水分對(duì)切花百合生長和外觀品質(zhì)影響的預(yù)測模型研究.pdf

1、水分是影響觀賞植物生長和外觀品質(zhì)形成的重要因子之一。為定量研究水分對(duì)切花百合生長和外觀品質(zhì)的影響，本研究以切花百合‘索邦’（Lilium‘Sorbonne’）為試驗(yàn)材料，于2009年3月～2010年1月在南京市農(nóng)科所花卉溫室內(nèi)進(jìn)行了不同定植期(2009.3.26、2009.4.26、2009.9.27)和不同水分處理（-4～-10kPa、-10～-15kPa、-15～-25kPa、-25～-40kPa）的栽培試驗(yàn)，以基于光溫(Plant

2、 based photo-thermal index，PTI)的溫室花卉生長和外觀品質(zhì)預(yù)測模型為基礎(chǔ)，利用水分處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料，定量分析了基質(zhì)水勢對(duì)切花百合各生長指標(biāo)（葉面積指數(shù)、葉片最大總光合效率、干物質(zhì)生產(chǎn)和分配）和各外觀品質(zhì)指標(biāo)（株高、展葉數(shù)、花苞長和花苞直徑）以及出花率動(dòng)態(tài)的影響，建立了基質(zhì)水勢對(duì)切花百合生長和外觀品質(zhì)及出花率影響的預(yù)測模型，并用與建立模型相獨(dú)立的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果表明，本研究建立的模型對(duì)切花百合各生長

3、指標(biāo)、外觀品質(zhì)指標(biāo)以及出花率的預(yù)測效果均較好，模型可以為切花百合生產(chǎn)中水分的精確與優(yōu)化管理提供理論依據(jù)和決策支持。具體研究結(jié)果如下:
　　 (1)通過水分對(duì)切花百合生長和外觀品質(zhì)指標(biāo)影響的研究，切花百合生長指標(biāo)和外觀品質(zhì)指標(biāo)隨著基質(zhì)水勢的升高而增加，達(dá)到-15 kPa時(shí)，切花百合各生長和外觀品質(zhì)指標(biāo)趨于穩(wěn)定，所以本試驗(yàn)確定-15 kPa為切花百合生產(chǎn)的臨界水勢。
　　 (2)水分對(duì)葉面積指數(shù)影響的模擬預(yù)測。水分處理試驗(yàn)結(jié)

4、果表明，最大葉長（Lmax）、葉面積指數(shù)增加速率（rLAI）、葉面積指數(shù)（LAI）隨著基質(zhì)水勢的升高而增加，當(dāng)基質(zhì)水勢達(dá)到-15 kPa時(shí)，趨于穩(wěn)定;當(dāng)基質(zhì)水勢低于-15 kPa時(shí)，Lmax、rLAI和LAImax則隨著基質(zhì)水勢的降低而呈線性遞減趨勢。用與建立模型相獨(dú)立的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)展葉數(shù)、單葉葉長和LAI預(yù)測，模型對(duì)切花百合展葉數(shù)(N)、單葉葉長（L）和LAI預(yù)測值與實(shí)測值基于1∶1線的決定系數(shù)（r2）值為0.96、0.82和0.97;

5、相對(duì)回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤（rRMSE）值為6.32％、8.78％和7.12％。
　　 (3)水分對(duì)葉片最大總光合速率和干物質(zhì)生產(chǎn)影響的模擬預(yù)測。利用水分處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料，定量分析了水分對(duì)單葉最大總光合速率（Pg，max）和初始光能利用率(ε)的影響。結(jié)果表明，當(dāng)基質(zhì)水勢在-15 kPa以上時(shí)，百合植株的Pg，max和ε趨于穩(wěn)定;當(dāng)基質(zhì)水勢低于-15 kPa時(shí)，則隨著基質(zhì)水勢的降低而呈線性遞減趨勢。用與建立模型相獨(dú)立的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行

6、檢驗(yàn)。結(jié)果表明，模型對(duì)切花百合植株的葉片最大總光合速率（Pg,max）和植株總干重（BIOMASS）的預(yù)測值與實(shí)測值之間基于1∶1線的決定系數(shù)(r2）分別為0.96，0.81，相對(duì)回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤（rRMSE）分別為4.37％,10.54％
　　 (4)水分對(duì)干物質(zhì)分配影響的模擬預(yù)測。利用水分處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料，定量分析了水分對(duì)切花百合地上部（花、莖、葉）和地下部各器官干物質(zhì)分配指數(shù)（鱗莖、莖生根）動(dòng)態(tài)的影響。結(jié)果表明，百合植株花、

