干旱胁迫下春玉米冠层吐丝动态及籽粒数模拟研究

摘要：

[目的]为实现干旱胁迫下玉米冠层吐丝动态的模拟,建立开花—吐丝间隔(anthesis-silking interval,ASI)和吐丝百分率与单位面积籽粒数的关系,改善干旱胁迫条件下玉米籽粒数的模拟效果.[方法]本研究基于锦州农业气象试验站干旱胁迫控制试验,测定了不同水分处理下玉米开花前后植株平均生长速率(PGR)、玉米冠层逐日吐丝百分率动态、ASI、开花后果穗生物量累积和株籽粒数等指标,利用上述数据确定了玉米冠层吐丝动态模型参数;进行了模拟吐丝百分率对植株生长速率平均值(PGRAVE)和标准差(PGRSD)两个输入参数的敏感性分析;基于果穗生物量累积过程,考虑干旱胁迫条件下冠层内植株个体间PGR的差异,开展开花前后不同干旱胁迫条件下冠层吐丝动态过程模拟;建立ASI与株结实率(株籽粒数占株最大潜在籽粒数的百分比)的定量关系;基于冠层吐丝动态模型模拟的开花后吐丝植株百分率、单株最大潜在籽粒数和株结实率,构建了基于冠层吐丝动态的籽粒数模型,进行了干旱胁迫下的籽粒数模拟与检验.[结果]冠层吐丝动态模型对PGRAVE和PGRSD的敏感性分析结果显示,与PGRSD变化相比,PGRAVE变化对吐丝百分率影响更大,PGRAVE越大,PGRSD越小,植株达到50％吐丝的时间越短.玉米冠层吐丝动态模型可以较准确地模拟开花后逐日吐丝百分率,花期干旱胁迫下观测值与模拟值的决定系数R2为0.88-0.98,均方根误差RMSE为4％—12％,归一化均方根误差NRMSE为8％—27％;耦合冠层吐丝动态模拟结果,构建了基于冠层吐丝动态的籽粒数模型,该模型可以较准确地模拟干旱胁迫下玉米单位面积籽粒数,观测值与模拟值的R2为0.85,RMSE为185粒/m2,NRMSE为10％.[结论]通过引入冠层吐丝动态模型,构建基于冠层吐丝动态的籽粒数模型,实现了干旱胁迫下玉米关键物候期(吐丝时间、开花—吐丝间隔和吐丝百分率)的模拟和籽粒数模拟,为实现干旱胁迫下基于冠层吐丝动态的产量模拟奠定基础.

关键词：果穗生物量、开花—吐丝间隔、吐丝百分率、籽粒数、植株生长速率

所属期刊栏目：55

分类号：S513;S152.7;S318

资助基金：国家自然科学基金;中央级公益性科研院所基本科研业务费项目

在线出版日期：2022-11-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：3530-3542