水稻生长日历模拟模型及其应用的研究——Ⅰ.“源活性”子模型——水稻干物质生产、消耗、分配与积累的模拟

“源活性”模型是水稻生长日历模拟模型 RICAM 的一个子模型,描述水稻生长发育过程中光合产物的供应能力,即源活性的大小,包括光合产物的生产、消耗、分配与积累以及叶面积增长等过程.     

水稻生长日历模拟模型与调控运行决策系统研究简报

水稻生长日历模拟模型(RICAM)由“多息回归模型库”、“生长发育”和“物质生产能力”3个子模型组成,大体上能反映品种的库源关系。模拟参数变化对生长发育的影响.以及预测品种的产量潜力.以此模型为基础,已研制成适用性和可操作性较强的水稻生产调控运行决策系统,为我国现有条件下的基层农业推广单位设计水稻生产调控决策系统提供了应用基础理论和技术,并为今后水稻生产形成规模经济后,发展为高级的决策支持系统提供了初步基础.     

水稻生长日历模拟模型及其应用的研究——Ⅱ.水稻产量因子形成和发育年龄增长的模拟

本文介绍了水稻生长日历模拟模型 RICAM 的两个子模型:库容量子模型和发育年龄子模型.前者描述光合产物的容纳能力,牵涉到穗、粒数的多少和结实率的高低,即产量因子的形成;后者量化水稻生理年龄随时间不断增大的过程,牵涉到发育阶段、叶龄与叶龄指数,以及它们与器官建成间的关系.     

水稻叶龄模型在形态建成模拟中的应用

阐述了叶龄模型在水稻形态建成模拟中的应用,结果表明,用叶龄模型预测水稻播种至抽穗期的生育进程,与观察值吻合较好,根据叶龄与根,蘖,穗等器官的同伸关系,用叶龄模型预测各器官的发育进程,可用以编制水稻生长日历,预测当年水稻生长发育进程和器官形成进程,为高产栽培的调控决策提供指导。     

水稻大田生长动力模拟模型的研究

根据农业气象学和植物生理学的基本原理，利用大田实测资料，通过计算机模拟，建立了一个适合双季水稻大田生产的动力模拟模型。利用模拟模型，对江西双季水稻大田干物质生长及早稻各器官干物质生长进行了动态模拟，模拟效果较好     

水稻叶龄动态的模拟及应用

对４个水稻品种插秧至抽穗期的出叶动态进行了模拟，结果表明，各品种模拟值与实际观察值吻合较好。根据叶龄与根、蘖、穗等器官的同伸关系，用叶龄模型预测各器官的发育进程，可用以编制水稻生长日历，同时提供相应的促、控措施，使水稻品种的高产潜力得到充分发挥。     

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     

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。     

水稻生长日历模拟模型研究综合报告

作物生长模拟模型是60年代以来作物科学中应用计算机后的一个新的研究领域。我国在70年代末才起步研究。它引入作物生理机理与农艺调控机制,在计算机上实现综合的、动态的数量分析,可预测作物生育进程和产量潜力,制订优化农艺方案和应变决策,以及在作物育种中的理想株型的模拟。作物模拟研究经过二十多年的努力,已从理论研究进入生产应用,它具有广阔前景的潜在价值,已显现在广袤的田野的地平线上。     

基于三维动态生长模型的水稻根系模拟

以水稻‘淦鑫688’‘两优培九’‘金优463’‘陆两优996’为试材,利用根箱栽培试验研究水稻不同生长时期根系的形态结构和分布与生理生态因子之间的相互关系;统计分析水稻根系的形态参数,量化其生物学意义和结构特征,基于水稻根系拓扑结构,提出了一种融合发根时间、发根位置、生长速率和生长方向的水稻根系三维动态生长模型。对模型模拟值与观测值进行相关性分析,纳什效率系数为0.811~0.899,均方根误差为0.121~0.135,平均偏差为0.125~0.137,表明模型的准确度较高。以水稻根系三维动态生长模型作为算法基础,利用Visual C++开发工具和OpenGL开放图形库构建了实现水稻根系三维生长可视化仿真系统。对水稻根系的不定根、一级枝根、二级枝根和三级枝根的拟合度和误差进行分析,结果显示,其平均模拟拟合度分别可达到89.36%、90.12%、90.86%和91.75%。     

