棉花地上部形態(tài)指標(biāo)與蕾鈴脫落的模擬研究.pdf

1、本文綜合國(guó)內(nèi)外關(guān)于棉花地上部形態(tài)發(fā)與蕾鈴脫落的生理生態(tài)研究成果，基于2010-2011年在江蘇南京進(jìn)行的不同低溫敏感性品種分期播種試驗(yàn)、棉花花鈴期短期漬水試驗(yàn)和2009-2011年在江蘇大豐和東臺(tái)進(jìn)行的氮肥試驗(yàn)、密度試驗(yàn)與漬水試驗(yàn)。運(yùn)用作物模型學(xué)原理和系統(tǒng)分析法，在統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)上，綜合量化棉花地上部形態(tài)指標(biāo)與蕾鈴脫落過(guò)程和環(huán)境因子間的動(dòng)態(tài)關(guān)系?；诶鄯e溫光效應(yīng)(TSE)確定了氮素和漬水對(duì)棉花地上部形態(tài)指標(biāo)與蕾鈴脫落影響模擬，在此基礎(chǔ)上，

2、引入品種遺傳效應(yīng)，以累積生理效應(yīng)(TVE)為發(fā)育尺度構(gòu)建棉花模擬模型，對(duì)棉花地上部形態(tài)指標(biāo)、蕾鈴脫落及葉面積指數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并利用獨(dú)立的試驗(yàn)資料對(duì)模型的預(yù)測(cè)精度和廣適性進(jìn)行了檢驗(yàn)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.溫光因子對(duì)棉花地上部形態(tài)指標(biāo)與蕾鈴脫落的影響
　　通過(guò)設(shè)置播種期試驗(yàn)，以綜合了熱效應(yīng)、光合有效輻射效應(yīng)及溫光互作效應(yīng)的累積溫光效應(yīng)(Cumulative thermal and solar radiative effect

3、iveness，TSE)為驅(qū)動(dòng)變量，定量研究溫光因子對(duì)棉花地上部形態(tài)指標(biāo)與蕾鈴脫落的影響。結(jié)果表明，棉株的株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、成鈴數(shù)隨累積溫光效應(yīng)呈logistic曲線變化，棉蕾數(shù)和幼鈴數(shù)隨累積溫光效應(yīng)呈二次曲線變化;株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)和成鈴數(shù)的最快生長(zhǎng)或發(fā)生的終止時(shí)段的累積溫光效應(yīng)大致分別為73、80、80、104，最大相對(duì)生長(zhǎng)或發(fā)生速率出現(xiàn)的累積溫光效應(yīng)大致分別為46、57、65、89，理論最大值大致分別為132cm/株、22個(gè)

4、/株、83個(gè)/株、25個(gè)/株，最大相對(duì)發(fā)生或生長(zhǎng)速率與最快發(fā)生或生長(zhǎng)時(shí)段的起始累積溫光效應(yīng)呈正相關(guān);棉蕾和幼鈴的理論最大值大致分別為27和9，出現(xiàn)的累積溫光效應(yīng)大致分別為68和85。
　　2.氮素對(duì)棉花地上部形態(tài)指標(biāo)與蕾鈴脫落影響的模擬
　　通過(guò)設(shè)置施氮量試驗(yàn)，以累積溫光效應(yīng)為驅(qū)動(dòng)變量，以花鈴期棉株下部果枝對(duì)位葉平均氮濃度為氮營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，模擬氮營(yíng)養(yǎng)水平對(duì)棉花地上部形態(tài)指標(biāo)與蕾鈴脫落的動(dòng)態(tài)影響。結(jié)果表明，棉花下部果枝對(duì)位葉氮濃度

