为研究不同光截获对番茄植株形态结构的影响,基于结构-功能互反馈建模原理建立了番茄结构-功能模型。采用基于番茄拓扑结构的多目标估算方法,利用实验观测数据对模型进行多目标校准和验证。对局部遮阴和无遮阴栽培条件下番茄植株的生长过程进行动态模拟,并对不同生长阶段番茄植株的形态结构、器官周期累积生物量以及器官三维形态输出进行比较,结果表明:无遮阴栽培条件下,番茄植株茎杆节间短粗,叶片和果实较大,而局部遮阴栽培条件下番茄植株茎杆细长,叶片稀薄,果实较小。不同光截获下模型的输出结果与观测数据拟合较好,验证了模型的有效性。

【目的】群体光截获对玉米生长发育及产量形成均有重要的影响,合理的群体结构直接决定着玉米产量的增加与稳定。群体结构的测量较为繁琐,费时费力,且不能与当地太阳辐射情况充分结合,从而无法对群体结构和功能做出整体的评价。因此,有必要构建合理、简便的玉米群体光截获动态模型,结合群体不同生育期的形态指标与光辐射情况,对群体结构做出快速而精准的评价,为不同区域玉米品种选择、播种密度确定、以及后期管理等提供参考意见。【方法】将玉米群体结构模型与光分布模型相结合,建立简易可靠的群体光截获动态模型。该模型可模拟玉米整个生育期

通过不同定植密度和剪叶处理试验,研究日光温室番茄冠层横向和纵向、光合器官和光合机构的光能利用率,并对其主要参数进行测试和调控分析。通过球状积分仪测得,红光和蓝光下日光温室番茄的叶片吸光系数ε在基因型和叶位间具有明显差异;‘保罗塔’的红光和蓝光下叶片吸光系数比值εred/εblue>1,表明对红光吸收能力较强;‘Harvest’、‘莱福60’、‘红利’和‘以色列1498’的εred/εblue<1,表明对蓝光吸收能力较强。增加行距可以有效地抑制群体疯长,可使叶面积指数ILA降低22.3%,避免冠层内部郁闭。随着剪叶程度的增加,日光温室番茄株幅明显缩小,株幅重叠率ξp也相应减小,叶面积重叠系数ξ和...

【目的】冠层内光合有效辐射和叶片光合生理特性存在较大异质性。探究番茄冠层不同部位叶片光截获和光合能力对行距和灌水量的响应，研究行距和灌水量对番茄冠层光合生产力的影响，并对果实综合品质进行分析，为机械化栽培番茄行距和灌水量的设置提供理论依据。【方法】以番茄为试材，宽窄行栽培，株距35 cm，小行距40 cm，设置3个大行距水平（70cm(P1)、120 cm(P2)和170 cm(P3)）和两个灌溉水平（常规灌溉（W1）和轻度亏缺灌溉（W2）），全因子试验，共6个处理，测定各叶位叶面积和光截获量，冠层均分为6个部位，测定叶片净光合速率（photosynthetic rate,Pn）、比叶质量（leaf mass per area,LMA）、叶绿素（Chlorophyll,Chl）及N、P、K含量，并分别以各部位叶面积占全株叶面积的比例或各部位叶片干重占全株叶片干重的比例为权重综合分析各处理冠层光合能力，通过Pearson相关系数分析各指标相关性，测定地上部干鲜重、单株产量及第二穗果品质，采用PCA法和基于博弈论的组合赋权-TOPSIS法对番茄综合品质进行评价并排序。【结果】行距增大对冠层叶面积、光截获和光合能力的影响主要体现在冠层中部和下部。冠层中部叶面积随行距增大表现为先增加后减少，冠层下部叶面积及冠层中部和下部光截获均表现为P1到P2显著增加，P2到P3小幅增加；冠层中部和下部Pn表现为P2较P1提高8.06%—11.32%,P3较P2提高14.25%—24.40%;LMA表现为P2较P1提高1.31%—33.24%,P3较P2提高6.09%—17.86%;Chl含量表现为P2较P1提高3.42%—6.81%,P3较P2提高3.19%—4.96%;N含量表现为P2较P1提高13.89%—34.73%,P3较P2提高2.21%—19.74%;P和K含量无明显规律。整体来看，Pn、Chl和N含量均随行距增大而增加，LMA轻度亏缺灌溉下随行距增大而增加，常规灌溉下表现为P3>P1>P2;3种行距水平下，LMA和N含量均表现为常规灌溉高于轻度亏缺灌溉，Pn表现为P1和P3下常规灌溉高于轻度亏缺灌溉，而P2下轻度亏缺灌溉更高，Chl含量表现为P1常规灌溉更高，而P2和P3轻度亏缺灌溉更高。地上部干鲜重，常规灌溉下随行距增大而增加，轻度亏缺灌溉下随行距增大而先增加后减少；常规灌溉的地上部干鲜重高于轻度亏缺灌溉。两种灌溉水平下单株产量均随行距增大而增加，P1到P2增加幅度较大（常规灌溉和轻度亏缺灌溉下，P2较P1分别增加33.75%和24.32%）,P2到P3单株产量仅小幅增加（常规灌溉和轻度亏缺灌溉下，P3较P2分别增加2.87%和4.30%）；常规灌溉单株产量高于轻度亏缺灌溉。增加行距、减少灌水量可以优化果实综合品质，综合品质得分前3位为P3W2、P2W2和P3W1。【结论】叶片Pn、LMA、N含量、地上部干鲜重和单株产量为P3W1最大；冠层光截获量、Chl含量及番茄综合品质评分为P3W2最高。

