冬小麦生长适宜动态指标的知识模型

 在分析和提炼小麦栽培理论与技术最新研究资料的基础上 ,通过定量描述冬小麦生长发育动态与品种类型、生态环境和生产技术水平之间的动态关系 ,以基于生理发育时间的动态生长度日为主线 ,建立了系统化和广适性的冬小麦生长适宜动态指标的知识模型 ,可为不同环境条件和冬小麦品种栽培过程中的苗情诊断提供定量化的动态生长指标 ,包括主茎叶龄、叶面积指数、群体茎蘖数和干物质积累量等。利用不同地点的常年每日气象资料以及不同品种类型、不同产量目标和不同播期资料对所建知识模型进行了实例分析 ,表明知识模型对冬小麦生长适宜动态指标具有     

杂交晚稻生产潜力的动态模拟与优化群体数量指标研究

本文介绍的ＨＤＲＩＣＥ模型由水稻形态发育、干物质积累和分配、ＣＯ２同化、叶面积和分蘖动态等模块组成．模型充分考虑光温等气象因子对水稻发育速率、光合和呼吸速率等生理生态过程的综合效应，能较好地模拟杂交晚稻在一定气候条件下的发育动态和潜在产量．模型还用于优化协优４６品种在金华地区移栽期、苗龄和基本苗的组合以及为取得潜在产量所必须的茎蘖、叶面积发育动态，粒／叶（ｃｍ２）比库源关系等群体数量指标     

水稻叶片几何参数的模拟分析

【目的】在生长模型输出的基础上，构建预测水稻叶片几何参数的动态模型，以便更准确地实现水稻的虚拟生长。【方法】在试验观测的基础上，分析了不同品种类型水稻分蘖与主茎同伸叶片叶长之间以及叶长与叶宽之间的定量关系，进一步耦合水稻叶龄、叶面积和茎蘖数模拟模型，进行水稻叶片几何参数变化的动态模型构建。【结果】不同品种类型水稻分蘖与主茎同伸叶片的叶长比随分蘖叶序呈二次曲线变化，叶长与叶宽的关系可用幂指数函数描述。运用独立实测资料对模型进行的初步检验显示，本模型可较好地模拟不同生长条件下水稻不同叶位叶片的几何参数。【结论】本研究构建的水稻叶片几何参数分析模型较好地体现了器官几何参数受生态环境、品种类型和栽培措施影响的形态生理规律，为水稻虚拟生长提供了可靠和普适的叶片几何特征确定方法。     

冬油菜适宜绿色面积指数动态设计的知识模型

在分析和提炼油菜栽培理论与技术研究资料的基础上，通过定量描述冬油菜绿色面积指数动态与品种类型、生态环境和生产技术水平之间的动态关系，运用系统工程与动态建模的方法，以基于生理发育时间的动态生长度日为主线，建立了系统化和广适性的冬油菜适宜绿色面积指数动态设计的知识模型，它包括群体叶面积指数动态和角果面积指数动态。利用不同生态点的常年逐日气象资料以及不同品种类型、不同产量目标资料对所建知识模型进行了实例分析，结果表明知识模型对不同条件下冬油菜适宜绿色面积指数的设计具有较好的可靠性和适用性。     

杂交晚稻生产潜力的动态模拟与优化群体数量指标研究

本介绍的ＨＤＲＩＣＥ模型由水稻形态发育、干物质积累和分配、ＣＯ２同化、叶面积和分蘖动态等模块组成。模拟充分考虑光温等气象因子对水稻发育速率、光合和呼吸速率等生理生态过程的综合效应，能较好地模拟杂交晚稻在一定气候条件下的发育动态和潜在产量。模型还用于优化协优４６品种在金华地区移栽期、苗龄和基本苗的组合以及为取得潜在产量所必须的茎蘖、叶面积发育动态，粒／叶（ｃｍ＾２）比库源关系等群体数量指标。     

冬油菜适宜绿色面积指数动态设计的知识模型

在分析和提炼油菜栽培理论与技术研究资料的基础上,通过定量描述冬油菜绿色面积指数动态与品种类型、生态环境和生产技术水平之间的动态关系,运用系统工程与动态建模的方法,以基于生理发育时间的动态生长度日为主线,建立了系统化和广适性的冬油菜适宜绿色面积指数动态设计的知识模型,它包括群体叶面积指数动态和角果面积指数动态.利用不同生态点的常年逐日气象资料以及不同品种类型、不同产量目标资料对所建知识模型进行了实例分析,结果表明知识模型对不同条件下冬油菜适宜绿色面积指数的设计具有较好的可靠性和适用性.     

