水稻叶蘖动态模拟研究

论文摘要

水稻叶龄动态与茎蘖动态等的关系密切,研究水稻主茎叶片生长动态模型有利于了解茎蘖动态等过程的发生情况。本研究选用21个水稻品种进行播期试验,分析主茎各叶片出伸所需有效积温的变化规律,阐明了主茎各叶位叶片出伸与有效积温的关系,建立主茎出叶动态的模拟模型。在叶龄模拟的基础上进一步研究了茎蘖动态的增长及消亡与叶龄问的关系。主要研究结果如下:1)水稻品种播期不同,主茎总叶片数也随之发生相应的变化,供试的品种主茎总叶片数的变化趋势基本相同,都表现为随着的播期推迟主茎总叶片数减少。但不同品种主茎总叶片数的减少量不同,总体趋势为品种感光性越强,其主茎总叶片数减少量越多。播期对主茎伸长节间数的影响则不同,有些品种如越光、中优402等主茎伸长节问数比较稳定,播期的改变对其几乎没有影响,而另有一些品种如武粳15、密阳46等主茎伸长节间数的多少受播期的影响较大,随播种期推迟,主茎总叶片数减少的同时也导致了伸长节间数的急剧减少。这些结果表明,在同一地区水稻主茎总叶片数的变化可以反映品种的光温特性。2)主茎叶龄出伸与有效积温的关系:对各品种5个播期的资料,求取主茎各叶出伸（指叶片从露尖到完全展出）所需的有效积温。分析表明,主茎叶出伸所需的有效积温因叶位的不同而有明显的差异。总体上看,随着叶位的提高,主茎各叶出伸所需的有效积温逐渐增加。进一步分析主茎各叶出伸所需有效积温与叶位的关系,发现不同品种不同播期处理主茎各叶出伸所需有效积温都在第3和第N-n-2叶位出现转折点,整个出叶期可明显地分为三个阶段。第一段是第1叶至第3叶,随叶位提高,叶片出伸所需有效积温近似于直线增加;第二段是第4叶至N-n-2叶,在此段内各叶出伸所需的有效积温变化不大;第三段是N-n-2叶至剑叶,在此段内随叶位上升各叶出伸所需有效积温呈指数增加。对试验的品种5个播期所观察品种转折点进行相关性分析R2达0.9853。3)叶龄模拟模型:根据主茎各叶位叶片出伸所需有效积温的变化规律,把主茎叶龄动态分三段函数分别进行模拟,模拟函数如下:其中其中b2是与水稻主茎总叶龄有关的参数,为b2=α-βN式中:EATPL为主茎各叶位出伸有效积温;Lt为主茎叶龄;N为水稻品种主茎总叶片数;n为节间数,Tt为每日均温,Tb为生物学起点温度,a1,a2,a3,b1,b2,α,β为品种参数。经检验,函数模拟值与实测值根均方差（RMSE）均较小,表明模型吻合度较好。4)按叶蘖同伸关系理论,水稻第i叶龄期的单株茎蘖（Ti）包括具有分蘖能力的茎蘖数(T1（i）)和不具有分蘖能力的茎蘖数(T2（i）)两部分。即:Ti=T1（i）+T2（i）;通过各叶龄期分蘖发生率（ri）推导出茎蘖理论增长与实际增长统一的计算模型。高峰苗后通过分析各叶龄期具有1叶、2叶、3叶及4叶分蘖的组成及死亡速率,建立茎蘖消亡模型。Ti=TN-n+2-T（1）Vi（1）-T（2）Vi（2）-T（3）Vi（3）-T（4）Vi（4）式中T（4）、T（3）、T（2）、T（1）分别表示拔节叶龄期时具有4张叶片、3张叶片、2张叶片及1张叶片的茎蘖数。Vi（1）、Vi（2）、Vi（3）、Vi（4）分别表示高峰苗后i（i>N-n+3）叶龄期具有1张叶片、2张叶片、3张叶片及4张叶片的分蘖死亡速率。利用本试验的数据对模型检验的结果显示,模型能较好地模拟茎蘖增长和衰亡动态。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 水稻生育期的温光生态模型
• 2 水稻叶片生长动态模拟模型
• 2.1 水稻叶片的生长
• 2.2 水稻主茎总叶龄
• 2.3 叶龄动态模拟
• 3 水稻茎蘖动态的研究
• 3.1 水稻分蘖的发生及最大分蘖叶位数
• 3.2 水稻分蘖与主茎叶龄的关系
• 3.3 茎蘖动态模拟
• 4 问题与展望
• 5 本研究的目的和意义
• 参考文献
• 第二章 水稻主茎出叶动态模拟模型研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试品种
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 播期对主茎总叶片数和伸长节间数的影响
• 2.2 主茎各叶出伸所需的有效积温
• 2.3 水稻主茎出叶的模拟模型及参数确定
• 2.4 模型的验证
• 3 小结
• 参考文献
• 第三章 茎蘖动态模拟研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 测定内容
• 1.3 统计分析方法
• 2 结果分析
• 2.1 水稻茎蘖消长随主茎叶龄的变化规律
• 2.2 水稻茎蘖增长动态
• 2.2.1 分蘖鞘发生分蘖品种
• 2.2.2 分蘖鞘不发生分蘖品种
• 2.2.3 群体茎蘖增长的计算
• 2.2.4 分蘖起始叶龄的校正
• 2.2.5 各叶龄期分蘖发生率的变化
• 2.3 水稻茎蘖消亡动态
• 3 模型的检验
• 4 小结
• 参考文献
• 第四章 讨论与结论
• 1 讨论
• 1.1 作物生育期模型
• 1.2 茎蘖动态模型
• 2 结论
• 2.1 叶龄动态模型
• 2.2 茎蘖动态模型
• 3 创新点
• 4 存在问题
• 参考文献
• 致谢
• 附:硕士期间己发表和待发表的相关论文