日光溫室黃瓜生長發(fā)育與冠層光合生產(chǎn)的模擬模型研究.pdf

1、建立日光溫室黃瓜生長模型，用于預(yù)測溫室環(huán)境調(diào)控對(duì)作物生長發(fā)育的影響，為溫室環(huán)境優(yōu)化控制、作物生產(chǎn)智能化管理等方面提供理論依據(jù)。本研究的主要內(nèi)容包括：建立以溫度、光照為主要因子的黃瓜發(fā)育模擬模型；建立植株各個(gè)器官生長的動(dòng)態(tài)模型，同時(shí)量化器官生長及同化物分配之間相互聯(lián)系，建立同化物在各個(gè)器官中的分配模型；在葉面積和株高動(dòng)態(tài)生長模型基礎(chǔ)上，模擬成排種植的黃瓜植株冠層內(nèi)的光照分布，并考慮各個(gè)葉位光合能力的差異，建立葉片和冠層的光合速率模型。

2、 本研究通過對(duì)2004年6個(gè)不同播期日光溫室黃瓜試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理分析，根據(jù)黃瓜生理生態(tài)學(xué)機(jī)理和作物模型的建模原理，采用數(shù)據(jù)擬合的方法，得到了以上模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式和相關(guān)參數(shù)。并對(duì)部分模型進(jìn)行了驗(yàn)證。所取得的結(jié)論和成果如下： 1.以Line-plateau函數(shù)形式作為夜溫和日長對(duì)幼苗發(fā)育的影響函數(shù)。利用日光溫室黃瓜幼苗階段發(fā)育指數(shù)模型在給定的溫度及日照時(shí)數(shù)范圍內(nèi)篩選出幼苗發(fā)育適宜夜溫的上下限以及臨界日長，分別為：Topt1=12℃

3、，Topt2=20℃，臨界日長D1=12h。 2.在穩(wěn)定的溫室環(huán)境條件下利用Richards生長函數(shù)可以準(zhǔn)確模擬植株葉面積和株高的生長變化。同時(shí)結(jié)合匯強(qiáng)理論，將器官匯強(qiáng)用其類型匯強(qiáng)和年齡匯強(qiáng)二者的乘積來表示，建立了植株各器官同化物分配的全局性分配方案，適合于模擬植物結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化情況下的干物質(zhì)分配。 3.將冠層葉面積密度作為空間坐標(biāo)函數(shù)，同時(shí)考慮相臨種植行之間的影響，以株高、葉面積指數(shù)、種植行行寬為輸入量，建立溫室黃瓜冠層

4、內(nèi)太陽輻射傳輸模型。模擬結(jié)果表明：冠層內(nèi)太陽直射光的透光率與冠層內(nèi)測點(diǎn)的位置以及天空中太陽的位置有關(guān)；散射光透光率只與冠層葉面積密度分布有關(guān)。通過模擬值與測定值的比較得出：冠層高度低時(shí)，本模型可以較準(zhǔn)確地模擬黃瓜冠層內(nèi)的太陽輻射。 4.通過雙曲線函數(shù)形式的葉片光合速率模型，推導(dǎo)出兩個(gè)重要的光合作用參數(shù)QE，Pmax。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到不同葉齡黃瓜葉片光合速率的差異，將此差異歸結(jié)為葉齡對(duì)QE，Pmax的影響并用經(jīng)驗(yàn)公式來表示。