溫室盆栽一品紅生長(zhǎng)發(fā)育模擬模型的研究.pdf

1、作物模型是輔助溫室作物生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)化調(diào)控和栽培管理的有力工具。一品紅(Euphorbia pulcherrima Willd.)是世界主要溫室盆栽花卉之一，也是我國(guó)深受大眾喜愛(ài)的中高檔年宵花卉。因此建立溫室盆栽一品紅生長(zhǎng)發(fā)育模擬模型對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)溫室盆栽一品紅生產(chǎn)與環(huán)境調(diào)控的優(yōu)化管理、提高溫室盆栽一品紅生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。本研究于2007-2008年間，在江蘇省南京市(E118.83°，N31.04°)蔬菜花卉研究所Venlo型現(xiàn)代化

2、自控溫室中進(jìn)行了不同定植期和不同密度的試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析，以溫室盆栽一品紅的發(fā)育生理生態(tài)過(guò)程為基礎(chǔ)，以生理輻熱積(Physiological product of thermal effectiveness and PAR, PTEP)為尺度，建立了溫室盆栽一品紅生育期模擬子模型；以冠層吸收的生理輻熱積(Canopy intercepted PTEP, PTEPin)為尺度，建立了溫室盆栽一品紅干物質(zhì)生產(chǎn)和分配模擬子模型；綜

3、合生育期模擬子模型與干物質(zhì)生產(chǎn)和分配模擬子模型，建立了溫室盆栽一品紅生長(zhǎng)發(fā)育模擬模型。用獨(dú)立的試驗(yàn)資料對(duì)模型進(jìn)行了檢驗(yàn)，并將本研究建立的模型與基于積溫(GDD)的作物發(fā)育模型和光合作用驅(qū)動(dòng)的作物生長(zhǎng)模型進(jìn)行了比較分析。具體研究結(jié)果如下：
　　 (1)在生育期模擬子模型中，根據(jù)溫度、輻射和日長(zhǎng)對(duì)一品紅發(fā)育的影響，構(gòu)建了以生理輻熱積為尺度的一品紅生育期模擬子模型。利用不同定植期的試驗(yàn)資料確定了溫室盆栽一品紅完成各生育階段所需的生理輻

4、熱積，并用獨(dú)立的試驗(yàn)資料對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，一品紅從定植到開(kāi)花所需累積的生理輻熱積65.1MJ.m-2，從摘心到短日處理、短日處理到單苞、單苞到單蕾、單蕾到多蕾、多蕾到開(kāi)花5個(gè)生育階段所需的生理輻熱積分別為38.9、7.3、3.3、3.2、12.4MJ.m-2。模型對(duì)從摘心日期到達(dá)各個(gè)生育時(shí)期的天數(shù)的預(yù)測(cè)值與觀測(cè)值基于1:1線的決定系數(shù)為0.99，從摘心到短日處理、單苞、單蕾、多蕾和開(kāi)花期的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤差RMS

5、E分別為0.7、3、3.5、0.7和2d，預(yù)測(cè)精度明顯高于以有效積溫為尺度的發(fā)育模型(RMSE分別為8、4.5、3.8、2.8和7.2d)。
　　 (2)在干物質(zhì)生產(chǎn)和分配模擬子模型中，根據(jù)溫度、輻射和日長(zhǎng)對(duì)一品紅生長(zhǎng)的影響，構(gòu)建了以冠層吸收生理輻熱積為尺度的一品紅干物質(zhì)生產(chǎn)與分配模型。冠層吸收生理輻熱積法的計(jì)算方法如下：
　　 PTEPint(i)=(（∑RTE(i,j))/24)×PARint(i)×RPE
　

6、　 RTE(i,j)為i天內(nèi)第j(j=1～24)小時(shí)的相對(duì)熱效應(yīng)，RPE為相對(duì)光周期效應(yīng)，PARint(i)為第i天冠層吸收的光合有效輻射(μmol.s－1.m-2)，計(jì)算方法如下：
　　 PARint(i)=PAR(i)×(1-exp(-k×LAI(i-1))
　　 式中PAR(i)為第i天冠層上方的光合有效輻射（μmo1·s-1.m－2）；k為冠層消光系數(shù)，；LAI(i-1)為一品紅定植后第i-1天的葉面積指數(shù)，定

7、義LAI(0)為定植時(shí)一品紅的葉面積指數(shù)，是模型的輸入?yún)?shù)，根據(jù)試驗(yàn)二的觀測(cè)數(shù)據(jù)，16.0株·m-2，11.1株·m-2，8.2株·m－2三個(gè)密度處理的LAI(0)分別取值為0.24，0.15，0.08。利用獨(dú)立試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型檢驗(yàn)，模型對(duì)冠層單位面積總干重、葉干重、莖干重和苞葉干重的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值基于1:1線的R2和RMSE分別為0.98、0.97、0.91和0.95;7.12g·m-2、7.49g.m-2、3.89g.m-2和2.48

8、g.m-2。模型對(duì)一品紅單位面積總干重的預(yù)測(cè)精度明顯高于以比葉面積法為輸入的光合作用驅(qū)動(dòng)的生長(zhǎng)模型，R2和RMSE分別為0.77和35.06g.m-2，預(yù)測(cè)精度與以PTEPint為指標(biāo)預(yù)測(cè)的葉面積指數(shù)為輸入?yún)?shù)的光合作用驅(qū)動(dòng)生長(zhǎng)模型相似，R2和RMSE分別為0.95和9.27g.m-2。
　　 本研究建立的模型能夠較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)不同擺放密度和不同時(shí)期定植的溫室盆栽一品紅各生育期出現(xiàn)時(shí)間、干物質(zhì)生產(chǎn)和各個(gè)器官干重的動(dòng)態(tài)，模型的預(yù)測(cè)精