单株水稻生长与产量形成数值模拟试验初报

本文以光合作用,呼吸作用,同化物分配、转移这三个基本生理过程为依据描述水稻生长与产量形成的干物质增长积累过程,建立了单株水稻生长模式,并用1983年南京气象学院农气试验站“南粳34”水稻分期播种试验观测资料对水稻干物质增长和产量形成过程进行了模拟计算。结果表明所建模式基本上能反映水稻生长和产量形成的实际变化情况。     

水稻净光合的模拟研究

根据农业气象学和植物生理学的基本原理，利用人工气候箱盆栽试验观测资料，建立了水稻净光合模拟模型，确定了模型有关参数，探讨了水稻叶片的净光合能力与温度、光照等气象条件之间的本质联系，为研究水稻植株干物质积累、分配规律和产量预报提供了理论依据。     

水稻生长和产量形成的数值模式

水稻生长和产量形成与外界环境条件之间有着密切关系。本文通过作物光合作用、呼吸作用两个生理过程,把水稻生长与环境条件有机地联系起来,对水稻生长过程进行定量的数学描述。本文探讨了水稻生长过程中干物质的分配规律,建立了水稻器官干物质积累过程、光合作用、呼吸作用、叶面积动态变化等模式。尽管还不够完善,但用它计算模拟水稻生长与产量形成的结果是较为满意的。     

水稻群体干物质积累动态及其与气象条件的关系

根据柳州地区农业气象试验站近几年的水稻分期播种资料,在分析水稻群体干物质积累动态过程的基础上,归纳出不同季节四种生长类型,较详细地描述了不同生长类型的特征及其气象原因,指出了本地区水稻适期播种的意义及生产上应注意的问题。     

气象条件对玉米生长发育影响的试验与评估模式研究

根据田间试验资料 ,采用模拟模式及统计分析方法 ,分析了玉米生长期的农业气象条件及其对生长发育、干物质积累、灌浆速率及产量的影响。建立了相应的评估模式     

温度对玉米生长和发育综合影响的评价模型

根据玉米分期播种发育期观测资料和干物质累积及籽粒干物质累积资料,求出玉米发育期的热量指标,在此基础上建立光合作用模型,温度、水分对光和作用影响模型和呼吸及物质转运模型;建立温度对玉米发育进程和物质积累的综合评价模型,并用该模型评价发育进程中温度对发育和物质积累的影响,以及对成熟度和产量的影响,从而为评价温度变化对作物的影响提供依据。     

黑龙江省作物生长动态模式预测产量的方法及应用

在分析作物干物质累积曲线的基础上，分析温度、降水等气候因子与作物干物质累积量的关系，而干物质累积量又与气候产量有着直接的关系。因此，在干物质累积模型的基础上，建立作物生长动态模式，该模式主要用于四大主栽作物玉米、大豆、水稻及小麦的产量预测。利用模式预测了2001～2002年黑龙江省四大作物的单产，其精确度在94％左右。     

灌浆期升温和干旱胁迫对江苏冬小麦产量和干物质分配的影响

利用修订的WOFOST模型,结合全球气候变化的大背景以及江苏省冬小麦的实际情况,在冬小麦灌浆期进行了升温胁迫和干旱胁迫模拟,研究了江苏省冬小麦在气候变化背景下的农业气象灾害损失,并检验了WOFOST模型对复合胁迫的模拟能力.利用江苏省徐州、淮安和常州三个站点2008—2017年气象、土壤和冬小麦产量等资料,基于WOFOST作物模型,从地上部分的干物重和干物质分配两个角度探讨升温胁迫和干旱胁迫以及二者的复合胁迫对冬小麦产量形成的影响.结果表明,灌浆期升温和干旱复合胁迫严重影响冬小麦籽粒干物质积累和产量.升温(1℃、2℃、3℃)胁迫、干旱(轻度、中度、重度)胁迫以及二者复合胁迫均导致冬小麦减产率不同程度增大,籽粒干物质分配比例不同程度降低,复合胁迫的影响程度大于单一胁迫.升温对江苏南部冬小麦减产程度最大,籽粒干物质积累受阻最为严重;干旱对江苏中部冬小麦产量影响最为严重,籽粒干物质积累程度由南到北递减;复合胁迫下,减产率多表现为由南至北递增,而干物质积累程度递减.     

土壤-作物-大气连续体水分循环与作物生产关系的模拟模式研究

从土壤-作物-大气连续体（SPAC）的水分循环出发，以冬小麦为例，通过对土壤水分动态和有关作物生长过程的模拟，建立作物水分消耗与干物质积累和产量形成关系的动力-统计模式。经3年试验资料的验证，总干重、籽粒产量和根层土壤水分含量的平均模拟误差分别为6.39%，5.60%和5.45%。发育期、叶面积动态和干物质积累动态的模拟与实测情况吻合得也较好。     

水稻旱育抛秧生长发育的动态模拟模型

通过分期播种田间试验资料,建立水稻旱育抛秧生长发育的动态模拟模型,包括叶面积发展,光合作用,呼吸作用,干物质积累与分配等。重点探讨叶面积发展与温度的关系,光合作用简化算法,净光含量的求算,分配系数随发育期的变化等。     

