黄花植株三维动态生长及产量模拟模型

• Published in: 智慧农业（中英文） Vol. 6; no. 2; pp. 140 - 153
• Main Authors: 张悦, 李伟佳, 韩志平, 张琨, 刘佳雯, HENKE Michael
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国农业科学院农业信息研究所 30.03.2024; 山西大同大学 农学与生命科学学院/设施农业技术研发中心,山西大同 037005,中国%山西大同大学 煤基生态碳汇技术教育部工程研究中心,山西大同 037005,中国%湖南农业大学 农学院,湖南长沙 410128,中国
• Subjects: 形态模型; 源库关系; 黄花; 光合作用模型; 三维动态生长模拟; 产量模拟; morphological model; source-sink relationship; Daylily citrina Baroni; yield simulation; photosynthesis model; three-dimensional dynamic growth simulation
• ISSN: 2096-8094
• DOI: 10.12133/j.smartag.SA202310011

[目的/意义]为探究并表达环境因素对黄花各器官生长发育、形态结构和产量的影响，提出一种基于源库关系的黄花植株三维动态生长及产量模拟模型。[方法]以大同地区黄花主要栽培种植品种大同黄花为研究材料，采集黄花叶片、花葶、花蕾等形态数据和叶片光合生理参数，利用功能-结构植物模型（Functional-Structural Plant Model, FSPM）平台的三维建模技术，建立基于云量的室外地表太阳辐射模型及适配黄花的光合作用模型，同时基于黄花源库关系建立黄花光合产物碳分配模型，利用β生长函数构建黄花各器官生长模拟模型，计算黄花生长期内逐日形态数据，最终实现黄花植株三维动态生长及产量模拟。[结果和讨论]采用实测数据对模型进行检验。结果显示，室外地表太阳辐射实测值和模拟值R2为0.87；剩余标准差（Root Mean Squared Error, RMSE）为28.52 W/m2，黄花各器官模拟模型实测值和预测值R2为0.896～0.984，RMSE为1.4～17.7 cm；平均花蕾产量模拟R2为0.880，RMSE为0.5 g；整体F值为82.244～1 168.533，Sig。值均小于显著水平0.05，表明上述模型拟合度和显著性较好。[结论]模型能够准确地表现黄花植株在3个主要生长时期的生长规律和形态特征，模拟结果与实际情况相符合，表现出较高的可信度。因此，本模型具有理想的模拟效果，足以满足精细农业领域的研究需求。