江苏省自然科学基金(BK2009307)
- 作品数：10 被引量：216H指数：8
- 相关作者：朱艳曹卫星汤亮朱相成李艳大更多>>
- 相关机构：南京农业大学中国农业科学院中国水稻研究所江西省农业科学院更多>>
- 发文基金：江苏省自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：农业科学更多>>
- 基于过程的小麦株型指标动态模拟被引量：7
- 2012年
- 【目的】揭示小麦株型指标变化规律及播种密度对株型指标的影响。【方法】基于不同播种密度和不同株型品种的小麦田间试验,通过连续观测主要生育时期小麦主茎叶型和茎型指标,分析并模拟分层叶面积、叶向值、株高构成指数等株型指标的动态变化规律及播种密度对其的影响。【结果】不同株型品种分层叶面积指数(LAI)均表现为中部>上部>下部的分布特征,并随生育期的推进逐渐向中上部集中,且冠层中上部总是高密度群体LAI较大。所有品种高低密度间株高构成指数(穗下节与倒二节间长度之和与株高的比值,IL)均表现出显著差异,不同株型品种株高构成指数(n节间长与n节间加n-1节间长度之和的比值,In)表现为从下至上先减小后增大的趋势,且上部节间受密度影响较大。较为紧凑的矮抗58叶向值在不同密度下表现平稳,随生育进程略微表现为增大—减小—趋缓的趋势;较为披散的扬麦12号中高密度下随生育进程均表现为平缓—减小—平缓的趋势;扬麦16号则表现为平缓—减小—略微增大的趋势。在分析株型指标变化趋势和课题组已有形态模型的基础上,通过冠层切割和叶面积积分的方法模拟了叶面积指数的分层动态变化,利用组合的形态参数模拟了株高构成指数和叶向值的动态变化,并通过对形态指标的归类分析,构建了综合性株型构成指数,综合体现了叶型和茎型的动态变化。利用独立试验资料对分层叶面积指数、株高构成指数和叶向值的动态变化模型进行了检验,其平均RRMSE分别为17.44%、7.64%和10.66%。【结论】经检验,该模型对上述小麦株型指标具有较好的预测性。
- 张文宇汤亮姚鑫锋杨月曹卫星朱艳
- 关键词：小麦株型叶向值
- 水稻冠层光分布模拟与应用被引量：10
- 2011年
- 综合已有作物模型的优点,构建了水稻冠层光分布模型,并进一步与原有光合作用和干物质生产模型相耦合,构建了水稻光合生产模型。新模型将水稻冠层按叶面积指数划分为5层,各层次水平面上的太阳辐射强度按Monsi和Saeki的指数模型进行分布;模型利用日照百分率资料推算直接辐射与散射辐射,并考虑了光合有效辐射的日变化、冠层结构和太阳位置对直接辐射消光系数的影响。利用独立的水稻田间试验资料,对主要生育期冠层内的光分布进行了初步验证,结果表明模拟值与观测值之间具有较好的一致性。最后,将基于冠层光分布模型与原有光合生产模型进行了比较,预测水稻干物质积累量的根均方差分别为0.74t/hm2和1.26t/hm2,建立的基于冠层光分布模型的预测性较好。研究结果将为水稻生长模型的改进完善以及生产管理调控与品种数字化设计奠定基础。
- 汤亮李艳大张玉屏朱相成刘小军曹卫星朱艳
- 关键词：水稻光分布光合作用干物质积累
- 不同品种和栽培条件下水稻冠层光合有效辐射传输特征被引量：32
- 2012年
- 【目的】揭示水稻冠层光合有效辐射(PAR)传输特征在不同栽培条件下的变化规律。【方法】以2个不同株型水稻品种为材料,于2009—2010年分别设置不同栽插密度和施氮水平的田间试验,系统测定水稻主要生育时期的冠层结构和PAR传输参数,分析冠层结构和PAR传输参数随生育进程的动态变化规律以及PAR传输参数的日变化规律,并研究入射光散射比例对冠层PAR传输的影响。【结果】栽插密度和施氮量对水稻叶面积指数(LAI)、冠层平均叶倾角和株高有显著影响。冠层PAR透过率、反射率随生育进程先减后增,最小值出现在孕穗至抽穗期;提高施氮量减少了冠层PAR反射率。随生育进程的推进,水稻冠层消光系数(K)逐渐增加,并随栽插密度和施氮量增加而增加,不同条件下的K值随移栽后天数的变化可以用指数递增方程来描述。冠层PAR反射率、截获率和K值的日变化呈向下抛物线状,以正午时刻最小;而PAR透过率则呈相反模式;灌浆期PAR透过率、截获率和K值的日变化幅度明显小于分蘖期和拔节期。消光系数随太阳高度角的变化可以用Doseresp曲线来描述,但受到品种特性和冠层结构的影响。随着入射光散射比例的增加,PAR透过率逐渐减少,K值逐渐增加。【结论】水稻冠层PAR传输特征受栽插密度和施氮量的调控,并存在显著的生育时期变化和日变化规律,同时受入射光散射比例的影响。
