2种水稻生长模型比较

[目的]比较ORYZA2000和WOFOST 2种模型对江西省水稻生长的模拟效果。[方法]利用江西省当地田间试验观测数据,收集水稻的关键参数,同时结合同期逐日气象数据等资料分别对ORYZA2000和WOFOST 2种模型进行比较。采用适应性评价对水稻多个生理指标进行评价与验证。[结果]以统一化均方根误差(NRMSE)来衡量作物模型的模拟结果,ORYZA2000模型模拟结果显示水稻各生物量的NRMSE值小于25%,而WOFOST模型对叶面积指数及穗生物量模拟偏差较大,分别为46%和55%。[结论]ORYZA200在穗生物量和叶面积指数的模拟中比WOFOST模型模拟效果较好。     

ORYZA2000在江汉平原中稻生长模拟中的适用性初探

利用荆州市农业气象试验站2001年逐日气象观测数据和中稻生育期、生物量观测资料,对ORYZA2000作物参数进行校正,获取了丰两优1号的发育期速率、分配系数、比叶面积等基本作物参数,并利用2000年、2002年的观测数据和观测资料对模型适应性进行了检验.结果表明,ORYZA2000能够比较准确地模拟中稻的生物量、叶面积动态变化趋势及最终产量.     

基于ORYZA2000模型的浙江省单季稻生物量及产量结构的模拟与分析

以水稻品种甬优15为试验材料,对浙江省单季稻发育期、生物量及产量结构进行了观测。在此基础上,结合作物特性和观测数据调整了ORYZA2000模型参数,并验证了模型对作物生长发育变量的模拟效果。结果表明,供试品种生物量变化趋势符合作物生长发育规律,具有高产群体特征,其中LAI最大值为12.5,叶、茎、穗干质量分别为6 052.1、12 414.4、21 641.1 kg/hm~2。模型对生育期模拟效果最好,绝对误差为1 d;生物量变化动态模拟效果良好,一致性指数D达0.9以上;LAI、干物质量和产量的模拟误差在可接受范围内,其中穗干质量的NMRSE为17.9%。说明ORYZA2000模型对浙江省单季稻模拟具有较好的适应性,可为作物产量预报、气象影响评价等农业气象服务提供技术支撑。     

基于ORYZA 2000模型评估双季早稻灌浆期低温阴雨影响

6月中旬至7月中旬是江西省双季早稻经历抽穗—灌浆的生育历程,是产量形成的关键时期和容易受灾的敏感时期。针对2017年江西罕见持续阴雨寡照天气对双季早稻抽穗灌浆和产量形成造成的严重影响,基于ORYZA 2000模型定量评估灾害影响和损失。结果表明,本地化的ORYZA 2000模型对江西双季早稻的生育进程以及生长量变化具有良好的模拟效果;模型结果表明,持续低温阴雨寡照导致灌浆期热量和光照不足,造成各站点早稻成熟期普遍偏晚1～3 d;早稻穗干质量和地上部干质量增长趋势显著变慢,且与基准气候环境的差值随时间持续而扩大,总体来看,对茎叶干质量的影响较小,平均损失率为2.8%;但对穗质量和产量影响较大,地上部干质量、穗干质量和产量平均损失率分别为4.7%、6.8%、8.1%。     

抽穗扬花期低温强度对水稻生长发育的影响与模拟

低温冷害是常见的水稻气象灾害之一,减轻其危害对粮食生产安全以及农业可持续发展都有重要意义。以2013—2014年田间数据为基础,对ORYZA2000模型参数进行调试校准及本地化,模拟不同强度、不同持续时间的低温影响试验,并对低温处理下的水稻叶面积指数、各器官生物量以及产量等模拟结果进行分析。结果表明:(1)叶面积指数、各器官生物量模拟值与实测值相近,ORYZA2000模型可用于江苏省水稻生长发育模拟。(2)经过低温处理的叶面积指数最大值明显降低,且出现时间略有延迟;抽穗扬花期连续3、5、7 d降低到17℃时,水稻总生物量及穗生物量与对照相比分别下降6%~7%;不同持续时间降低到20℃时,总生物量及穗生物量分别下降6%~8%。(3)低温处理后水稻产量下降,降幅在3%~6%之间。低温冷害持续时间越长,温度越低,造成的危害越重。     

