1 引言
2 生长模型系统研究
2.1 总体研究思路
2.1 基于物联网技术的大田信息实时采集
2.2 作物生长过程模拟模型
2.3 基于Agent的“作物-环境-管理措施”数字化模拟系统设计与构建
3 作物生长过程形态三维可视化研究
3.1 田间试验设计
表1 试验设计方案Table 1 Design scheme for wheat field experiment |
主因子 品种(V) | 副因子 氮肥(N)(kg/hm2) | ||
---|---|---|---|
V1 | 衡观35(Hg35) | N1 | 0 |
V2 | 济麦22(Jm22) | N2 | 225 |
V3 | 衡4399(H4399) | N3 | 300 |
3.2 数据采集及模型构建方法
表2 Hg35、Jm22和H4399小麦遗传参数Table 2 Genetic parameters for wheat varieties Hg35, Jm22 and H4399 |
品种 | 遗传参数 | |||
---|---|---|---|---|
Lm | Ln | 出苗积温 (℃·d) | 叶热间距 (℃·d) | |
Hg35 | 10 | 4 | 130 | 90 |
Jm22 | 11 | 4 | 135 | 95 |
H4399 | 10 | 4 | 125 | 88 |
3.3 结果分析
表3 Hg35小麦叶长、最大叶宽、叶片高度和株高模拟模型Table 3 Leaf length, maximum leaf width, leaf height and plant height simulation models for Hg35 |
类别 | 处理 | 叶位* | 回归方程 | R2 | F | Sig. |
---|---|---|---|---|---|---|
叶长 | N1 | 5 | Y =20/(1+3.4*e-0.005x) | 0.861 | 30.911 | 0.003 |
6 | Y =20/(1+1.24*e-0.004x) | 0.907 | 48.759 | 0.001 | ||
7 | Y =20/(1+2*e-0.004x) | 0.887 | 39.305 | 0.002 | ||
N2 | 5 | Y =25/(1+4.2*e-0.005x) | 0.983 | 340.191 | 0.000 | |
6 | Y =25/(1+0.675*e-0.002x) | 0.813 | 17.372 | 0.014 | ||
7 | Y =25/(1+1.775*e-0.002x) | 0.772 | 10.153 | 0.045 | ||
N3 | 5 | Y =25/(1+17.83*e-0.008x) | 0.916 | 65.700 | 0.000 | |
6 | Y =25/(1+0.925*e-0.002x) | 0.919 | 57.042 | 0.001 | ||
7 | Y =25/(1+2.65*e-0.003x) | 0.950 | 57.049 | 0.005 | ||
最大叶宽 | N1 | 5 | Y =1.4/(1+2.23*e-0.002x) | 0.868 | 39.559 | 0.001 |
6 | Y =1.4/(1+1.56*e-0.002x) | 0.98 | 240.758 | 0.000 | ||
7 | Y =1.4/(1+3.26*e-0.005x) | 0.959 | 117.673 | 0.000 | ||
N2 | 5 | Y =1.6/(1+3.76*e-0.002x) | 0.905 | 47.363 | 0.001 | |
6 | Y =1.6/(1+1.52*e-0.003x) | 0.853 | 29.116 | 0.003 | ||
7 | Y =1.6/(1+1.41*e-0.004x) | 0.864 | 38.040 | 0.001 | ||
N3 | 5 | Y =1.6/(1+2.64*e-0.003x) | 0.971 | 165.689 | 0.000 | |
6 | Y =1.6/(1+2.17*e-0.004x) | 0.999 | 4359.236 | 0.000 | ||
7 | Y =1.6/(1+1.5*e-0.004x) | 0.853 | 17.371 | 0.025 | ||
叶片高度 | N1 | 5 | Y =15/(1+45.56*e-0.006x) | 0.888 | 47.609 | 0.000 |
6 | Y =23/(1+15.59*e-0.006x) | 0.885 | 53.755 | 0.000 | ||
7 | Y =37/(1+37.26*e-0.009x) | 0.962 | 202.286 | 0.000 | ||
N2 | 5 | Y =17/(1+130.42*e-0.006x) | 0.974 | 262.484 | 0.000 | |
6 | Y =25/(1+22.58*e-0.007x) | 0.954 | 125.491 | 0.000 | ||
7 | Y =38/(1+30.29*e-0.009x) | 0.994 | 1083.77 | 0.000 | ||
N3 | 5 | Y =19/(1+34.9*e-0.005x) | 0.93 | 93.405 | 0.000 | |
6 | Y =28/(1+17.98*e-0.006x) | 0.969 | 283.65 | 0.000 | ||
7 | Y =43/(1+32.25*e-0.008x) | 0.982 | 447.178 | 0.000 | ||
株高 | N1 | -- | Y =45/(1+530.36*e-0.008x) | 0.981 | 462.432 | 0.000 |
N2 | -- | Y =51/(1+157.39*e-0.006x) | 0.959 | 211.479 | 0.000 | |
N3 | -- | Y =52/(1+208.57*e-0.007x) | 0.969 | 277.546 | 0.000 |
注:小麦植株自下而上的叶片位置。 |
图7 Hg35小麦不同施氮处理生长模拟Fig. 7 Hg35 growth simulation model under different N conditions |
图8 Jm22小麦不同施氮处理生长模拟Fig. 8 JM22 growth simulation model under different N conditions |