- 朱相成汤亮张文宇曹梦莹曹卫星朱艳
- 关键词：水稻光合有效辐射消光系数
- 基于过程的小麦茎鞘夹角动态模拟被引量：8
- 2011年
- 基于不同株型品种和不同密度处理的小麦田间试验,连续观察并记录各处理不同叶位叶鞘与主茎之间的夹角,进一步利用系统分析方法和动态建模技术,构建基于过程的小麦叶片茎鞘夹角的动态模拟模型.结果表明:小麦茎鞘夹角随叶片生育进程不断加大,并随密度的增大而减小;从第2叶开始,最大茎鞘夹角随叶位的增加而减小.所建模型利用Logistic方程描述叶片茎鞘夹角随生育进程的动态变化过程,使用分段函数描述最大茎鞘夹角随叶位的动态变化,引入品种参数(第2叶茎鞘夹角的最大值)量化了茎鞘夹角在不同品种之间的差异,并利用基本苗量化了密度对茎鞘夹角的影响.基于独立的田间试验资料对所建模型进行测试与检验,结果显示茎鞘夹角模拟值与观测值之间的均方根差为1.7°.表明模型对小麦主茎叶片茎鞘夹角的动态变化过程具有较好的预测性,为小麦生长过程的可视化表达奠定了技术基础.
- 张文宇汤亮朱相成杨月曹卫星朱艳
- 关键词：小麦
- 水稻冠层光截获、光能利用与产量的关系被引量：44
- 2012年
- 以两优培九和武香粳14号水稻品种为材料,在不同栽插密度和施氮水平下进行2年田间试验,研究水稻冠层光合有效辐射(PAR)截获率、光能利用率与水稻产量的关系.结果表明:分蘖期至成熟期,各处理水稻冠层平均PAR反射率为3.45%,其中,分蘖期至抽穗期的冠层反射PAR占冠层总PAR损失的10.90%,显著小于抽穗期至成熟期的22.06%.分蘖期至成熟期的冠层PAR转化率随栽插密度的增加而减少,随施氮量的增加而增大;分蘖期至抽穗期的冠层PAR转化率高于抽穗期至成熟期.在分蘖期至成熟期,冠层PAR利用率随栽插密度和施氮量的增加而增大,各处理中两优培九的平均PAR利用率(1.83g.MJ-1)显著高于武香粳14(1.42g.MJ-1);武香粳14因生育期较长,分蘖期至成熟期的入射PAR及中、高栽插密度处理的PAR截获量均高于两优培九.水稻不同生长阶段冠层PAR截获率和利用率与产量呈显著正相关,PAR转化率与产量也呈正相关,但相关性不显著.因此,在保持较高PAR截获率的基础上提高冠层PAR转化率,进而提高冠层PAR利用率,有利于水稻高产.
- 汤亮朱相成曹梦莹曹卫星朱艳
- 关键词：水稻光合有效辐射光截获光能利用率
- 水稻冠层光合有效辐射的时空分布特征被引量：38
- 2010年
- 以2个不同株型水稻品种为材料,设置高、中、低3个施氮水平,利用SunScan冠层分析仪于灌浆期系统测定了不同施氮水平下不同株型水稻品种植株形态和冠层内光合有效辐射(PAR)的时空分布状况.结果表明:施氮量对水稻株高、穗弯曲度和茎叶夹角有明显影响;群体叶面积的垂直分布呈中部>上部>下部的分布特征,最大分层叶面积指数(LAI)出现在0.60相对高度处.冠层内平均PAR透光率从顶部向下递减,且在冠层上中部递减迅速,下部递减缓慢;平均PAR透光率随施氮量的增加而递减;平均PAR透光率日变化表现为早晚较低,中午较高;平均PAR透光率随向下累积LAI的增加呈指数递减,群体消光系数K的日变化表现为早晚较高,中午较低,灌浆期的K值介于0.35～0.50.水稻冠层内PAR的三维空间分布表现为冠层上中部水平面上PAR透光率高,光斑面积大;下部水平面上PAR透光率低,光斑少;同一冠层高度水平面上的PAR光强呈不均匀分布.株型紧凑的水稻品种,冠层透光率高,透光率日变化大,群体消光系数小.
