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植物功能-结构模型作为数字农业的核心技术之一,正引起越来越多的关注。GREENLAB-Maize是依据植物功能-结构通用模型GREENLAB的原理开发的玉米专用模型。其可以基于器官尺度精确模拟玉米植株的生长发育过程。
本文进行了不同种植密度处理和不同栽培品种的处理试验,并对每个处理都测定了干重和鲜重。种植密度试验的研究结果表明:(1)各处理植株节元数与有效积温的线性关系一致;(2)稀植处理玉米单株生物量较高,且雌穗所占的比例最大;密植处理单位面积上的植株的生物量较高,且节间和叶片所占的比例最大;(3)各处理间植株个体及各器官的生物量差异显著,各处理内同次取样的各植株个体间生物量差异不显著;(4)各处理间比叶重不同,稀植处理比叶重明显大于密植处理,常规处理介于之间;(5)各处理植株含水量没有明显差异。品种试验的研究结果表明,品种试验中“农大108”与“绿爆1号”的关系类似于以上密度试验中稀植处理与密植处理的关系。
利用根据GREENLAB原理开发的CornerFit(V5.1)软件基于干重和鲜重反求出了描述玉米生长的11个隐含参数值。结果表明,除Pf、Ke和r2外,由试验各处理数据所计算出的各参数值变异系数都较小,稳定性很好。并采用所反求的参数值,实现了不同种植密度和栽培品种玉米植株形态结构的模拟与可视化。
GREENLAB模型的研究是基于鲜重的。在玉米生育后期生物量鲜重不再增加的情况下干重仍在增加,说明植株生长尚未结束,因此基于干重进行玉米生长的模拟更符合实际情况。本文基于干重进行了玉米生长的模拟,取得了较好的效果。