宁夏引黄灌区滴灌玉米4种光响应曲线模型比较

发布时间：2021-10-29 02:36

　　为探讨宁夏引黄灌区滴灌玉米光合响应机制,采用Li-6400XT气体交换测量系统测定2年玉米大喇叭口期的光响应曲线,选取4种通用的光响应曲线模型分别对玉米光响应过程进行分析、拟合与比较,筛选出6个不同氮素处理下最优光响应模型,并利用最优模型计算分析玉米光合生理特征参数。结果表明,滴灌玉米功能叶片光合能力随着施氮量的增加呈递增趋势。通过模型误差计算与分析,4种光响应曲线模型拟合精度存在差异,且直角双曲线、非直角双曲线和指数模型对于高氮处理的光响应曲线拟合度均高于低氮处理。相对其他3种模型,直角双曲线修正模型拟合精度最高,可作为最优光响应曲线模型模拟引黄灌区水肥一体化玉米光响应动态。由最优模型对各氮素处理光响应生理参数计算分析表明,360 kg/hm²氮处理玉米叶片的光响应参数均高于其他氮处理,有利于提高玉米对强光的适应范围和光能利用效率,增强光合作用。 

【文章来源】：玉米科学. 2020,28(01)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

不同施氮量下净光合速率对光和有效辐射的响应

2.2 不同氮素处理下4种模型对玉米光响应曲线拟合比较由图2可知，4种模型对各处理的光响应曲线拟合优度不同，同种模型对两年间的光响应曲线拟合精度差异较小。N3、N4和N5处理的Pn在整个光强范围内，均保持上升趋势，所以4种模型对N3、N4和N5这3个处理的拟合度较高。N0、N1和N2处理在PAR未超过光饱和点时，4种模型的拟合值与实测值相差不大；当PAR继续增强时，N0、N1和N2处理的Pn出现了下降的趋势。通过模拟结果发现，除直角双曲线修正模型外，由于3种模型曲线均呈单调递增趋势，从而导致这3种模型均不能准确地拟合超出光饱和点时Pn随PAR升高而降低现象。由此可知，直角双曲线模型、非直角双曲线模型和指数模型这3种模型对低氮处理的光响应曲线拟合度相对较低。由各氮素处理模拟的整体趋势可以看出，直角双曲线修正模型拟合效果较好，其他3种模型拟合优度欠佳，需通过模型拟合优度参数来分析判断4种模型拟合结果的优劣。

通过试验2的数据对两年间试验1的数据采用决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)及平均绝对误差(MAE)对模型精确性进行检验。由图3可知，4种模型光响应曲线的拟合精度不同，两年间呈现相同的规律，两年间各处理的R2>0.84，且R2随着施氮量的增加而增加；RMSE和MAE二者的值相对较小，RMSE均不超过3.25,MAE均未超过2.41，且RMSE和MAE的值均随着施氮量的增加呈减小趋势。当施氮量达到N3(270 kg/hm2)水平时，4种模型的决定系数均大于>0.94,RMSE和MAE均<1.19，说明各模型对Pn的拟合度较好，且氮肥可提高各模型的拟合精度。直角双曲线修正模型的RMSE和MAE均<0.86，且各氮素处理的R2>0.94，说明直角双曲线修正模型与各模型相对拟合度最高，拟合效果最好。综合R2、RMSE和MAE来分析，其余3种模型的拟合优度依次表现为非直角双曲线模型>指数模型>直角双曲线模型。采用试验2实测值对筛选出的最优模型直角双曲线修正模型进行检验，将2017与2018年模拟结果与田间实测值进行比较和误差分析，由1∶1线分析计算得知(图4)，两年间各施氮量下Pn的模拟值与实测值之间决定系数R2为0.994和0.993，且模型评价系数均方根误差RMSE为1.275和1.453，平均绝对误差MAE为1.137和1.205。由此可以表明，直角双曲线修正模型下Pn的实测值与拟合值间的拟合度好，精准度高，此模型可以较好地模拟宁夏引黄灌区滴灌水肥一体化玉米在不同施氮量下的光响应曲线。


本文编号：3463795