制种玉米开花特性与籽粒数模拟及节水调质高效灌溉优化决策研究

发布时间：2017-12-21 19:04

  本文关键词：制种玉米开花特性与籽粒数模拟及节水调质高效灌溉优化决策研究　出处：《中国农业大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：玉米制种是生产高产抗逆性杂交玉米种子的重要措施,因此制种玉米生产不仅要关注产量,还要保证其籽粒品质。灌溉是影响干旱、半干旱区制种玉米生产的重要因素,通过灌溉制度优化可以调节制种玉米的籽粒数和籽粒重。本文以西北旱区制种玉米为研究对象,于2014～2015年在中国农业大学石羊河实验站进行了不同生育阶段不同程度的水分亏缺试验,于2016年在水分亏缺试验的基础上进行了不同授粉量的试验,分析了制种玉米耗水、开花特性、生物量和产量及其构成要素对水分亏缺的响应,建立了制种玉米水分-开花特性、水分-生物量增量、籽粒数预测模型和籽粒重预测模型,构建了综合考虑制种玉米籽粒数和籽粒重的灌溉制度优化决策方法。主要成果如下:(1)拔节孕穗期和开花期水分亏缺均降低了制种玉米母本群体吐丝速率、母本单穗吐丝速率、母本单穗吐丝总数、母本雌穗受精结实能力、雌穗高度处的花粉密度,延迟了母本群体吐丝时间;仅拔节孕穗期水分亏缺降低了父本群体到达各散粉时期的速率,延迟了父本群体到达各散粉时期的时间,仅开花期水分亏缺增加了制种玉米吐丝-散粉时间间隔。拔节孕穗期、开花期和灌浆期水分亏缺降低了制种玉米耗水量、母本地上生物量和开花后地上生物量增量(以下简称为:生物量增量);拔节孕穗期和开花期水分亏缺减少了制种玉米籽粒数,灌浆期水分亏缺降低了制种玉米籽粒重;制种玉米产量对水分亏缺的响应与籽粒数一致。(2)根据对2014和2015年试验数据的模拟对比,推荐采用Jensen模型通过拔节孕穗期和开花期耗水量模拟母本群体吐丝速率、母本群体吐丝时间、母本单穗吐丝速率、母本单穗吐丝总数、母本雌穗受精结实能力和开花期内总花粉密度,通过拔节孕穗期耗水量模拟父本群体到达各散粉时期的速率和时间;推荐采用Jensen模型或Stewarrt模型通过拔节孕穗期、开花期、灌浆期和成熟期耗水量模拟生物量增量。(3)根据2014和2015年水分处理试验数据,对基于开花特性的籽粒数预测模型Flowering进行了改进与参数率定,不同水分处理籽粒数模拟值和实测值的相对均方根误差从1.2812降至0.1923。将水分-开花特性模型和Flowering模型耦合,建立了 Water-Flowering模型,根据拔节孕穗期和开花期耗水量对籽粒数预测的平均相对均方根误差为0.2216。(4)根据2016年授粉试验数据,建立了制种玉米籽粒重上、下限与源库比的关系,并与水分-生物量增量模型和Water-Flowering耦合,建立了制种玉米籽粒重上、下限预测模型ULKW。经检验2014和2015年实测籽粒重均在通过各生育阶段耗水量预测的籽粒重上、下限范围内,表明ULKW模型合理可行。(5)基于Water-Flowering模型和ULKW模型,以籽粒重下限为约束,以籽粒数最多为主要目标,以灌水量最少为次要目标,构建了制种玉米节水、调质、高效灌溉制度优化决策方法,并求解得到了不同情境下的优化灌溉制度,为实现制种玉米节水、优质、高效的水分管理提供了科学指导。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S513
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本文编号：1316809