日光温室黄瓜和芹菜不同位置消光系数模拟及验证
发布时间：2021-03-30 22:52
消光系数是作物模型的重要参数,准确获取作物不同位置的消光系数,可以准确模拟作物的冠层光合速率,从而提高作物模型的模拟精度。该研究依据黄瓜（Cucumis sativus L.）和芹菜（Apium graveolens L.）不同位置（群体底部（Bottom of Crop, BC）处,1/3群体中部（1/3 Height of Crop, 1/3HC）处,2/3群体中部（2/3 Height of Crop, 2/3HC）处）的辐射数据,以津盛206和尤文图斯为试验品种,利用11个播期的试验观测数据建立了基于正午时刻消光系数k值的温室作物消光系数模型,确定了模型参数,用相互独立的数据进行模型检验。结果表明:1)关于正午时刻（12时）的k值变化,黄瓜在秋冬茬期间呈现先下降后上升的变化趋势,而春茬呈现相反的趋势,秋冬茬高于春茬,位置越高,k值越大。芹菜在生长季内,k值为先增加后下降的过程,位置越高,k值呈现先下降后上升的变化趋势。2)关于k值日变化,黄瓜和芹菜均呈现先上升后下降的变化趋势,位置越高,k值越大。3)关于作物发育进程中各发育阶段内k值变化,在相同发育阶段内,黄瓜随着高度上升,k...
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(21)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
2种作物不同发育阶段不同高度消光系数变化趋势
由消光系数模型检验统计结果（表2）可知，不同作物（黄瓜和芹菜）消光系数k值的模拟值与实测值的RMSE分别为0.45和0.06,NRMSE分别为18.34%和13.35%；不同高度（BC处、1/3HC处、2/3HC处）消光系数k值的模拟值与实测值的RMSE分别为0.47、0.36和0.33,NRMSE分别为17.91%、19.69%和23.85%，说明模拟值与实测值之间差异小，模型的模拟效果较好；α值均接近于1，β值均接近于0,R2均在0.87以上，可以得出模拟值与实测值具有很好的线性关系；D值均在0.96以上，说明模型具有较高的模拟吻合度。3 讨论
根据式（2）可知，需要分析不同定植期和测定位置对作物发育进程中LAI的影响，从变化趋势中寻找合适的数学模型拟合消光系数k。2019-02-27为黄瓜秋冬茬播期试验的结束时间，即拉秧期时间，2019-03-10为黄瓜春茬早播试验的开始时间，即定植期时间。图1为黄瓜和芹菜播期试验中LAI的变化趋势，由图1a可知，2个生长季内的各播期中，LAI均为先增加后下降并维持稳定的过程。在黄瓜坐果期之前，黄瓜的营养生长旺盛，没有整枝管理，故LAI呈现增加的趋势；而在黄瓜坐果期之后，为了使黄瓜充分利用室内光热资源，减少底层叶片的呼吸能量消耗，进行整枝管理，使LAI维持相对平稳的状态。秋冬茬3个播期的生长过程内，黄瓜LAI最大值分别为1.48、0.96、1.07，后期经过整枝处理，LAI维持在0.83；而春茬3个播期的生长过程内，黄瓜LAI最大值分别为2.08、1.42、1.65，后期经过整枝处理，LAI维持在1.05，由于春茬期间黄瓜的产量生成速度要明显优于秋冬茬，在整枝处理过程中，春茬期间黄瓜功能叶的保留数量也较多。由图1b可知，在芹菜生长季内的各播期中，LAI逐渐增加。在芹菜枯萎初期之前，芹菜的营养生长较为旺盛，LAI逐渐增大，均值为3.52；在芹菜枯萎初期之后，虽然外围的叶片开始枯黄，但是芹菜的茎秆大量分支，营养生长仍然旺盛，LAI仍呈现增加的趋势，均值为10.25。2.1.2 定植期及位置对消光系数k的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]双膜双结构大拱棚黄瓜—芹菜高效栽培关键技术[J]. 吕慎宝,闫丽,曹雪,李念军,董伟伟,高丽红,陈之群. 中国蔬菜. 2019(10)
[2]日光温室黄瓜生长发育模拟模型[J]. 程陈,冯利平,薛庆禹,李春,宫志宏,董朝阳,伍露,王春雷,刘淑梅,李奕卓,黎贞发. 应用生态学报. 2019(10)
[3]水分胁迫对冬小麦冠层辐射截获率和利用效率的影响[J]. 李华龙,窦子荷,蒋腾聪,冯浩,于强,何建强. 农业机械学报. 2018(09)
[4]营养基质对连作栽培下温室黄瓜生长及土壤微环境的影响[J]. 武春成,李天来,曹霞,孟思达,张勇勇,杨丽娟. 应用生态学报. 2014(05)
[5]基于过程的小麦株型指标动态模拟[J]. 张文宇,汤亮,姚鑫锋,杨月,曹卫星,朱艳. 中国农业科学. 2012(12)
[6]叶温测量仪的研制及其在叶片参数测量中的应用[J]. 李东升,郭琳,郭冲冲,郭天太. 农业工程学报. 2012(05)
[7]水稻冠层光截获与叶面积和产量的关系[J]. 李艳大,汤亮,张玉屏,朱相成,曹卫星,朱艳. 中国农业科学. 2010(16)