7、莖、葉、莖生根的分配指數(shù)（PIF、PIST、PIL，PIR）隨著基質(zhì)水勢的升高而增加，到達(dá)-15 kPa時(shí)不再升高，鱗莖的分配指數(shù)（PIB）隨著基質(zhì)水勢的升高而下降，在-15 kPa是不再下降。各器官花、莖、葉、鱗莖和莖生根的分配指數(shù)增加速率（rPIF、rPIST、rPIL、rPIB、 rPIR）隨著基質(zhì)水勢的升高而上升，達(dá)到-15 kPa時(shí)不再變化。用與建立模型相獨(dú)立的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果表明，模型對(duì)切花百合各器官（花、莖、葉

8、、鱗莖、莖生根）干重（DMF、DMST、DML、DMB、DMR）預(yù)測值與實(shí)測值之間基于1∶1線的決定系數(shù)(r2)分別為0.96、0.95、0.86、0.95、0.85，相對(duì)回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤（rRMSE）分別為19.18％、12.35％、19.42％、12.23％、31.73％。該模型對(duì)在不同水分處理下溫室切花百合干物質(zhì)分配動(dòng)態(tài)的預(yù)測具有較好的解釋性和預(yù)測性。
　　 (5)水分對(duì)外觀品質(zhì)指標(biāo)（株高、展葉數(shù)、花苞長、花苞直徑）的動(dòng)態(tài)影

9、響的模擬預(yù)測。利用水分處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料，定量分析了水分對(duì)切花百合外觀品質(zhì)各指標(biāo)和出花率的影響。結(jié)果表明，基質(zhì)水勢對(duì)切花百合展葉數(shù)(N)的影響，各處理變化不顯著，值為37 leaves·pl-1。當(dāng)基質(zhì)水勢在-15 kPa以上時(shí)，各外觀品質(zhì)指標(biāo)均無明顯差異;當(dāng)基質(zhì)水勢在-15 kPa以下時(shí)，株高、花苞長和花苞直徑外觀指標(biāo)的增長速率（rH、rFL、 rFD）隨著基質(zhì)水勢的下降而呈線性下降趨勢，使得采收時(shí)株高（HH）、花苞長（FL）和花苞直徑

10、（FD）降低，影響了切花品質(zhì)。用與建立模型相獨(dú)立的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果表明，模型對(duì)切花百合HH、N、FL和FD預(yù)測值與實(shí)測值基于1∶1線的決定系數(shù)(r2)值分別為0.97、0.96、0.97、0.89;相對(duì)回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤（rRMSE）值分別為7.54％、6.32％、9.56％、1.15％。
　　 (6)水分對(duì)出花率影響的模擬預(yù)測。不同水分處理采收時(shí)統(tǒng)計(jì)的各級(jí)（A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)、D級(jí)）出花率的結(jié)果表明，A級(jí)和B級(jí)花的出花率

11、（RA、RB）隨著基質(zhì)水勢的升高而增加，當(dāng)基質(zhì)水勢達(dá)到-15 kPa時(shí)，不再增加;C級(jí)、D級(jí)花的出花率(RC、RD)隨之基質(zhì)水勢的升高而降低，達(dá)到-15 kPa是不再降低?；|(zhì)水勢在-15 kPa以下時(shí)，RA、RB占的比例小，而RC、RD占的比例大，導(dǎo)致了切花品質(zhì)的下降;在-15 kPa以上，RA、RB占的比例大，而RC、RD占的比例小，提高了切花的品質(zhì)。用與建立模型的相獨(dú)立的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果表明，模型對(duì)切花百合的RA、RB

12、、RC、RD預(yù)測值與實(shí)測值基于1∶1線的決定系數(shù)(r2)值為0.87;相對(duì)回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤（rRMSE）分別為6.41％。
　　 本研究建立的模型可以根據(jù)定植日期、基質(zhì)水勢和溫室光和有效輻射和溫度信息動(dòng)態(tài)預(yù)測切花百合‘索邦’的生長和外觀品質(zhì)指標(biāo)及出花率。模型綜合考慮了溫度、光照和水分對(duì)切花百合的綜合影響，采用基質(zhì)水勢而不是土壤含水量為水分指標(biāo)，針對(duì)不同類型的土壤或基質(zhì)建立含水量——水勢關(guān)系特征曲線，可以為不同類型土壤或基質(zhì)栽培百合