FACE水稻生长发育模拟模型研究

论文摘要

大气CO2浓度到本世纪末预计将达到650-780μmol.mol-1（IPCC,2000）。大气CO2浓度升高不但影响气候变化,更直接影响作物生长。水稻是我国最重要的粮食作物之一,其能否可持续发展对我国粮食安全有着举足轻重的影响。随着全球大气CO2浓度的日益升高,水稻生产必将会受到一定的影响。进行水稻对大气CO2浓度升高的响应及模拟模型研究,不仅有助于揭示大气CO2浓度对农田生态系统结构、功能的影响机理,预测可能的变化趋势,也是国家制订粮食生产和化肥、农药生产长远规划,保证21世纪粮食供应的需要。本研究以武香粳14号为供试品种,利用目前我国唯一的农田开放式空气CO2浓度增高（FACE）研究平台（2001-2003,无锡,31°37’N,120°28’E;2005,江都,32°35’N,119°42’E）,大气CO2浓度设370μmol·mol-1（对照）和570μmol·mol-1（FACE）2个水平,施氮量2001年设150、250 kg·hm-2 2个水平,2002和2003年设150、250、350 kg·hm-2 3个水平,2005年设150、250 kg·hm-22个水平,主要研究FACE对水稻的生育期、茎蘖动态、干物质积累与分配,叶面积动态以及N素吸收利用的影响及其模拟模型,以期为未来大气CO2浓度倍增条件下水稻生长发育及产量预测等提供依据。主要研究结果如下:1、研究了开放系统中CO2浓度增高后水稻生育期的变化情况,结果表明,FACE处理使水稻播种-抽穗期、抽穗-成熟期以及全生育期的平均天数比对照明显缩短。增施N肥后可以减缓FACE对水稻不同生育时期的缩短程度。在此基础上构建了FACE水稻生育期模拟模型,模型以“水稻钟模型”为基础,以生育期内的平均温度作为主要驱动因子,同时引入CO2和N素影响因子,并分别用指数函数和二次曲线函数来定量描述CO2和N素效应,以调节生育期的长短。通过不同年度试验数据的检验,表明模型对CK及FACE条件下水稻不同生育期天数的预测性能好。不同生育期预测误差的根均方差（RMSE）最大为2.64d,最小只有0.15d,且相关系数均达到了极显著水平。说明FACE水稻生育

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1 FACE 水稻生长发育研究进展
• 2 作物生长模拟模型研究进展
• 2 增加条件下作物模拟研究进展'>3 CO₂增加条件下作物模拟研究进展
• 4 研究的目的与意义
• 第2章 材料与方法
• 1 研究思路
• 2 材料与方法
• 3 模型建立与检验
• 第3章 FACE水稻生育期模型
• 1 引言
• 2 结果与分析
• 3 小结与讨论
• 第4章 FACE 水稻茎蘖动态模型
• 1 引言
• 2 结果与分析
• 3 小结与讨论
• 第5章 FACE 水稻干物质积累与分配模型
• 1 引言
• 2 结果与分析
• 3 小结与讨论
• 第6章 FACE 水稻叶面积指数的模拟
• 1 引言
• 2 结果与分析
• 3 小结与讨论
• 第7章 FACE 水稻氮素动态的模拟研究
• 1 引言
• 2 结果与分析
• 3 小结与讨论
• 第8章 综合讨论
• 1 关于FACE 水稻的模拟研究
• 2 关于今后的研究设想
• 致谢
• 附: 在读期间发表的学术论文