水稻群体动态预测与栽培决策

本文以作物计算机模拟技术为基础，根据天气，土壤，苗情，模拟预测水稻群体的发育群、茎蘖消长、叶面积动态、光合生产与产量形成。     

水稻生长模拟模式的研究

根据1989和1990年的田间试验资料，建立晚稻南粳34生长和产量形成的模拟模式。着重考虑光合作用、呼吸作用和生长等生物学过程。光合受辐射、温度和叶面积等因素影响，呼吸包括生长呼吸、维持呼吸和光呼吸，生长以净光合产物的分配转移模拟，产量形成以净光合产物积累模拟.结果表明，模拟值与实测值较为一致。     

水稻旱育抛秧高产特征及其机制的数值模拟研究

用１９９６、１９９７年的分期播种田间试验资料,建立进育抛秧发育期模型和产量构成因子模型,包括茎蘖动态模型、千粒重增长模型,每穗实粒数模型,分析高产特征及机制。结果指出,水稻抛秧移栽与手插移栽相比,移栽迟滞期短,群体茎蘖２数粳稻高１６％,汕稻高２３％;千粒重,粳稻低１％,灿稻高９％;每穗实数无区别;部产量,粳稻高１６％,灿稻高９％。抛栽秧苗随机均匀分布,入土深度较浅,从而营造了合理的群体结构提高了产     

淹涝胁迫对水稻植株叶片光合性能的影响

为提高水稻作物生长模型中淹涝胁迫对水稻生长和产量影响的定量评估能力,通过开展水稻盆栽淹涝试验,研究了不同淹涝胁迫程度对粳稻和籼稻植株叶片光合性能的影响,并将两者之间的关系进行了定量化,结果表明:1)两种水稻植株叶片的光量子效率AQE、最大光合速率P_m均随淹涝天数的增加而明显下降,全淹处理的下降幅度较大,受全淹处理8天后平均下降幅度近五成,而半淹处理的下降幅度较小,半淹处理8天后平均降幅约一成左右;叶片基础荧光F_0、最大荧光产额F_m和最大光化学效率F_v/F_m也均随着淹涝胁迫天数的增加出现不同程度的降低。2)植株叶片光量子效率和最大光合速率随淹涝深度和淹涝天数变化可用定量关系模型y=1-aH-bH~3T来描述,用独立的试验资料对该模型进行检验后表明,模型的模拟值与实测值有很好的一致性,两者的相关系数高、RMSE值低,模拟效果令人满意。3)全淹处理下,水稻植株叶片最大光合速率P_m和最大荧光产额F_m下降幅度具有较好的相关性,可运用荧光测定的信息来快速估计淹涝胁迫对水稻叶片光合速率影响的程度。本研究可为改进水稻模型中淹涝胁迫条件下的水稻干物质累积和产量的模拟提供依据。     

淹涝胁迫对寒地水稻生长和产量的影响研究

2018年在黑龙江省庆安县选用寒地水稻龙粳31品种进行淹水试验,在拔节孕穗期、抽穗开花期,分别设定3个淹水深度（1/3株高、2/3株高、3/3株高）、2个淹水历时（3 d、7 d）共12个淹水处理,测定淹水前后的株高、叶面积、干物质及收获后的每穗粒数、结实率、千粒重及产量等。结果表明：水稻淹水后,株高、叶面积指数、干物质平均增长量基本高于同时期对照组,在一定程度上可以说明适度的淹涝胁迫对水稻植株生长具有促进作用,拔节孕穗期各项与对照组相比的增长程度均低于抽穗开花期;不同淹涝胁迫均导致水稻减产,拔节孕穗期全淹没7 d减产最严重,穗结实粒数仅55粒,千粒重16.9 g,远低于对照,减产率高达70%,抽穗开花期全淹没7 d减产也较严重,穗结实粒数为71粒,千粒重略低,但单位面积有效穗数最少,为2.83×106穗,减产率达57%;淹水深度1/3 h、2/3 h、3/3 h处理的平均减产率依次为16%、18%、48%,淹水持续3 d、7 d的平均减产率分别为21%、33%,可见随着淹水深度加深、淹水历时加长,水稻减产幅度加大;淹涝胁迫条件下,拔节孕穗期水稻产量的下降幅度大于抽穗开花期,导致两个发育期减产的主要产量构成因素分别为穗结实粒数、单位面积有效穗数。     

基于遗传优化BP神经网络的水稻气象产量预报模型

利用1951—2010年江苏省水稻产量及同期14个气象站点的逐日平均气温、降水资料,采用因子膨化及相关分析,研究了水稻气象产量的影响因子及影响时段。在此基础上建立了逐步回归、PCA-BP神经网络以及PCA-GA-BP神经网络3种产量预报模型。结果表明:(1)7—9月份是水稻产量形成的关键时期,对气温、降水的变化最为敏感,气温对气象产量的影响大于降水;(2)两种神经网络模型预报效果好于回归模型;(3)遗传优化的神经网络模型比未优化模型的训练速度提高了70%左右,预报精度也提高了4.3%。