基于發(fā)育指數(shù)的設(shè)施番茄生長(zhǎng)發(fā)育模擬模型研究.pdf

1、設(shè)施作物生長(zhǎng)模型是以設(shè)施作物的定量化研究為基礎(chǔ)的，只有明確作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的規(guī)律性與生理生態(tài)機(jī)理及數(shù)理表達(dá)，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)施作物生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)模擬。
　　 本研究選擇供應(yīng)量大、有廣闊市場(chǎng)前景的主要設(shè)施蔬菜品種--番茄為對(duì)象，以設(shè)施栽培試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)作物生理生態(tài)學(xué)理論和設(shè)施番茄生長(zhǎng)的機(jī)理，分別建立了設(shè)施番茄發(fā)育期、葉齡動(dòng)態(tài)、群體動(dòng)態(tài)、果實(shí)發(fā)育以及產(chǎn)量預(yù)測(cè)等模擬模型。
　　 1.依據(jù)番茄生理學(xué)及“發(fā)育生理日數(shù)恒定”原理，以設(shè)

2、施大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)為模型變量，建立了設(shè)施番茄發(fā)育期和葉齡動(dòng)態(tài)模擬模型。發(fā)育期模型描述了大棚溫度、日照長(zhǎng)度等環(huán)境因子對(duì)番茄發(fā)育速度的影響，模型檢驗(yàn)結(jié)果表明：所建發(fā)育期模型模擬的各發(fā)育階段(出苗-定植、定植-現(xiàn)蕾、現(xiàn)蕾-坐果、坐果-成熟)模擬值與觀測(cè)值之間的根均方差(RMSE)和平均絕對(duì)誤差(ADe)分別為2.65 d和3 d、1.51 d和1 d、1.18 d和1 d、1.21 d和1 d；模擬全發(fā)育期時(shí)，RMSE值和ADe值分別為3.7

3、4 d和3 d，明顯優(yōu)于有效積溫模擬模型的預(yù)測(cè)精度；利用葉齡動(dòng)態(tài)模型模擬葉齡數(shù)時(shí)，RMSE值和ADe值都小于0.5片葉。說(shuō)明本文所建模型可用于預(yù)測(cè)番茄的發(fā)育期和葉齡，并且具有較好適用性和可靠性，可為設(shè)施番茄生長(zhǎng)模型的研究應(yīng)用及數(shù)字化管理方式提供依據(jù)。
　　 2.根據(jù)設(shè)施番茄作物的生長(zhǎng)特性，構(gòu)建了基于發(fā)育指數(shù)的設(shè)施番茄葉面積指數(shù)和產(chǎn)量的模擬模型，并利用不同品種、茬口、氮素試驗(yàn)資料對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)：葉面積指數(shù)的模擬值與實(shí)測(cè)值之間的相關(guān)

4、系數(shù)(r)、RMSE和ADe分別為N1:0.9572(r0.01(15)=0.721)、0.0297(m2·m-2)和0.0223(m2·m-2)，N2:0.9693(r0.01(15)=0.721)、0.0173(m2·m-2)和0.0221(m2·m-2)，N3:0.995(r0.01(15)=0.721)、0.0282(m2·m-2)和0.0552(m2·m-2)；設(shè)施番茄產(chǎn)量的模擬值與實(shí)測(cè)值之間的r、RMSE和ADe分別為N1:

5、0.801(r0.01(21)=0.526)、78.33(g·plant-1)和85.93(g.plant-1)，N2:0.734(r0.01(21)=0.526)、85.93(g·plant-1)和58.28(g·plant-1)，N3:0.863(r0.01(21)=0.526)、76.97(g·plant-1)和53.75(g·plant-1)。本研究所建模型，其預(yù)測(cè)精度較高、功能全面，參數(shù)易獲取，具有較強(qiáng)實(shí)用性，可用于設(shè)施番茄葉

6、面積和產(chǎn)量預(yù)測(cè)。
　　 3.通過(guò)不同播期、品種及茬口試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建了果實(shí)生長(zhǎng)和果實(shí)干物質(zhì)機(jī)理性模型以及鮮重與果實(shí)橫、縱徑的經(jīng)驗(yàn)性模型，并利用以上模型預(yù)測(cè)了番茄產(chǎn)量。結(jié)果表明，當(dāng)利用干物質(zhì)機(jī)理性模型模擬番茄產(chǎn)量時(shí)，模擬值與實(shí)測(cè)值的r、RMSE和ADe分別為：0.989、24.21(g·plant-1)和20.39(g·plant-1)；當(dāng)用果實(shí)橫徑經(jīng)驗(yàn)性模型模擬番茄產(chǎn)量時(shí)，r、RMSE和ADe分別是：0.979、30.36(g

7、·plant-1)和23.72(g·plant-1)；當(dāng)用果實(shí)縱徑經(jīng)驗(yàn)性模型模擬番茄產(chǎn)量時(shí)，r、RMSE和ADe分別是：0.975、34.45(g·plant-1)和30.69(g·plant-1)。RMSE和ADe的值都小于40(g·plant-1)，對(duì)番茄產(chǎn)量的預(yù)測(cè)效果均較好。其中利用果實(shí)橫、縱徑的經(jīng)驗(yàn)性模型預(yù)測(cè)番茄產(chǎn)量，具有參數(shù)少，不破壞果實(shí)活體、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以為設(shè)施番茄生產(chǎn)提供理論依據(jù)和決策支持。
　　 本文所建設(shè)