型对山东省夏玉米发育期与产量模拟的适用性评价

夏玉米作为山东省最主要的粮食作物,其生长发育与产量变化,对保障地区乃至全国的粮食安全具有举足轻重的作用。不同生育期内气象要素的不同组合对夏玉米发育进程与产量形成等将产生重要影响。WOFOST作物模型机理性较强、定量水平高,且更为高效,能够为客观、定量、动态地评估气象要素对夏玉米生产的影响提供技术支撑。为提高作物模型模拟的准确性,将山东省分为鲁西北、鲁中、鲁西南、鲁东南与半岛5个调参区域,并结合山东省10个夏玉米观测站2012-2014年玉米主栽品种的生长发育数据,开展模型的调参验证与适用性评价。研究结果表明,WOFOST模型对山东省各观测站点所有年份出苗期的模拟误差均不超过4d,决定系数（R ²）在0.43~0.99,归一化均方根误差（nRMSE）为0.3%~1.9%;针对开花期和成熟期,各观测站点绝大多数年份模拟误差均不超过5d,大多数观测站点R ²分别在0.77~0.99与0.51~0.99,各观测站点nRMSE分别在0.4%~2.3%与0.7%~3.2%;绝大多数观测站点产量模拟R ²在0.68~0.99,相对误差为0.8%~16.7%,绝大多数观测站点相对误差小于10%;nRMSE在1.2%~19.5%,均小于30%,大部分观测站点nRMSE小于10%。各评价指标均在可接受的范围内,WOFOST模型能够对山东省夏玉米发育期与产量进行较准确的模拟。     

小麦发育温光效应的模拟研究

在室内人工控制条件下,对17个不同类型的小麦品种进行低温春化处理(0,10,20,30,40,50,60,70天)和光长处理(6,10,14,24小时)试验.初步揭示了温、光对供试品种的单独效应规律.提出了高温与光长对小麦品种的离析作用,解释了不同品种的自然生态适应性,进一步明确了品种对温光反应是一种数量累积效应,并根据数量变化的量与质的关系进行了断截分类.     

小麦种子发育期的赤霉丝疫病侵害及其对种子品质的影响

由Fusarium gramineanun Schwabe引起的赤霉丝疫病给小麦种子品质和产量造成了很大损失。赤霉丝疫病通过小花不育和籽粒灌浆差造成减产，并严重降低了种子出苗率。受到Fusarium graminearum侵染的植株降低了籽粒品质，这是由于储藏蛋白质、纤维素和直链淀粉含量的减少所致。     

水稻叶色变化动态的模拟模型研究

定量描述叶片颜色变化的动态过程是植物生长数字化和可视化的重要内容。本研究通过对不同水稻品种和不同水氮处理条件下主茎和分蘖不同叶位叶色变化过程的连续观测和定量分析，构建了水稻叶片颜色随生长度日变化的动态模拟模型。水稻叶片颜色变化的基本过程可以用3个阶段的SPAD值分别表达，第一阶段为基于幂函数的伸长期，叶色逐渐增强，第二阶段为相对稳定的功能期，叶色基本不变，第三阶段为基于二次曲线的衰老期，叶色逐渐减弱；并基于二次曲线方程分别描述了叶片含氮量和含水量对叶色变化过程的调控效应。在此基础上，进一步建立了叶片SPAD值与叶色组分（RGB）值的关系模型。利用独立的水稻田间试验资料对所建模型进行了测试和检验，显示主茎不同叶位叶色变化3个阶段模拟值的均方根差分别为2.58、3.69和3.82，4个分蘖不同叶位叶色变化模拟值的均方根差分别为4.65、4.39、3.51和4.25；SPAD值与叶色组分间模拟值的均方根差分别为2.98和3.25。表明本模型可较好地模拟不同生长条件下水稻不同茎蘖上不同叶位叶色的动态变化过程，从而为实现水稻生长系统的数字化模拟和可视化显示奠定了基础。     

小麦白粉病经济阈值和预报模型的研究

采用相关分析和逐步回归分析方法,建立了小麦白粉病的中短期(60～90天)预报模型,经15年次实际调查数据检验,拟合率达99％以上。采用协方差分析求得了不同病情指数与小麦产量损失关系的直线回归方程,据此方程求出不同产量水平下防治经济阈值,经大面积示范,验证其切实可行。     

小麦温光发育模型的研究

1981～1984年,选用代表不同生态类型的25个小麦品种,在大田进行分期播种.通过分析温光等主要生态因子与小麦生长发育的关系,建立了各品种主要发育阶段的温光模型:播种至出苗为G=104.4751/(T-1.1032),出苗至二棱、出苗至拔节为V=a+bG+cP_(t1),二棱至抽穗、拔节至抽穗为V=a+bT+cL.文中认为,播种至出苗的日数(G)既能反映当时的温度条件,又可表示萌发时的“田间春化效应”;温光积(Ptl)则给“温度与光照之间存在明显的互补作用”找到了量的表达基础;因此,建模时采用这两个变量,是很有意义的.     

