水稻三維形態(tài)生長模型構(gòu)建的初步研究.pdf

1、近年來，植物模型的研究得到了迅猛的發(fā)展。本研究基于水稻生長發(fā)育規(guī)律，通過連續(xù)觀測水稻地上部各器官的形態(tài)特征，綜合研究了水稻生長發(fā)育的過程，結(jié)合植株相關(guān)生理過程，在GroIMP建模平臺上初步構(gòu)建了水稻三維形態(tài)生長模型。
　　 本研究在試驗(yàn)觀測的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了水稻植株的生長發(fā)育和形態(tài)結(jié)構(gòu)變化規(guī)律。采用S型曲線模擬了葉片的葉長和葉寬之間的關(guān)系;通過測量葉片與葉鞘之間的角度，分析了主莖和分蘗上的切角變化以及切角和張角之間的關(guān)系，結(jié)合

2、葉片長度提出模擬葉片中脈曲線的方法;采用一元二次方程描述了葉片葉面積和葉長之間的變化規(guī)律，并分析了主莖上葉片的SPAD值變化;對于葉鞘和節(jié)間的形態(tài)模擬，分別應(yīng)用一元二次方程和指數(shù)函數(shù)模擬葉鞘和節(jié)間長與葉位間的變化規(guī)律。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，采用冪函數(shù)模擬水稻葉面積和積累的生物量之間的關(guān)系;分析了主莖各葉片比葉面積在葉位間的差異，結(jié)果顯示比葉面積和葉位呈一元二次方程的關(guān)系。此外用S型曲線模擬了水稻植株在整個(gè)生長過程中的生物量積累過程。
　　

3、 本研究依據(jù)上述水稻形態(tài)模擬模型，同時(shí)構(gòu)建了水稻的光合模型和源庫模型，以Thornley光合模型模擬了水稻葉片的光合作用過程;源庫模型中采用β函數(shù)方程計(jì)算植株各器官的庫強(qiáng)，根據(jù)各時(shí)期器官庫強(qiáng)的大小將光合作用獲得的光合產(chǎn)物進(jìn)行同化物的分配，調(diào)節(jié)植物的生長。利用GroIMP建模平臺初步建立了水稻功能結(jié)構(gòu)模型。模型基于RGG(Relative Growth Grammar)圖形文法和拓展L系統(tǒng)(XL)建模語言，并兼容Java語言。模型中包含