水稻生长模型发展及应用

水稻是我国主要的粮食作物,关系到民生和粮食安全问题。作物模型可在全球范围内帮助理解、预测、调控作物生长及其对环境的影响,是作物研究的重要工具。本文研究以水稻模型为例,重点介绍CERES-Rice、ORYZA2000、WOFOS、EPIC,讨论了各水稻模型的特点、功能、研究应用情况,展望了水稻生长模型的发展方向。     

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。     

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。     

水稻生长模型发展及应用研究综述

作物生长模型的研究和应用有利于科研成果的综合集成、作物种植管理决策的现代化和辅助国家决策,是作物研究中的重要工具。我国是世界上最大的水稻生产国,稻谷的产量关系到国家的粮食安全。该研究以水稻模型为例,选取CERES-Rice、ORYZA2000、YIELD、RCSODS水稻模型,讨论了各水稻模型的特点,通过对各模型的比较,论述了它们在实践中的发展和应用情况,展望了水稻生长模型的发展方向。     

作物生长模拟模型及其在设施园艺生产中的应用

介绍了作物生长模拟模型在国内外的发展现状和应用效果,以及作物生长模拟模型在设施园艺中的应用现状;分析了建立园艺作物生长模拟模型的可行性、必要性;提出了建立园艺作物生长模型的策略,并对作物生长模拟模型在设施园艺中的应用前景进行了展望.     

有关水稻生育期生长模拟综述

介绍用于模拟预测水稻生育期的方法,包括仅考虑温度线性作用的活动积温法、有效积温法,体现温度非线性作用的当量积温法、非参数法、沈国权模型、殷新佑模型,综合考虑温光共同作用的纬度海拔播期拟合法、生理发育时间法、生物时间气象尺度、钟模型,及ORYZA2000、CERES-RICE、RCSODS、RICEGROW等综合性的水稻生长模拟系统。分析各方法的优点和局限性,并结合目前生产、研究实际提出水稻生育期模拟预测的发展趋势。     

水稻叶片生长动态模型的建立与应用

在同一区域内,对某一水稻亲本材料进行多点观察,应用皮尔生长曲线对叶片生长动态进行拟合,建立水稻展开叶生长模型。依据模型计算出水稻父(母)本的生长日数、两生育时期的期距,以此预测水稻花期,确定相应的技术措施。     

水稻籽粒蛋白质积累的模拟模型研究

 【目的】蛋白质含量是稻米的重要品质指标。通过解析和综合水稻植株氮素积累和转运的动态规律及其与环境因子和基因型的定量关系，构建一个基于氮流生理过程的水稻籽粒蛋白质形成模拟模型，以期为水稻生产中籽粒蛋白质指标的动态预测和管理决策提供量化工具。【方法】以田间试验资料为基础，结合已有水稻生长模型，采用生理发育时间作为定量生育进程的尺度，通过解析和综合水稻植株氮素积累和转运动态的基本规律及其与环境因子和基因型的定量关系，构建花前植株氮素吸收与积累、花后氮素吸收与转运及籽粒蛋白质形成过程的模拟模型。【结果】利用不同年份、不同生态点、不同品种类型和不同肥水条件下的大田试验资料对籽粒蛋白质形成模型进行了检验，籽粒蛋白质含量模拟值与观测值之间的决定系数大于0.84，根均方差（RMSE）小于0.26%。表明模型具有较好的通用性和可靠性，可以较准确地预测不同条件下的水稻籽粒蛋白质含量与蛋白质产量。【结论】基于植株氮素积累和转运的生理生态过程，以生理发育时间为主线，建立了较为简化的水稻籽粒蛋白质积累动态的模拟模型，模型的研究不仅为定量预测不同生态与肥水条件下不同水稻品种籽粒蛋白质含量与蛋白质产量的动态变化奠定了基础，而且是对国内外现有水稻生长与产量模拟模型的发展和完善。     

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。