大豆阶段发育的动态模拟模型

在区域试验的基础上 ,分析大豆不同发育阶段的感温性与感光性的关系 ,构建了大豆发育期模拟模型。利用实际资料对大豆开花期和成熟期进行模拟检验。结果显示 ,模型误差一般小于 5 0d ,开花期和成熟期平均误差分别为 0 3d和 0 1d ,均方根差 (RMSE)约为 1 1d ,表明该模型可较好地模拟大豆的生长发育进程     

优质杂交早稻金优458特征特性及高产栽培技术

阐述了优质杂交早稻金优458的特征特性,总结了其高产栽培技术,以期为该品种的推广种植提供参考。     

ORYZA2000模型与障碍型冷害损失评估模型耦合模拟水稻空壳率

长江中下游一季稻生长季时常发生障碍型冷害,为了有效评估冷害对水稻产量的影响,将障碍型冷害损失评估模型与水稻作物模型ORYZA2000进行耦合,模拟障碍型冷害下的水稻空壳率。建立耦合方案,即以ORYZA2000模型模拟的水稻生理发育阶段,获取水稻进入生殖生长敏感期的时间及其持续时间,然后将其输入障碍型冷害损失评估模型,驱动模型模拟逐日空壳率,并累积至模拟结束,得到水稻空壳率。以江苏和湖北两地典型障碍型冷害年的水稻空壳率为验证数据,结果显示,除5个典型年份模拟空壳率与实测值的均方根误差达到19.4%外,其余11个典型年份的模拟值与实测值的均方根误差约为6.4%,与ORYZA2000中的冷积温函数计算的影响系数相比,具有更高的精度。这主要得益于定标后的ORYZA2000模型能够准确估算水稻进入生殖生长敏感期的起始时间和持续时间,反映水稻实际生长受环境的影响。由此可见,该研究提出的耦合方案对提高水稻障碍型冷害损失评估精度具有重要的参考价值。     

ORYZA2000模型中辐射模块的评估及改进

利用大田实测数据对ORYZA2000模型中的辐射模块进行了评估与改进。结果表明:水稻产量和地上部分干质量对散射辐射比例变化敏感。但是模型模拟的1 d不同时刻太阳辐射中散射辐射比例与实测值相比存在较大误差,傍晚时刻的均方根误差可达0.15。而该模拟偏差(模拟值与观测值的差值)与大气透射系数呈二次曲线的关系,利用模拟偏差与大气透射系数之间的关系改进了模型对散射辐射比例的模拟。改进的辐射模块对1 d 3个时刻散射辐射比例模拟的均方根误差分别缩小了0.01、0.02和0.02。该结果可为ORYZA2000模型的改进提供参考。     

基于DSSAT模型不同灌水模式滇中水稻生长模拟

为探讨DSSAT水稻模型对滇中稻田淹水灌溉和控制灌溉模式的模拟精度,采用2017～2018两年云南寻甸县的水稻田间实测数据进行了分析。通过GLUE模块对2017年水稻淹水灌溉试验数据进行调参,得到一组精度较高的滇禾优34生长的遗传特性系数,并采用2018年淹水灌溉和控制灌溉试验数据进行验证。淹水灌溉和控制灌溉处理下开花期模拟值较实测值均提前了1 d,成熟期分别提前了1和2 d;颗粒重的相对误差分别为2.4%和6.6%;干物质(地上物质)的NRMSE值分别为10.1%和8.9%;叶面积指数的NRMSE值分别为10.40%和11.74%;分蘖数的NRMSE值分别为13.2%和15.2%。各生长指标模拟结果较好,DSSAT可作为滇中地区水稻不同灌水模式生长模拟和产量预测的一种方法。     

基于DSSAT模型不同灌水模式滇中水稻生长模拟

为探讨DSSAT水稻模型对滇中稻田淹水灌溉和控制灌溉模式的模拟精度,采用2017～2018两年云南寻甸县的水稻田间实测数据进行了分析。通过GLUE模块对2017年水稻淹水灌溉试验数据进行调参,得到一组精度较高的滇禾优34生长的遗传特性系数,并采用2018年淹水灌溉和控制灌溉试验数据进行验证。淹水灌溉和控制灌溉处理下开花期模拟值较实测值均提前了1 d,成熟期分别提前了1和2 d;颗粒重的相对误差分别为2.4%和6.6%;干物质(地上物质)的NRMSE值分别为10.1%和8.9%;叶面积指数的NRMSE值分别为10.40%和11.74%;分蘖数的NRMSE值分别为13.2%和15.2%。各生长指标模拟结果较好,DSSAT可作为滇中地区水稻不同灌水模式生长模拟和产量预测的一种方法。     

