設施番茄植株氮素積累與分配及產量形成模擬研究.pdf

1、中國是設施園藝生產大國，設施園藝總面積居世界第一位，蔬菜是中國設施栽培的最主要作物。隨著農業(yè)結構調整步伐加快，中國采用鋼架大棚進行蔬菜保護地栽培的面積迅速擴大，基于塑料大棚的保護地栽培已成為農業(yè)生產產業(yè)化新技術革命的方向。園藝作物模型是作物模型研究領域的重要組成部分，是對作物模型研究的不斷完善。
　　 本研究在綜合國內外研究成果的基礎上，以設施番茄為研究對象，基于2009年7月-11月和2010年3月-7月品種和施肥試驗以及20

2、11年7月-11月品種和水分試驗，運用作物生理生態(tài)與系統(tǒng)分析原理和數學建模技術，綜合番茄植株氮素積累與分配、生長發(fā)育、產量及蛋白質含量形成與環(huán)境因子以及生物量之間的定量關系，根據設施番茄植株氮素積累與分配規(guī)律和產量形成原理，構建了基于溫光積的植株氮素積累與分配模型以及基于產量構成法和基于經濟系數法的產量形成模型。主要研究結果如下:
　　 1.建立了主要效應因子模型運用數學建模方法，構建了溫光積、氮素和水分等效應因子模型，該系列效

3、應因子模型能較好解釋和響應各因子對設施番茄生長發(fā)育的影響。
　　 2.建立了設施番茄植株氮素積累與分配及果實蛋白質含量模型基于2009和2010年品種和施肥田間試驗和2011年品種和水分田間試驗，根據番茄生長特性，構建了基于分配指數和溫光積的設施番茄氮素積累與分配及果實蛋白質含量模擬模型。經獨立試驗資料檢驗，植株地上部和地下部氮素積累量模擬值與實測值的RMSE、Xde和R2分別為:0.546g·m-2(n=36)、0.447g·

4、m-2和0.956;0.041g·m-2(n=36)、0.033g·m-2和0.942。植株莖、葉和果氮素積累量模擬值與實測值的RMSE、Xde和R2分別為:0.165 g·m-2(n=36)、0.132 g·m-2和0.839;0.146 g·m-2(n=36)、0.099 g·m-2和0.945;0.246 g·m-2(n=27)、0.166 g·m-2和0.845。果實蛋白質積累量實測值與模擬值的RMSE、Xde和R2分別為:2.

5、476％(n=27)、2.103％和0.922。實測值與模擬值的吻合程度較好。說明模型可較好模擬不同品種、水分和施肥水平設施番茄植株氮素積累與分配及果實蛋白質含量。
　　 3.建立了設施番茄植株蕾、花和果數模型基于2009和2010年品種和施肥田間試驗和2011年品種和水分田間試驗，根據果實形成規(guī)律，通過分析不同品種、水分與施肥水平設施番茄單株現蕾數、開花數、花脫落數、坐果數及果實脫落數與環(huán)境因子的關系，建立了設施番茄單株現蕾數

6、、開花數和成果數模擬模型。經獨立試驗資料檢驗，設施番茄品種B1、B2和B3平均單株累積現蕾數實測值與模擬值的根均方差（RMSE）、平均絕對誤差(Xde)和決定系數(R2)分別為2.458個(n=24)、1.858個和0.972;1.827個(n=24)、1.426個和0.943;1.854個(n=24)、1.470個和0.941。設施番茄單株開花數實測值與模擬值的RMSE、Xde和R2分別為0.437個(n=27)、3.173個和0.8

7、64。設施番茄單株成果數實測值與模擬值的RMSE、Xde和R2分別為:0.846個(n=27)、0.717個和0.928，實測值與模擬值的吻合程度較好。說明模型可較好模擬不同品種、水分和施肥水平設施番茄單株蕾、花和果實數量形成。
　　 4.建立了設施番茄干物質生產和產量形成模型基于2009和2010年品種和施肥田間試驗和2011年品種和水分田間試驗，根據產量形成原理，通過分析不同品種、水分和施氮水平設施番茄產量與坐果數和平均單果

8、重，產量與采收期單株生物量和單株經濟系數以及平均單果重和單株經濟系數與生物量的關系，建立了設施番茄干物質生產和產量形成模擬模型。經獨立試驗資料檢驗，設施番茄群體干物質生產模擬值與實測值的RMSE、Xde和R2分別為363.135kg/hm2(n=63)、218.825kg/hm2和0.900;利用基于產量構成因素的模型時，產量模擬值與實測值的RMSE、Xde和R2分別為164.595g/plant(n=27)、135.605g/plan