淮北小麦的群体指标及调控技术 Ⅱ.小麦群体的形态指标

在高产条件下,小麦群体指标因栽培条件的不同而有较大变幅。播期、密度、肥料是这些变幅的主要可控因子。高产田冬前的群体茎蘖动态可用有效积温和基本苗进行描述。分蘖高峰出现期及峰值的高低与最高叶面积指数及出现期,是衡量群体数量和素质的重要指标。开花期地上部干物重既是高产的物质基础,又可作为衡量群体数量的重要指标。提高开花后的干物质积累最是实现高产稳产的有效途径。亩产500千克小麦,开花后的干物质积累量必须达450千克/亩以上。     

移栽基本苗对水稻群体性状及产量的影响

以水稻品种盐丰47为材料,采用小区对比方法,探讨了移栽基本苗对水稻群体性状、产量及净光合速率的影响.结果表明,水稻齐穗期叶面积指数、干物质积累量及成熟期收获穗数与移栽基本苗数呈正相关;齐穗期高效叶面积率、剑叶的净光合速率及齐穗后干物质积累量占籽粒产量的百分比与移栽基本苗数呈负相关;单位面积颖花量、成熟期干物质积累量、产量与移栽基本苗数呈多元相关.滨海盐碱稻区盐丰47的适宜移栽基本苗为80.81×104/hm2,可获得9.05 t/hm2的产量.     

春小麦植株干物质积累、分配和调节的研究——第1报 干物质积累、分配及其与产量的关系

春小麦植株干物质的积累动态,在不同年份、品种和栽培条件下趋势相同。积累强度以拔节至灌浆盛期为最大。这一过程出现早晚与品种主茎总叶数密切相关。干物质积累动态,全株、主茎、穗、茎秆和分蘖,均呈S型曲线,可用(?)=K/(1+ae~(bx))或(?)=K/(1+e~((?)-bx))表达。叶片、叶鞘和全叶干物质积累动态呈抛物线,符合(?)=a+bx+cx~2方程。叶干物质积累与叶面积系数和单株(或主茎)叶面积显著相关。统计分析表明,Y_B、Y_V、Y_G和HI之间存在相关,但关系复杂。     

小麦栽培管理知识模型系统的设计与实现

在总结、归纳和提炼小麦栽培理论与技术的研究成果和知识积累的基础上，运用系统学方法和结构化途径，建立了具有时空适应性的小麦栽培管理动态知识模型系统，用于确定不同环境条件和生产系统下的小麦生育特征及栽培管理技术方案，系统包括：产量水平与产量结构、主要品质指标、品种类型、播种期、基本苗、播种量、适宜生育期；主要生育期的茎蘖数、叶龄、叶面积指数、生物量等动态指标；有效叶面积率、高效叶面积率和粒叶比等源库指标；氮、磷、钾肥料运筹及主要生育期的水分管理等。本系统克服了传统作物栽培模式与专家系统的地域性强和广适性差的不足，从而为实现作物栽培管理的定量化和信息化奠定了基础。     

水稻褐飞虱种群动态模拟模型及其有效性检验

利用田间系统调查资料和文献报道资料,组建了水稻褐飞虱种群动态模拟模型,该模型采用生理时间、主要成分包括迁入种群的迁入时间、数量和格局;密度、生育阶段、温度、天敌和人为措施对死亡率和生殖力的影响;密度、生育阶段和短翅型比及迁出率的关系.有效性检验表明,该模型模拟的种群时间和数量动态与实际观察动态相似,在对比检验的10组历史资料中,模拟预测的全部主害代高峰期和9组主害代高峰虫量与实测值相符.实测种群动态与模拟种群动态间的差异表明,深入研究秋季低温对生殖力和死亡率的持续影响,研究田间天敌作用的正确评价及水稻生长模型,将有助于理解和预测褐飞虱的种群动态.     