【目的】建立土壤水肥影响下的番茄株高、单株展开叶数及单叶面积随辐热积的变化模型,为番茄施肥和灌溉提供依据。【方法】以灌水上限和施肥量为因素,采用二元二次正交旋转组合设计,建立基于辐热积的番茄株高及单叶面积的logistic模型和单株展开叶数的指数函数模型,并根据建立的单株展开叶数模型和单叶面积模型,模拟番茄叶面积指数。【结果】所建模型对不同水肥处理下的番茄株高、单株展开叶数、单叶面积和叶面积指数的预测效果较好,其预测值与实测值之间基于1∶1直线的决定系数R2分别为0.962 7,0.947 1,0.854 8和0.926 3,相对误差(RE)分别为9.41%,7.50%,17.80%和18.2...

通过试验设置完全封闭、行间开放、行内开放和完全开放4个不同的遮阴处理,把日光温室番茄冠层内复杂的光环境按方向逐渐分解,对光合有效辐射的采样数据进行统计分析,探究冠层内光能辐射传递在垂直方向和水平方向上的分布构成及空间分布的异质性,对冠层内光截获的主要影响因子进行相关性分析。统计分析表明,行间和行内的光线分量主要对200~800μmol·m-2·s-1冠层内光合有效辐射产生影响。通过比较冠层内的光合有效辐射数据的离散程度及变异特性得出,番茄植株整体的光合有效辐射均值存在很大程度的不均匀性,中下部变异系数CV>0.50。对冠层内光截获的主要影响因子进行相关性分析得出,冠层内光合有效辐射与冠层高度呈...

应用分配指数的计算原理,初步构建了基于分配指数的日光温室番茄不同器官之间干物质分配指数动态的模拟模型。通过SPSS软件拟合得到地上部分(PISH)、根(PIR)、茎(PIS)、叶(PIL)、果(PIF)的模拟模型公式分别为:PISH=K1/[1+K2×EXP(-K3GDD2)],其中K1=0.99,K2=-0.175,K3=-0.0000001414;PIR=1-PISH;PIS=a1/[1+b1EXP(c1+d1GDD+f1GDD2)],其中a1=0.17,b1=-0.029,c1=0.078,d1=0.006397,f1=0.00000404;PIL=1-a2/[1+b2×EXP(c2+d...

以番茄(Lycopersiconesculentum)的发育生理生态过程为基础,以作物生理发育时间为尺度,利用不同地点、播期、品种试验,建立了温室番茄发育模拟模型,并用南京和上海的试验数据对模型进行了检验。结果表明,模型能较好地预测各个发育阶段(发芽、苗期、开花、结果和采收)的出现时间和持续日数。模拟值与观测值的回归估计标准误差(RMSE)分别为0、1、1.87、2.69、3d,明显高于以有效积温为尺度的模拟模型预测精度(RMSE分别为0、7.91、8.86、13.58、12.59d)。

从国内外搜集了８个番茄品种，测定其低温雾霾后生理生化及田间抗病性、产量及品质等指标。结果表明：低温雾霾天气期间，日光温室自身的环境条件远远不能满足番茄对温、光、湿度的需求。在逆境条件下，不同品种番茄自身抗病性较强的品种有金鹏８号和粉宴１号，其落果率为２．５％，３．７％；死秧率分别为３８．８％，２５％；发病率为３５．５％，３５％，这几个指标与其他品种比较均在较低水平。且金棚８号产量最高，为５４ ３００ ｋｇ／ｈｍ２，其次为粉宴１号、Ｔ１７０１，产量均在５０ ０００ ｋｇ／ｈｍ２以上。果实品质，金鹏８号的糖酸比值最大，其口感最好；粉宴１号的硝酸盐含量最低。整个雾霾天气，叶绿素降幅最小的品种为金鹏８．．．