UV-B增加对小麦及玉米物候发育影响的初步研究

观察了UV-B增加对小麦及玉米物候发育的影响,结果表明：UV-B增加对小麦及玉米物候期具有明显的推迟效应,且这种推迟效应可能与UV-B增加影响作物的营养供给无关;UV-B增加对小麦群体内小气候有显著影响,表现为气温和土温显著升高,UV-B增加对小麦物候期的推迟效应与UV-B增加条件下作物群体内小气候的变化无关;初步探讨了紫外线UV-B增加对作物物候影响的机制,并提出有待于进一步研究的问题。     

小麦主要品质性状的遗传模型研究

以６个小麦品种及其双列杂交组合为材料，研究了小麦子粒蛋白质含量和主要品质性状的遗传模型，估算了各性状的遗传参数。结果表明：（１）子粒蛋白质含量、容重、干面筋含量、湿面筋含量、降落值及沉淀值等性状符合加性－显性模型。（２）降落值的高值与隐性基因有关，低值与显性基因有关；子粒蛋白质含量、容重、湿面筋含量、干面筋含量及沉淀值等性状的高值与显性基因有关，低值与隐性基因有关。（３）除沉淀值的遗传表现为超显性外，其余各性状的遗传均以基因的加性效应为主，且平均显性度（Ｈ１／Ｄ）均小于１，表现为部分显性。（４）除沉淀值外，各性状的狭义遗传力表现较高，说明可在早代进行选择     

冬小麦产量形成模拟模型研究

根据小麦生理生态学理论，建立了冬小麦产量形成及最终产量模拟模型（WYSM），作为小麦生长模型的子模型。模型较为全面地考虑了孕穗期水分、低温霜冻、高温及生长后期干热风对冬小麦粒数的影响，将灌浆期分成3个阶段，引入3个品种参数，考虑每个阶段最大灌浆速率，并利用温度、水分、籽粒体内N/C比等因子进行修正，考虑源库限制，最后采用产量构成因素方法建立小麦最终产量模型。利用北京地区和河南地区不同年份和不同品种的试验资料对模型进行了验证。结果表明，WYSM模型对小麦产量构成因子及最终产量的模拟效果很好，模拟值与实测值吻合度高，粒数、粒重、产量及灌浆过程模拟的相对均方差（NRMSE）为4.2%～10.9%，相对误差（RE）绝对值的平均值为2.9%～6.7%，决定系数R2为0.88～0.99，说明模型不仅具有较强的机理性而且具有较高的预测性和适用性。     

大豆阶段发育动态模型的研究与建立

研究了不同大豆类型品种的发育与温、光等主要环境因子的数量关系,在借鉴吸收析因指数形式的小麦发育期动态模拟模型（WDSM）、“水稻钟“模型和DSSAT3等模型思想方法基础上,构建了大豆阶段发育动态模拟模型（SDSM）。经验正不同类型品种平均误差在1~2d内,与传统的积温法相比,其模拟精度有了较大提高。     

小麦不同器官磷含量的遗传模型研究

为了研究小麦不同器官全磷含量的遗传模型随机选用8个亲本,组配成28个双列杂交组合,在正常和肥水亏缺胁迫两种环境下,进行随机区组试验,采用Hayman 双列杂交分析方法,研究了不同器官磷含量的遗传模型。结果表明,在正常和肥水亏缺两种环境下子粒、叶片和茎秆全磷含量的遗传均为加性—显性—上位性;正常环境下子粒和叶片全磷含量的显性遗传表现为增效,正常环境下茎秆和肥水亏缺胁迫环境下子粒、叶片和茎秆的全磷含量的先行遗传表现为减效。最后,根据各性状的遗传模型和基因在亲本中的分布,讨论了杂交后代的选择和亲本选配。     

水地小麦高产施肥模型及其应用研究

采用三因素二次回归旋转组合设计方法,对影响小麦产量的氮肥、磷肥、有机肥的用量进行了定量研究,建立了中等以上肥力的水地小麦产量形成的施肥函数模型及最佳施肥组合方案,并确定水地小麦施肥模型主因素作用效应顺序:磷肥>氮肥>有机肥.还研究了各项施肥措施间的交互作用效应.     

Simulation of faba bean (Vicia faba L.) growth and development under Mediterranean conditions: Model adaptation and evaluation

This study reports the adaptation of a simple and mechanistic crop growth model for faba bean (FAGS) to growing conditions in the Mediterranean region. The FAGS model was originally developed for small-seeded cultivars grown in the temperate zone under non-limiting water and nutrient conditions. In order to account for the effect of drought stress on faba bean growth, a submodel for the simulation of soil water balance has been included in the FAGS model. The enhanced FAGS model was calibrated using data from field experiments with a large-seeded faba bean genotype (ILB 1814) conducted in 1993–1994 and 1994–1995 at ICARDA's Tel Hadya research station in northern Syria. In both seasons, crops were sown on two dates under different water supply levels. The model was capable of predicting the faba bean phenology, leaf area development, biomass production, and grain yield as well as the soil water extraction using daily climatic data, genotype-specific parameters, and soil physical properties. The calibrated faba bean model was tested against independent experimental data from the 1991–1992 and 1992–1993 growing seasons at Tel Hadya and was able to satisfactorily predict grain yield of crops grown under different drought intensities. Limitations of the model and aspects requiring better understanding to improve model predictions are discussed.