基于过程的小麦株型指标动态模拟

【目的】揭示小麦株型指标变化规律及播种密度对株型指标的影响。【方法】基于不同播种密度和不同株型品种的小麦田间试验,通过连续观测主要生育时期小麦主茎叶型和茎型指标,分析并模拟分层叶面积、叶向值、株高构成指数等株型指标的动态变化规律及播种密度对其的影响。【结果】不同株型品种分层叶面积指数（LAI）均表现为中部>上部>下部的分布特征,并随生育期的推进逐渐向中上部集中,且冠层中上部总是高密度群体LAI较大。所有品种高低密度间株高构成指数（穗下节与倒二节间长度之和与株高的比值,IL）均表现出显著差异,不同株型品种株高构成指数（n节间长与n节间加n-1节间长度之和的比值,In）表现为从下至上先减小后增大的趋势,且上部节间受密度影响较大。较为紧凑的矮抗58叶向值在不同密度下表现平稳,随生育进程略微表现为增大-减小-趋缓的趋势;较为披散的扬麦12号中高密度下随生育进程均表现为平缓-减小-平缓的趋势;扬麦16号则表现为平缓-减小-略微增大的趋势。在分析株型指标变化趋势和课题组已有形态模型的基础上,通过冠层切割和叶面积积分的方法模拟了叶面积指数的分层动态变化,利用组合的形态参数模拟了株高构成指数和叶向值的动态变化,并通过对形态指标的归类分析,构建了综合性株型构成指数,综合体现了叶型和茎型的动态变化。利用独立试验资料对分层叶面积指数、株高构成指数和叶向值的动态变化模型进行了检验,其平均RRMSE分别为17.44%、7.64%和10.66%。【结论】经检验,该模型对上述小麦株型指标具有较好的预测性。     

不同栽培方式下水稻形态发生比较研究

[目的]比较不同栽培方式下水稻(Oryza sativa L.)形态特性,研究不同水稻品种间器官生长和发育特征动态。[方法]通过连续性观察和破坏性取样,获得叶片长度、节间数、株高、分蘖数、叶片角度、叶面积和比叶重等数据,从而比较白稻(籼稻)、金南凤(粳稻)、9325(粳稻)和9915(粳稻)4个水稻品种在江苏南京卫岗大田、卫岗盆栽和江浦大田3种栽培方式下器官形态差异。[结果]每个节位的最大叶长在生长早期逐步上升,后期逐渐下降,可以用方程y=axb和y=ax+b来描述最大叶长和节位的关系;卫岗盆栽水稻的节间数、生长期、叶长和株高比其他2种大田种植的数值小;可以用方程y=ax+b来描述株高与日照时数和有效积温的关系,增加1 cm株高需要19.23℃.d≥10°C积温、8.12 h日照时数;籼稻的株高、分蘖数和叶面积比其他3个粳稻品种多,但比叶重和叶角比其他3个粳稻品种小。[结论]比较水稻品种间形态特征差异,是选择节水耐旱品种的一个重要方面。该研究结果若被整合进一个水稻功能结构模型,即可通过模拟三维空间内水稻器官生长动态为节水耐旱品种选育提供株型参考。     

水稻计算机模拟及应用 Ⅰ.水稻生长及产量形成模拟模型构建

根据作物生理、作物生态、农业气象等学科的基本原理,建立了逐时水稻冠层光合生产动态模拟模型,模型包含辐射、气温２个气象因子和密度、Ｎ肥、播种期３个栽培因子．模拟模型由５个子模型耦合而成,即发育子模型,光合生产和干物质积累子模型,固化物分配和叶面积动态子模型,产量形成子模型和辐射、气温模拟子模型．利用模型对水稻生长的动态过程进行仿真,将模拟值和实测值进行比较,两者拟合程度较好     