5、隨花后天數(shù)呈冪函數(shù)下降趨勢(shì)，其平均氮濃度出現(xiàn)的花后天數(shù)占花鈴期總天數(shù)的比值較穩(wěn)定，可作為植株N營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指標(biāo);棉株的株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、成鈴數(shù)隨累積溫光效應(yīng)呈logistic曲線變化，棉蕾數(shù)和幼鈴數(shù)隨TSE呈二次曲線變化，且各擬合方程中的參數(shù)響應(yīng)N處理而變化，與花鈴期棉株下部果枝對(duì)位葉平均氮濃度呈二次函數(shù)關(guān)系。利用獨(dú)立的試驗(yàn)資料檢驗(yàn)，在不同施氮水平下，棉株株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、棉蕾數(shù)、幼鈴數(shù)、成鈴數(shù)和脫落率的RMSE分別平均為3.4cm

6、/株、1.1個(gè)/株、2.7個(gè)/株、2.4個(gè)/株、1.6個(gè)/株、1.4個(gè)/株和3.5％;在不同種植密度條件下，株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、棉蕾數(shù)、幼鈴數(shù)、成鈴數(shù)和脫落率的RMSE分別平均為7.3cm/株、1.2個(gè)/株、3.1個(gè)/株、2.4/株、1.7個(gè)/株、1.6個(gè)/株和4.0％,除株高外，其余指標(biāo)的模擬值與觀測(cè)值也具有較好的吻合度。
　　3.花鈴期短期漬水對(duì)棉花地上部形態(tài)指標(biāo)與蕾鈴脫落影響的模擬
　　棉花花鈴期漬水脅迫是影響棉花生

7、長(zhǎng)發(fā)育、地上部形態(tài)發(fā)生與蕾鈴脫落的重要因子。通過(guò)設(shè)置花鈴期不同漬水天數(shù)試驗(yàn)（漬水3天、6天、9天、12天），以累積溫光效應(yīng)為驅(qū)動(dòng)變量，以棉花功能葉凌晨葉水勢(shì)為棉株水分狀態(tài)指標(biāo)，定量花鈴期漬水脅迫對(duì)棉花株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、棉蕾數(shù)、幼鈴數(shù)、成鈴數(shù)和蕾鈴脫落率的動(dòng)態(tài)影響。結(jié)果表明:隨漬水天數(shù)的增加，漬水結(jié)束當(dāng)天棉花功能葉凌晨葉水勢(shì)呈線性降低，且此時(shí)的功能葉凌晨葉水勢(shì)與棉花各形態(tài)指標(biāo)的模型參數(shù)存在定量關(guān)系。不同處理的棉花株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、

8、棉蕾數(shù)、幼鈴數(shù)、成鈴數(shù)和脫落率的RMSE分別平均為2.6cm/株、1.3個(gè)/株、2.3個(gè)/株、1.9個(gè)/株、1.7個(gè)/株、2.0個(gè)/株和0.05。棉株株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)棉蕾數(shù)、幼鈴數(shù)、成鈴數(shù)和脫落率的模擬值與觀測(cè)值具有較好的吻合度，說(shuō)明模型對(duì)漬水導(dǎo)致棉花株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、棉蕾數(shù)、幼鈴數(shù)、成鈴數(shù)和脫落率的動(dòng)態(tài)變化具有較好的預(yù)測(cè)性。
　　4.棉花地上部形態(tài)指標(biāo)、蕾鈴脫落和葉面積指數(shù)的模擬模型研究
　　基于前三章溫光、氮素、

9、漬水對(duì)棉花地上部形態(tài)指標(biāo)與蕾鈴脫落影響的研究結(jié)果，引入品種遺傳效應(yīng)，以累積生理效應(yīng)(Cumulative physiological、thermal and solar radiative effectiveness，TVE)為驅(qū)動(dòng)變量，并用于葉面積指數(shù)的模擬，構(gòu)建棉花綜合模擬模型，來(lái)模擬不同品種、不同環(huán)境下的棉花株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、棉蕾數(shù)、幼鈴數(shù)、成鈴數(shù)、蕾鈴脫落率和葉面積指數(shù)的動(dòng)態(tài)變化。通過(guò)設(shè)置獨(dú)立的試驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果表明，