[8]水肥处理对黄瓜土壤养分、酶及微生物多样性的影响[J]. 韦泽秀,梁银丽,井上光弘,周茂娟,黄茂林,古建锋,吴燕. 应用生态学报. 2009(07)
[9]单作和间作对玉米和大豆群体辐射利用率及产量的影响[J]. 高阳,段爱旺,刘祖贵,申孝军,刘战东,陈金平. 中国生态农业学报. 2009(01)
[10]氮素对温室黄瓜开花后干物质分配和产量影响的模拟研究[J]. 韩利,戴剑锋,罗卫红,邰翔,陈永山,张生飞,林琭,陈春宏,卜崇兴. 农业工程学报. 2008(06)
本文编号：3110296
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(21)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
2种作物不同发育阶段不同高度消光系数变化趋势
由消光系数模型检验统计结果（表2）可知，不同作物（黄瓜和芹菜）消光系数k值的模拟值与实测值的RMSE分别为0.45和0.06,NRMSE分别为18.34%和13.35%；不同高度（BC处、1/3HC处、2/3HC处）消光系数k值的模拟值与实测值的RMSE分别为0.47、0.36和0.33,NRMSE分别为17.91%、19.69%和23.85%，说明模拟值与实测值之间差异小，模型的模拟效果较好；α值均接近于1，β值均接近于0,R2均在0.87以上，可以得出模拟值与实测值具有很好的线性关系；D值均在0.96以上，说明模型具有较高的模拟吻合度。3 讨论
根据式（2）可知，需要分析不同定植期和测定位置对作物发育进程中LAI的影响，从变化趋势中寻找合适的数学模型拟合消光系数k。2019-02-27为黄瓜秋冬茬播期试验的结束时间，即拉秧期时间，2019-03-10为黄瓜春茬早播试验的开始时间，即定植期时间。图1为黄瓜和芹菜播期试验中LAI的变化趋势，由图1a可知，2个生长季内的各播期中，LAI均为先增加后下降并维持稳定的过程。在黄瓜坐果期之前，黄瓜的营养生长旺盛，没有整枝管理，故LAI呈现增加的趋势；而在黄瓜坐果期之后，为了使黄瓜充分利用室内光热资源，减少底层叶片的呼吸能量消耗，进行整枝管理，使LAI维持相对平稳的状态。秋冬茬3个播期的生长过程内，黄瓜LAI最大值分别为1.48、0.96、1.07，后期经过整枝处理，LAI维持在0.83；而春茬3个播期的生长过程内，黄瓜LAI最大值分别为2.08、1.42、1.65，后期经过整枝处理，LAI维持在1.05，由于春茬期间黄瓜的产量生成速度要明显优于秋冬茬，在整枝处理过程中，春茬期间黄瓜功能叶的保留数量也较多。由图1b可知，在芹菜生长季内的各播期中，LAI逐渐增加。在芹菜枯萎初期之前，芹菜的营养生长较为旺盛，LAI逐渐增大，均值为3.52；在芹菜枯萎初期之后，虽然外围的叶片开始枯黄，但是芹菜的茎秆大量分支，营养生长仍然旺盛，LAI仍呈现增加的趋势，均值为10.25。2.1.2 定植期及位置对消光系数k的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]双膜双结构大拱棚黄瓜—芹菜高效栽培关键技术[J]. 吕慎宝,闫丽,曹雪,李念军,董伟伟,高丽红,陈之群. 中国蔬菜. 2019(10)
[2]日光温室黄瓜生长发育模拟模型[J]. 程陈,冯利平,薛庆禹,李春,宫志宏,董朝阳,伍露,王春雷,刘淑梅,李奕卓,黎贞发. 应用生态学报. 2019(10)
[3]水分胁迫对冬小麦冠层辐射截获率和利用效率的影响[J]. 李华龙,窦子荷,蒋腾聪,冯浩,于强,何建强. 农业机械学报. 2018(09)
[4]营养基质对连作栽培下温室黄瓜生长及土壤微环境的影响[J]. 武春成,李天来,曹霞,孟思达,张勇勇,杨丽娟. 应用生态学报. 2014(05)
[5]基于过程的小麦株型指标动态模拟[J]. 张文宇,汤亮,姚鑫锋,杨月,曹卫星,朱艳. 中国农业科学. 2012(12)
[6]叶温测量仪的研制及其在叶片参数测量中的应用[J]. 李东升,郭琳,郭冲冲,郭天太. 农业工程学报. 2012(05)
[7]水稻冠层光截获与叶面积和产量的关系[J]. 李艳大,汤亮,张玉屏,朱相成,曹卫星,朱艳. 中国农业科学. 2010(16)
[8]水肥处理对黄瓜土壤养分、酶及微生物多样性的影响[J]. 韦泽秀,梁银丽,井上光弘,周茂娟,黄茂林,古建锋,吴燕. 应用生态学报. 2009(07)
[9]单作和间作对玉米和大豆群体辐射利用率及产量的影响[J]. 高阳,段爱旺,刘祖贵,申孝军,刘战东,陈金平. 中国生态农业学报. 2009(01)
[10]氮素对温室黄瓜开花后干物质分配和产量影响的模拟研究[J]. 韩利,戴剑锋,罗卫红,邰翔,陈永山,张生飞,林琭,陈春宏,卜崇兴. 农业工程学报. 2008(06)
本文编号：3110296
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