- 李艳大汤亮张玉屏刘蕾蕾曹卫星朱艳
- 关键词：水稻光分布透光率光合有效辐射消光系数
- 基于形态参数的水稻根系三维建模及可视化被引量：29
- 2010年
- 构建基于形态特征参数的水稻根系几何模型,实现不同生长条件下水稻根系生长动态的三维可视化。本文通过分析水稻根尖生长随生育进程的变化模式,构建了水稻单根三维显示模型,包括根节点初始位置和生长方向的确定以及根轴的空间模拟等;进一步结合水稻根系拓扑结构,以生长度日(GDD)为驱动因子,建立了水稻根系三维重构模型,包括不定根初始发生时间和位置、不定根初始伸展角度、不定根伸长速率、不定根空间分布模型等;然后在Visual C++环境下,结合可视化显示模块、场景控制模块、人机交互界面和数据库模块等,研制了水稻根系三维可视化生长系统,并基于三维可视化生长系统模拟了不同条件下水稻根系的三维形态。研究结果为建立完整水稻植株可视化生长系统奠定了基础,同时也有助于为其他作物根系的可视化研究提供参考。
- 徐其军汤亮顾东祥姜海燕曹卫星朱艳
- 关键词：水稻根系三维建模可视化
- 水稻冠层光截获与叶面积和产量的关系被引量：57
- 2010年
- 【目的】旨在解析水稻(Oryza sativa L.)冠层光合有效辐射(PAR)截获量及其分布与叶面积和产量的关系。【方法】以2个不同株型水稻品种为材料,设置高、中、低3个施氮水平,构建不同的群体冠层结构,于拔节至成熟期系统测定水稻冠层PAR截获量及其分布、以及叶面积和产量。【结果】水稻群体向上累积叶面积指数的垂直分布呈S型曲线,符合Logistic方程(R2>0.99);抽穗期、抽穗后17d和成熟期的冠层最大叶面积密度分别出现在0.53、0.56和0.60的相对冠层高度左右;随生育进程的推进,冠层上中部的相对叶面积密度呈递增趋势,而冠层下部的相对叶面积密度呈递减趋势。PAR截获率(FIPAR)与向下累积叶面积指数之间的关系可用方程FIPAR=α×(1-e-K×LAI)来定量描述(R2>0.86);消光系数K随生育进程的推进而递减,其日变化表现为早晚较高、中午较低。冠层PAR截获量(AIPAR)随生育进程的推进呈多峰分布,最高峰出现在移栽后58-70d,即孕穗至抽穗期,且随施氮量的增加而增大;在典型晴天下,冠层PAR截获量的日变化呈单峰分布,最大值出现在11:00-13:00。【结论】水稻群体叶面积的垂直分布影响冠层光截获;水稻产量与PAR利用率呈正相关,而PAR转化率随PAR截获量的增加呈先增大后减小的趋势,因此维持一定的漏光损失量对水稻高产有利。
- 李艳大汤亮张玉屏朱相成曹卫星朱艳
- 关键词：水稻冠层光合有效辐射光截获叶面积
- 水稻地上部干物质积累动态的定量模拟被引量：31
- 2010年
- 选用4个不同株型水稻品种进行不同施氮水平的田间试验,于主要生育期测定植株地上部干物质积累量(DMA),并对DMA及出苗至成熟期累积辐热积(TEP)进行归一化处理,建立了基于相对DMA(RDMA)和相对TEP(RTEP)的水稻相对干物质积累(RDMA)动态模型,进而定量分析了水稻干物质积累过程的动态特征.结果表明:Richards方程能够准确描述水稻地上部干物质积累的动态模式,具有明确的生物学意义,具体方程式为RDMA=1.0157/(1+e3.6329-7.5907×RTEP)1/0.5574,r=0.9938;利用独立的水稻田间试验资料对所建模型进行了检验,水稻不同RTEP所对应的DMA观测值与模拟值之间的根均方差为0.86t.hm-2.根据水稻地上部干物质积累速率方程的2个拐点,可将整个干物质积累过程划分为前、中和后期3个阶段,发现水稻干物质最大积累速率及其出现时的相对辐热积和相对干物质积累量分别为2.24、0.56和0.46.
- 李艳大汤亮陈青春张玉屏曹卫星朱艳
- 关键词：水稻干物质积累RICHARDS方程
- 基于株型的水稻冠层光合生产模拟被引量：16
- 2011年
- 利用基于冠层光分布的光合作用模型,以紧凑型和松散型2个不同株型水稻冠层为对象,通过设计不同的模型输入参数组合,定量分析了不同株型水稻冠层直接辐射消光系数的日变化特征、正午时刻直接辐射在冠层内的垂直分布特征、冠层内光合作用速率的垂直分布特征、不同辐射强度下冠层光合作用速率随叶面积指数的变化特征及其日变化等。结果表明,紧凑型的增产潜力依赖于较大的叶面积指数、叶片光合效能、太阳高度角和太阳辐射强度等。研究结果为水稻高产栽培及理想株型的优化设计提供了支撑。
- 李艳大朱相成汤亮曹卫星朱艳
- 关键词：水稻株型消光系数光合作用速率