四川盆地杂交水稻茎蘖动态及气象模拟模型

利用四川盆地杂交水稻地理分期播种试验资料和有关大田生产观测资料,较为详细地研究了四川盆地杂交水稻本田茎蘖动态特征、区域差异以及不同密、肥和气象条件对茎蘖动态的影响,分别建立了各因素的影响关系模型。在此基础上,依据具有时迟效应的Logistie模型,分别利用温度、日照时数的累积代替Logistic模型的时间变量对其进行改进,再结合栽培因子和气象影响模型构建综合模拟模型。其结果表明综合模拟模型较之单一的时迟效应的Logistic模拟模型具有更高的精度和更强的适应性,可广泛适用于四川盆地杂交水稻生产决策和本田茎蘖动态的调控中,促进杂交水稻的持续高产。为便于应用,还设计了一套杂交水稻茎蘖动态综合模拟预测系统——SCHRSDFS,在生产中应用,收到较显著的社会经济效益。     

GIS支持下的广东省水稻种植生态适宜性评价

利用GIS技术和层次分析法,对广东省水稻种植进行了生态适宜性评价。用特尔菲法和专家咨询法筛选各生态因子评价指标,从气候和地形条件两方面确定9个评价指标,建立了广东省水稻生态适宜性评价指标体系;将层次分析法运用于各指标权重的定量计算,采用地理信息系统软件ArcGIS9.3的叠加分析功能,得到广东省水稻种植生态适宜性评价图。结果表明,广东省南部沿海地区为双季稻最适宜种植区,占全省总面积的42.07%;粤中北内陆地区为双季稻次适宜种植区,占全省总面积的32.42%;粤北山区的大部分为双季稻的基本适宜种植区,占全省总面积的22.86%;粤西北边境山区为双季稻不适宜种植区,占全省总面积的2.65%。获得的评价结果与早期的广东省水稻区划结果基本吻合。     

水稻地上部单位器官物质分配过程的定量模拟

 【目的】定量描述水稻植株地上部单位器官（叶片、叶鞘、节间、稻穗）干物质的动态分配过程,为作物形态建成模拟和可视化表达奠定基础。【方法】通过不同水稻品种和水氮试验中主茎和分蘖单位叶片、茎鞘及穗的干物质与水分及氮素含量的连续观测和定量分析,构建水稻地上部各单位器官干物质分配指数动态模型。【结果】模型采用线性和指数方程描述了叶片、茎鞘及穗单位器官分配指数随GDD的动态变化过程;分别用指数方程及一元二次方程描述了叶片、茎鞘及穗最大单位分配指数随不同叶位、鞘位以及穗位的动态变化过程;另外,以叶片、茎鞘及穗的氮素和水分因子法分别描述了水氮限制对各单位器官干物质分配过程的定量影响。利用独立的水稻田间试验资料对所建模型进行了初步的测试和检验,主茎与分蘖各单位器官干物重的观测值与模拟值的根均方差分别为0.93、0.81及6.8 kg•ha-1。【结论】本模型可较好地模拟不同生长条件下水稻不同茎蘖各单位器官干物质动态的变化过程。     

气候变暖背景下中国南方水稻生长季可利用率变化趋势

【目的】研究1951—2010年中国南方主要熟制水稻生长季可利用率的空间分布特征及演变趋势,为南方稻作区种植制度调整提供理论参考。【方法】基于前人种植制度区划方法将南方稻作区分为16个水稻种植亚区,假设不同稻作制的作物品种搭配不变,采用水稻生育期气象生态模拟方法,利用水稻潜在生长季长度与理论生长季长度的比值,评价气候变化背景下研究区域各亚区水稻生长季可利用率的分布特征及演变趋势。【结果】利用ArcGIS对1951—2010年水稻潜在生长季长度的地理分布函数进行运算,获取了南方稻作区80%保证率水稻潜在生长季长度的10 km×10 km的空间分布数据;数据结果表明,气候变化背景下南方稻作区水稻潜在生长季长度呈先增后减的变化趋势,单季稻种植区水稻潜在生长季长度增幅大于双季稻种植区;研究区不同熟制水稻的理论生长季呈缩短趋势,单季稻种植区缩短天数大于双季稻种植区;水稻潜在生长季的延长和水稻理论生长季的缩短造成了水稻生长季可利用率呈增加趋势。【结论】气候变暖背景下中国南方主要熟制水稻生长季可利用率呈增加趋势,合理安排熟制、提高复种指数是气候变化背景下提高水稻生长季利用率的主要措施。     