气候条件及其变化对长江三角洲水稻温度适宜性和生产潜力的影响(英文)

提出了作物温度适宜性评价函数和生产潜力计算模型,并在田间试验和统计分析的基础上,确定了水稻的相关参数,分析了气候条件及其变化对长江三角洲地区水稻生育期温度适宜性和生产潜力的影响。结果表明,由于气候变化,特别是温度条件的变化,使得早稻移栽分蘖期和灌浆成熟期、晚稻抽穗开花期和灌浆成熟期的温度条件有了很大改善, 从温度适宜性评价的平均值变化来看,1981～1997年分别比1951～1980年提高了11.1%,5.2%,13.4% 和13.2%。从生产潜力来看,除了早稻光温生产潜力有明显增加外,早稻光能生产潜力和晚稻的光能、光温生产潜力均呈下降趋势,但是自80年代以来,生产潜力的下降趋势减弱。     

基于PyWOFOST作物模型的东北玉米估产及精度评估

【目的】构建合理的作物估产方案,提高作物估产精度。【方法】本文以基于集合卡尔曼滤波（Ensemble Kalman Filter,EnKF）构建的遥感信息-作物模型结合模型（PyWOFOST）为基础,建立了以LAI为结合点,适用于中国东北地区玉米的同化模拟模型,并使用MODIS LAI数据作为外部同化数据进行同化模拟,重点分析了遥感观测（MODIS LAI）和模型参数（出苗-开花期所需积温,TSUM1）的不确定性（即随机误差）对同化模拟结果的影响。最后,利用PyWOFOST模型实现了区域尺度上的玉米估产。【结果】同化外部观测数据后的玉米模拟产量较未同化外部数据的模拟产量有明显改善,20个未受灾害影响的农气站玉米产量同化前的模拟误差及在TSUM1的不确定性为0、10、20、30℃时的同化后模拟误差分别为14.04%、12.71%、11.91%、10.44%及10.48%;同化后的模拟LAI普遍较同化前的模拟LAI更接近实测LAI,更符合玉米LAI的变化趋势;同化前模拟发育期与实测发育期平均绝对误差为3.4 d,而同化后在TSUM1的不确定性为0、10、20、30℃时模拟发育期与实测发育期的平均误差分别为3.5、4.3、5.0、5.5 d。区域尺度上玉米估产结果表明,58.82%的区域玉米估产误差在15%以内,同化产量和统计产量的确定系数为0.806。【结论】基于集合卡尔曼滤波同化遥感信息进行作物估产是可行的。     

增温和降水量减少对冬小麦和大豆生物量和酶活性的影响

通过田间控制试验,设置对照(CK)、增温约2℃(T)、降水量减少30%(P)、增温约2℃+降水量减少30%(TP)4种不同处理,研究增温和降水减少对作物生物量以及叶片硝酸还原酶(nitrate reductase,简称NR)、土壤酶活性的影响。结果表明,在冬小麦生长季,与CK相比,T处理在抽穗—扬花期显著增加地上生物量46.01%(P=0.000)、总生物量34.07%(P=0.001),在灌浆—成熟期显著增加地上生物量30.47%(P=0.028);TP处理在拔节—孕穗期显著增加地上生物量53.45%(P=0.024),在抽穗—扬花期显著增加地上生物量19.82%(P=0.014),在收获期显著增加地上生物量34.60%(P=0.004)、总生物量29.08%(P=0.011)。在大豆生长季,与CK相比,T处理在三叶期显著增加地下生物量48.89%(P=0.035)、总生物量38.23%(P=0.041),在开花期显著增加地上生物量82.61%(P=0.035)、总生物量74.05%(P=0.040);TP处理在三叶期显著增加地上生物量43.56%(P=0.030)、总生物量42.54%(P=0.027);P处理对冬小麦和大豆的生物量影响未达到显著水平。增温、降水量减少处理对冬小麦和大豆叶片NR活性没有显著影响,但TP处理在大豆开花期显著增加NR活性,增幅为42.84%(P=0.023)。增温和降水量减少对冬小麦和大豆土壤酶活性的影响规律基本一致,相比于CK,T处理增加土壤转化酶和脲酶活性、降低土壤过氧化氢酶活性,P处理降低扬花期土壤脲酶活性,TP处理增加成熟期土壤转化酶活性。     

