設(shè)施番茄植株氮素積累與分配及產(chǎn)量形成模擬研究.pdf

1、中國是設(shè)施園藝生產(chǎn)大國，設(shè)施園藝總面積居世界第一位，蔬菜是中國設(shè)施栽培的最主要作物。隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，中國采用鋼架大棚進行蔬菜保護地栽培的面積迅速擴大，基于塑料大棚的保護地栽培已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化新技術(shù)革命的方向。園藝作物模型是作物模型研究領(lǐng)域的重要組成部分，是對作物模型研究的不斷完善。
　　 本研究在綜合國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，以設(shè)施番茄為研究對象，基于2009年7月-11月和2010年3月-7月品種和施肥試驗以及20

2、11年7月-11月品種和水分試驗，運用作物生理生態(tài)與系統(tǒng)分析原理和數(shù)學(xué)建模技術(shù)，綜合番茄植株氮素積累與分配、生長發(fā)育、產(chǎn)量及蛋白質(zhì)含量形成與環(huán)境因子以及生物量之間的定量關(guān)系，根據(jù)設(shè)施番茄植株氮素積累與分配規(guī)律和產(chǎn)量形成原理，構(gòu)建了基于溫光積的植株氮素積累與分配模型以及基于產(chǎn)量構(gòu)成法和基于經(jīng)濟系數(shù)法的產(chǎn)量形成模型。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.建立了主要效應(yīng)因子模型運用數(shù)學(xué)建模方法，構(gòu)建了溫光積、氮素和水分等效應(yīng)因子模型，該系列效

3、應(yīng)因子模型能較好解釋和響應(yīng)各因子對設(shè)施番茄生長發(fā)育的影響。
　　 2.建立了設(shè)施番茄植株氮素積累與分配及果實蛋白質(zhì)含量模型基于2009和2010年品種和施肥田間試驗和2011年品種和水分田間試驗，根據(jù)番茄生長特性，構(gòu)建了基于分配指數(shù)和溫光積的設(shè)施番茄氮素積累與分配及果實蛋白質(zhì)含量模擬模型。經(jīng)獨立試驗資料檢驗，植株地上部和地下部氮素積累量模擬值與實測值的RMSE、Xde和R2分別為:0.546g·m-2(n=36)、0.447g·

4、m-2和0.956;0.041g·m-2(n=36)、0.033g·m-2和0.942。植株莖、葉和果氮素積累量模擬值與實測值的RMSE、Xde和R2分別為:0.165 g·m-2(n=36)、0.132 g·m-2和0.839;0.146 g·m-2(n=36)、0.099 g·m-2和0.945;0.246 g·m-2(n=27)、0.166 g·m-2和0.845。果實蛋白質(zhì)積累量實測值與模擬值的RMSE、Xde和R2分別為:2.

5、476％(n=27)、2.103％和0.922。實測值與模擬值的吻合程度較好。說明模型可較好模擬不同品種、水分和施肥水平設(shè)施番茄植株氮素積累與分配及果實蛋白質(zhì)含量。
　　 3.建立了設(shè)施番茄植株蕾、花和果數(shù)模型基于2009和2010年品種和施肥田間試驗和2011年品種和水分田間試驗，根據(jù)果實形成規(guī)律，通過分析不同品種、水分與施肥水平設(shè)施番茄單株現(xiàn)蕾數(shù)、開花數(shù)、花脫落數(shù)、坐果數(shù)及果實脫落數(shù)與環(huán)境因子的關(guān)系，建立了設(shè)施番茄單株現(xiàn)蕾數(shù)

6、、開花數(shù)和成果數(shù)模擬模型。經(jīng)獨立試驗資料檢驗，設(shè)施番茄品種B1、B2和B3平均單株累積現(xiàn)蕾數(shù)實測值與模擬值的根均方差（RMSE）、平均絕對誤差(Xde)和決定系數(shù)(R2)分別為2.458個(n=24)、1.858個和0.972;1.827個(n=24)、1.426個和0.943;1.854個(n=24)、1.470個和0.941。設(shè)施番茄單株開花數(shù)實測值與模擬值的RMSE、Xde和R2分別為0.437個(n=27)、3.173個和0.8

7、64。設(shè)施番茄單株成果數(shù)實測值與模擬值的RMSE、Xde和R2分別為:0.846個(n=27)、0.717個和0.928，實測值與模擬值的吻合程度較好。說明模型可較好模擬不同品種、水分和施肥水平設(shè)施番茄單株蕾、花和果實數(shù)量形成。
　　 4.建立了設(shè)施番茄干物質(zhì)生產(chǎn)和產(chǎn)量形成模型基于2009和2010年品種和施肥田間試驗和2011年品種和水分田間試驗，根據(jù)產(chǎn)量形成原理，通過分析不同品種、水分和施氮水平設(shè)施番茄產(chǎn)量與坐果數(shù)和平均單果

8、重，產(chǎn)量與采收期單株生物量和單株經(jīng)濟系數(shù)以及平均單果重和單株經(jīng)濟系數(shù)與生物量的關(guān)系，建立了設(shè)施番茄干物質(zhì)生產(chǎn)和產(chǎn)量形成模擬模型。經(jīng)獨立試驗資料檢驗，設(shè)施番茄群體干物質(zhì)生產(chǎn)模擬值與實測值的RMSE、Xde和R2分別為363.135kg/hm2(n=63)、218.825kg/hm2和0.900;利用基于產(chǎn)量構(gòu)成因素的模型時，產(chǎn)量模擬值與實測值的RMSE、Xde和R2分別為164.595g/plant(n=27)、135.605g/plan