采用信号物质含量变化和生理指标测定以及电子显微透射观察等方法进行番茄秧苗运贮试验,结果表明:运贮期间番茄秧苗信号物质含量以及某些生理因素指标发生明显而定向的变化,番茄叶片细胞叶绿体超微结构及叶绿体数量和体积均发生改变。这些变化表明番茄秧苗运贮期间的质量下降的实质是由于“断光”“断水”而引起的不同于“衰老”的整株型“胁迫性生理衰变”。这种衰变具有“急剧性”“胁迫性”和“可恢复性”的特征。

【目的】建立苹果冠层结构的三维虚拟植物模型,为精确、量化评价果树冠层空间结构及光截获提供方法指导,为果树树形选择及优化提供理论依据。【方法】以14年生矮化中间砧高纺锤形富士(西府海棠/M26/礼泉短富)为试材,以田间树体数字化测定为基础,获取枝叶特定形态参数,利用计算机模拟重建三维虚拟植物。借助虚拟植物模型进行虚拟试验,定量研究冠层结构、光截获和果实的空间分布。【结果】确定了树体枝叶间异速生长关系:枝(梢)长度分别与枝(梢)叶片数量和枝(梢)的总叶面积、叶片长度分别与叶柄长度和叶片宽度、叶片长度的平方与叶面积间均呈显著线性关系。结合三维数字化技术与枝叶间异速生长关系,构建了苹果冠层三维虚拟植物...

本文较系统阐述了植物形态结构模拟与可视化研究的社会背景、学术价值和经济意义,从创立与发展、研究与发展的总体趋势和特点、研究居世界先进水平的机构或学者以及领先标志等方面综述了植物形态结构模拟与可视化的研究进展;指出了该研究的前沿领域、空白点及薄弱环节,分析了中国在该研究中的总体水平、差距及其成因;最后在研究展望基础上提出了若干政策建议。

为探究不同秸秆还田量对温室番茄地温的影响,实现不同土壤深度地温数值模拟,在灌水下限为田间持水量50%的情况下,秸秆量设置为1.5×10~4,3.0×10~4和4.5×10~4kg·hm~(-2),利用无线土壤墒情监测系统对番茄生长过程中距垄台表面深度为15,30和45cm处地温动态变化进行实时监测。连续使用移动平均法对数据进行季节调整,改进趋势估计,建立时间序列模型,对地温进行数值模拟。结果表明:不同深埋秸秆量在不同土壤深度处的地温实测值与模拟值最小误差均为0℃,深埋秸秆量为1.5×10~4kg·hm~(-2),深度为15,30和45cm处地温实测值与模拟值最大误差分别为0.52,0.19和0.10℃;深埋秸秆量为3.0×10~4kg·hm~(-2),深度为15,30和45cm处地温实测值与模拟值最大误差分别为0.65,0.21和0.12℃;深埋秸秆量为4.5×10~4kg·hm~(-2),深度为15,30和45cm处地温实测值与模拟值最大误差分别为0.43,0.20和0.09℃。不同深埋秸秆量、不同土壤深度的地温数值模拟效果均较好。温室番茄生育期内,距垄台表面越深,地温数值模拟效果越好,模型的适用性越强。基于时间序列分析的秸秆深还温室番茄地温数值模拟方法可以为温室地温调控、温室环境自动控制提供较为精准的科学依据。

根据光温对作物叶面积的影响,提出了辐热积(product of the rma leffectiveness and PAR,TEP)的概念。根据试验资料构建了利用辐热积模拟番茄(Lycopersicon esculentum Mill)叶面积动态的数学模型,并将其与已有的光合作用和干物质生产模拟模型相结合,构建了温室番茄干物质生产动态模型。利用不同品种、基质和地点的试验资料对模型进行了检验。结果表明,与传统的比叶面积法和有效积温法相比,辐热积法显著提高了温室番茄叶面积的预测精度,提高了光合作用和干物质生产的模拟精度。辐热积法对番茄叶面积的预测结果与1:1直线之间的决定系数R2和统计回归标准误...

【目的】研究跨度对日光温室保温性能及番茄生长的影响。【方法】对陕西杨凌地区越冬种植番茄的8,10和12m3种跨度西北型日光温室的气温、光照、热流等参数进行监测,以日光温室夜间传热模型为基础,通过夜间气温的变化来分析跨度对日光温室保温性能的影响,同时监测了不同跨度日光温室中番茄幼苗的生长情况。【结果】10m跨度日光温室1月份平均气温分别较8和12m跨度日光温室高1.9和2.6℃;种植番茄的平均株高分别高0.4和2.2cm,平均茎粗分别高0.3和0.5mm;夜间气温的模拟值与预测值吻合度均较高,其中8m跨度日光温室夜间气温预测模型的平均相对误差为4.40%,10和12m跨度日光温室分别为2.43%...