不同灌水处理下CROPGRO-Tomato模型全局敏感性和不确定性分析

作物品种参数和土壤参数是作物生长过程模拟和产量预测过程中的基本输入参数,输出变量对输入参数的敏感性分析对提高作物模型的模拟精度具有重要作用。依据辽宁地区的温室番茄田间试验资料,进行了不同灌水水平下CROPGRO-Tomato模型的全局敏感性分析。在4个灌水处理(50%θ_f、60%θ_f、70%θ_f和80%θ_f为灌水下限,θ_f为田间持水率)条件下,利用SimLab软件,采用Morris法和EFAST法分析了CROPGRO-Tomato模型的5个输出变量(番茄的开花期、成熟期、产量、地上干物质量和最大叶面积指数)对作物品种参数和土壤参数的全局敏感性,并对两种方法的分析结果进行了比较,同时对EFAST法分析结果进行了不确定性分析。结果表明:两种方法分析得到的开花期天数、成熟期天数、地上干物质量和最大叶面积指数的分析结果相关性较高;产量方面,两种方法得到的XFRT(每日分配给果实的干物质量的最大比例)、EMFL(出苗到第一朵花出现的光热时间)、LFMAX(最适条件下叶片最大光和速率)等作...     

覆膜条件下对AquaCrop模型冬小麦生长动态和土壤水分模拟效果的评价分析

【目的】通过评价AquaCrop模型对覆膜条件下冬小麦的生长发育、土壤水分、产量以及水分利用效率的模拟效果,为AquaCrop模型在覆膜条件下的校准和应用提供科学的方法和理论依据。【方法】试验设臵不覆盖(CK)和白色地膜覆盖(PM)两个处理,于2013年10月至2016年6月年在陕西杨凌进行田间试验,利用2014—2015年度试验数据对AquaCrop模型进行参数校准,利用2013—2014年度和2015—2016年度的冬小麦观测数据对AquaCrop模型进行验证。【结果】AquaCrop模型较好地模拟了冬小麦冠层覆盖度,冠层覆盖度模拟值和实测值之间的决定系数(R2)为0.86—0.99,均方根误差(RMSE)为2.1%—8.1%。AquaCrop模型也较好地模拟了冬小麦生物量和土壤贮水量,其中地上部生物量的模拟值和实测值之间的R2均大于0.95,RMSE为0.814—1.933 t·hm-2;CK土壤贮水量模拟值和实测值间的相关系数均大于0.85,PM土壤贮水量模拟值和实测值间的相关系数均大于0.75,CK和PM土壤贮水量模拟值和实测值的均方根误差表现为9.2 mmRMSE17.6 mm,标准均方根误差(NRMSE)小于5.5%。冬小麦产量实测值和模拟值相对误差(RE)为-4.4%—9.0%,PM产量实测值和模拟值的平均值较CK分别提高40.5%和40.3%,表现出较好的一致性,处理间成显著性差异。水分利用效率实测值和模拟值RE为-10.4%—-1.5%,PM水分利用效率实测值和模拟值的平均值较CK分别提高54.1%和47.5%,同样表现出较好的一致性,处理间成显著性差异。在冠层覆盖度、地上部生物量、产量和水分利用效率方面,模型模拟值和实测值的变化趋势基本一致,且PM模拟值和实测值间均较CK表现出显著性差异。【结论】AquaCrop模型能够较好地模拟覆膜条件下冬小麦生长发育过程,可以用于覆膜条件下作物生产力的模拟和预测,为AquaCrop模型的推广应用提供了可靠的数据支持。     

