大豆茎秆、叶片及豆荚生长的动态模拟-论文.pdf

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1、第29卷第20期农业工程学报Vo1．29No．202013年1O月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringOct．2013151大豆茎秆、叶片及豆荚生长的动态模拟徐寿军，李志刚，杨恒山，陈传梅，赵达，郭艳锋2(1．内蒙古民族大学农学院，通辽028043；2．沈阳农业大学园艺学院，沈阳110866)摘要：以疆莫豆1号、蒙豆3O、北豆5号为试材，在系统观测的基础上，构建了大豆茎秆、叶片和豆荚等器官的形态建成模型。模型以生理发育时间为时间步长，以生理发育日来衡量茎秆、叶片和豆荚的生长进程与生长次序，以品种遗传参数为基础来确定其他

2、的模型参数，引入了最小含氮量、最大含氮量和临界含氮量来订正氮素的影响。不同品种不同播期的检验结果表明，节间长度的模拟误差在0．O8～O．59cm，RMSE在0．25～0．28cm；节间粗度的模拟误差在O～O．10cm，RMSE在0．o4～0．05cm；叶片长度的模拟误差在0．28t0．58cm，RMSE为0．47cm；叶片宽度的模拟误差在0-31～0．39cm，RMSE在0-35～0．36cm；豆荚长度的模拟误差在0．14～0．39cm，RMSE在0．24~0．39cm；豆荚宽度的模拟误差在0．09--~0．21cm，RMSE在0．14～0．17cm；豆荚厚度的模拟误差在0．O4～0．09cm

3、，RMSE在0．06～0．07cm。模型表现出较好的预测性和可靠性。该研究可为大豆器官形态的虚拟显示提供参考。关键词：作物，数值模拟，模型，大豆，器官，形态建成doi．"10．3969~．issn．1002—6819．2013．20．021中图分类号：$565．1文献标志码：A文章编号：1002—6819(2013)一20—0151-09徐寿军，李志刚，杨恒山，等．大豆茎秆、叶片及豆荚生长的动态模拟[J]．农业工程学报，2013，29(20)：151—159．XuShogun，LiZhigang，YangHengshan，eta1．Dynamicsimulationofstem，leafand

4、poddevelopmentonsoybcan[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2013，29(20)：151—159．(inChinesewithEnglishabstract)见报道u7]0本研究通过对大豆的茎秆、叶片、豆0引言荚生长过程的系统观测，在定量研究的基础上，构器官形态建成是作物生长发育的基础。作物的建了大豆节间伸长和增粗、叶片扩展、豆荚生长的形态结构在很大程度上决定了作物的竞争能力和动态模型，为构建大豆生长决策支持系统奠定基资源获取强度⋯。作物器

5、官形态建成的模拟是作物础，也为实现大豆从器官到个体形态的虚拟显示、生长模拟中的重要部分，明确作物的外部形态变化可视化研究提供关键技术。规律，定量化研究作物形态建成过程，对作物产量、1材料与方法品质形成具有重要的理论意义和实际应用价值，同时，也是虚拟作物和作物可视化研究的前期基础。1．1供试材料目前，关于作物器官形态建成的动态模拟，国外学供试品种为疆莫豆1号、蒙豆30、北豆5，由者已在多种作物展开L2J。在国内，常丽英等L6J、石黑龙江省农业科学院提供。各供试品种均为亚有限春林等]模拟了水稻叶片叶鞘和节间的生长过程，结荚习性，其中蒙豆30株高120cm左右，茎秆较陈国庆等1、王声锋等l、谭子辉等

6、[io]、张文宇等[11】、粗，豆荚较大；北豆5株高70ClTI左右，茎秆较细，胡军成等¨1分别模拟了小麦叶片、叶鞘和节间、株豆荚较小；疆莫豆1号株高90cm左右，茎秆粗细高、茎鞘夹角、麦穗、根的生长过程。周娟等l1引、和豆荚大小均为中等。陈超等[141分别模拟了棉花的茎、枝、叶、果节、棉1．2试验设计铃的生长过程。徐寿军等5J模拟了大麦叶片、茎秆、试验1于2010年在内蒙古民族大学实验农场穗的生长过程。关于大豆形态建成的动态模拟，鲜进行，土壤类型为灰色草甸土，pH8-3，有机质15mg／kg，碱解氮62mg／kg，速效磷35mg／kg，速收稿日期：2013．03．25修订日期：2013—09

7、．23效钾140mg／kg。试验地区≥10℃年有效积温在基金项目：内蒙古自治区高等学校科学研究项目(NJ09098)，公益性行业(农业)科研专项经费项目(201103001)，内蒙古民族大学创新团队2500~3200℃之间，无霜期110～130d。试验设2建设计划项目(NMD1003)。个播期，分别于5月2日、5月l4日播种。肥料以作者简介：徐寿军(1969一)，男，教授，博士。主要从事农业信息基