水稻群体茎蘖消长模型及群体分类研究

在总结前人关于水稻茎蘖数量研究和群体分类研究的基础上,笔者运用数学微分理论,导出和分析了用于描述水稻群体茎蘖消长全过程的基本动力学模型：（公式见影像原文）依据模型的有关特征参数,对水稻不同群体进行了分类研究,得9类基本群体。模型及群体分类在1994～1995年水稻群体试验中得到了应用。     

中国水稻种植机械化高产农艺研究现状及发展探讨

水稻种植机械化是中国作物机械化生产的难点。论文在回顾中国水稻机械化种植发展概况的基础上,重点总结与阐述水稻3种机械化种植方式下的高产规律与栽培农艺。（1）系统归纳了盘育毯苗机插水稻的生长发育特性,重点阐述了毯苗机插稻的高产形成规律,即以合理的茎蘖动态与LAI动态,提高群体中后期光合物质生产能力;以合理增加生育中期有效与高效生长量,提高抽穗后物质生产积累量与最终生物学产量;以足量穗数与较大穗型协调产出足够的群体总颖花量,并保持通常的结实率与粒重。同时介绍了相配套的高产栽培农艺：①培育标准化壮秧,提供构建高产群体起点的生物基础;②机械精确栽插,形成高质量群体起点;③前期及早促进,在有效分蘖临界叶龄期稍前群体茎蘖数够到高产适宜穗数值;④及早适度搁田,把群体高峰苗控制为适宜穗数值的1.4-1.5倍,为及早重施壮秆促花肥创造条件;⑤主攻中期优化生长,增加有效与高效生长量,以适量壮秆大穗构成高光效群体;⑥强化后期物质生产与积累,提高群体库容充实量。（2）系统介绍了钵苗机插水稻高产栽培具有的诸多优势：利于精确培育大秧龄带土钵壮秧;几乎无植伤地精确机插;可精确实现高产栽培设计的基本苗;利于培育适宜数量的壮秆大穗,改善群体通风透光条件,增强植株抗倒性;源库较协调,群体中后期光合生产能力强,利于稳定高产与创造超高产;同时可充分利用温光资源,利于多熟制周年高产。实施高产栽培的关键农艺为：①精确培育加大秧龄的壮秧;②精确定量机插;③适当重施分蘖肥与促花肥。（3）阐述了机直播稻生长发育特点与产量形成特征,介绍了合理确定机直播稻种植范围、选用相适生育期的抗倒大穗型品种、抢早机械精播、切实加强化学除草与肥水管理等增产增效的农艺措施。同时,进一步分析了中国水稻种植机械化存在的主要问题,紧贴国情,明确提出专业化培育标准化壮秧与机械精确移栽,并配套稳定高产高效农艺,应是中国多数稻区栽培机械化的基本方向,机械化直播可在稻季热量丰裕的部分地区应用。接着,指明了相应的研发重点与关键：①强调把毯苗机插高产栽培列为中国水稻主产区机械化主体方向加以重点研发,认为必须加强研发的重点是：增强毯苗秧龄弹性与秧苗素质;秸秆机械高质量还田整地与精确栽插秧苗;促进大田稳靠早发,培育适量壮秆大穗,增加群体总库容量。②降低机具成本,提高作业效率以及稳定超高产高效农艺的构建,则是水稻钵苗机插栽培研究的重点。③机直播稻高产栽培农艺发展应重点研究以高效的机械作业提高前茬秸秆还田质量与整地质量,提高机械精确播种质量与全苗早发的技术。文章最后还强调各水稻主产区,应据本区特点切实搞好当地主体机械化种植方式高产栽培全程机械化模式的技术集成与示范推广。