双季超级稻“三高一保”栽培的产量形成特征研究

为探明"三高一保"栽培模式下双季超级稻的产量形成特征,在江西省南昌以超级早稻金优458和超级晚稻淦鑫688为材料进行3年5季的田间试验,比较了"三高一保"栽培和常规栽培下产量、库容、干物质生产与分配、根系生长及养分吸收特性差异。结果表明,与常规栽培相比,"三高一保"栽培显著提高了双季超级稻产量,早、晚稻产量分别提高了15.1%和18.2%(P0.05);"三高一保"栽培不仅能显著增加双季超级稻的颖花量和库容量,而且能提高全生育期的LAI、生育后期叶片净光合速率,增加干物质生产量,同时提高茎鞘输出率,增加穗部干物质分配的比重。"三高一保"栽培促进根系生长,提高全生育期根系干物质量和根系活力,增加养分吸收量。由此可见,双季超级稻"三高一保"栽培可以扩库增源促流、促进根系生长和养分吸收,这是其增产的重要生理基础。     

不同参数取值范围下CROPGRO-cotton模型全局敏感性和不确定性分析

在对新作物模拟的过程中，需要对品种参数重新进行率定，但是很多参数难以测量和校正，所以需要确定参数的取值范围。目前，参数的取值范围大部分通过2种方式得到：(1)实测数据和前人文献；(2)参数初始默认值的某个百分比上下变动。前者因为很多实测数据和率定后的参数未公布，所以选择后者确定参数取值范围。在5个参数取值范围(10%、20%、30%、40%、50%)下，通过Simlab软件，采取扩展傅里叶幅度敏感性检验(EFAST)法，对不同参数取值范围的输出变量进行敏感性和不确定性分析可知，30%的参数取值范围能很好地模拟作物生长。敏感性分析与不确定性分析标明其输出变量成熟期(MDAP)、产量(HWAM)、生物量(CWAM)的一致性检验系数(TDCC)分别为0.86、0.9、0.88,P值(显著性分析)均小于0.05,具有显著一致性，开花期(ADAP)的TDCC较小，为0.66,这因为只有参数EM-FL为敏感性参数，其余参数均不敏感。模型的输出结果中ADAP、MDAP、HWAM的实测值均处于95%置信区间内，CWAM略差。本研究可帮助CROPGRO-cotton模型在南疆地区的应用提升模拟精度和模拟...     

早恢R458的选育与应用

早恢R458是江西省农业科学院水稻研究所以桂朝13号为父本,IR58为母本杂交,经过多代定向选育而成的籼型三系早稻恢复系,具有恢复力强、配合力高、千粒重大、品质优、制种产量高等特点;2009年5月通过省技术鉴定;2009年7月获植物新品种保护权.利用该恢复系所配组合通过省审或国审,江Ⅱ优赣17号(江农早IIA/R458)1999年通过江西品种审定,金优458(金23A/R458)2003年3月通过江西品种审定、2008年8月通过国家品种审定、2009年被农业部认定为超级稻,优1458(优IA/R458)2005年11月通过江西品种审定.R458系列组合推广产生了巨大的经济效益和社会效益.     

冬季覆盖作物秸秆还田对水稻植株养分积累与转运的影响

为明确双季稻区不同冬季覆盖作物秸秆还田对后茬水稻植株干物质和养分积累与分配的影响,选择不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式为研究对象,采取田间小区定位试验,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),开展了黑麦草-双季稻(Ry-R-R)、紫云英-双季稻(Mv-R-R)、油菜-双季稻(Ra-R-R)和马铃薯-双季稻(Po-R-R)种植模式下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对后茬水稻各部位干物质和氮、磷、钾积累与分配影响的研究。结果表明：早稻成熟期,Po-R-R处理茎、叶物质贡献率均高于其他处理;晚稻成熟期,Ra-R-R处理的茎、叶物质转运率和物质贡献率均高于其他处理。早稻成熟期,Mv-R-R处理水稻植株穗和地上部分的氮素和磷素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）;各秸秆还田处理水稻植株茎和地上部分的钾素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）。晚稻成熟期,Po-R-R处理叶、穗和地上部分的氮素和磷素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）。Mv-R-R处理穗和地上部分的钾素积累量均显著高于Ry-R-R、Ra-R-R和CK处理（P<0.05）。总的来说,各冬季覆盖作物秸秆还田措施均促进了水稻各部位干物质积累和转运;其中以紫云英秸秆还田处理有利于水稻群体养分的积累与转运。