一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法技术

技术编号:10868798 阅读:99 留言:0更新日期:2015-01-07 10:14
本发明专利技术提供了一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法,属于农业技术领域,通过测定设施作物生长情况与采集气象数据,计算设施作物生长期的累积光热效应,建立单株作物植株叶数与光热效应的关系,模拟作物的不同叶序的叶长增长率和最大叶长,同时计算实际叶长,利用叶面积与叶长平方的回归模型计算单叶面积,该方法克服了积温法和比叶面积法的缺点和局限,显著提高了叶面积预测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法
本专利技术属于农业
,具体涉及一种基于出叶和展叶过程的设施作物叶面积 模拟方法。
技术介绍
提高设施作物生产的资源利用率、降低生产成本、保证适时地向市场提供优质安 全的农产品,是我国设施作物生产中亟待解决的关键问题,而设施作物模式化栽培是解决 此问题的有效方法。作物模式化研究是科学安排生产和调控作物生长环境以实现作物生产 的优质高效的一项重要内容,作物模型的研究取得的成果主要集中于大田作物。设施作物 的生长发育尤其是株高和叶面积的变化,不仅影响设施作物的生长发育与产量的形成,而 且影响其水肥管理。 在已有的设施作物生长模型叶面积预测研究中,常用的模拟叶面积指数的方法有 两种,一种是积温(⑶D)法;另一种是比叶面积(SLA)法。在大田作物生产中,由于温度的 变化与太阳辐射的变化基本同步,用GDD法来模拟叶面积准确性较好。在温室作物生产中, 因温室内温光不同步,用GDD法来模拟叶面积,没有考虑辐射对叶面积的影响,预测结果误 差较大。SLA法是对作物进行破坏性取样,规律性较差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于:克服现有技术的不足,提出一种基于出叶和展叶 过程的设施作物叶面积模拟方法,利用设施温室内气象数据与实验观测数据,可以准确预 测设施作物植株的叶面积。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法,具体包括如下步骤: 步骤A :开展设施作物栽培试验,收集作物叶片生长数据和设施小气候数据; 步骤B :根据步骤A收集的数据计算描述叶片生长的综合光温指标,从而构建光热 效应; 步骤C :建立出叶数与光热效应的数学模型,得到单株作物叶片数量; 步骤D :构建作物不同叶序叶片的平均增长速率和最大叶长的模拟模型,模拟不 同叶序的叶片长度; 步骤E :利用叶面积与叶长平方的回归模型计算出单叶面积,再对单叶面积进行 积分得到单株叶面积。 进一步地,本专利技术的一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法,所述的步 骤A包括以下步骤: 步骤A1 :在设施温室大棚内设立自动气象站,采集温室内一定高度处的空气温度 与设施作物冠层上方的太阳辐射,将太阳辐射乘以转换因子转化为光合有效辐射; 步骤A2 :每天记录设施作物出叶数,每隔一定时间测一次不同叶序的叶片长度, 利用纸张描出叶片形状,称出纸张重量,换算出每个叶片的叶面积,利用该单片叶面积与实 际测定的长度进行回归求得作物叶面积系数cn。 进一步地,本专利技术的一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法,所述的步 骤A1中一定高度取值为1. 5m,转换因子取值为〇. 5 ;所述的步骤A2中一定时间取值为2天。 进一步地,本专利技术的一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法,所述的步 骤B计算描述叶片生长的综合光温指标,是通过计算定植后第i天的日光热效应ui实现, m = Aχ(?-eraxl)x(1 -ep{T^ M 二 Σι? 式中,ui为定植后第i天的日光热效应,M为某发育阶段的累积光热效应;T为设 施每日平均温度,I为每日辐射日积分,Tb为发育最低温度,T m为发育最高温度,Α和α、β、 γ为模型参数,e作为数学常数,是自然对数函数的底数。 进一步地,本专利技术的一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法,所述的步 骤C建立出叶数与光热效应的数学模型,是根据采集的气象数据与测量得到的叶片数按下 列公式进行计算: 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤A:开展设施作物栽培试验,收集作物叶片生长数据和设施小气候数据;步骤B:根据步骤A收集的数据计算描述叶片生长的综合光温指标,从而构建光热效应;步骤C:建立出叶数与光热效应的数学模型,得到单株作物叶片数量;步骤D:构建作物不同叶序叶片的平均增长速率和最大叶长的模拟模型,模拟不同叶序的叶片长度;步骤E:利用叶面积与叶长平方的回归模型计算出单叶面积,再对单叶面积进行积分得到单株叶面积。

【技术特征摘要】
1. 一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法,其特征在于:具体包括如下步 骤: 步骤A :开展设施作物栽培试验,收集作物叶片生长数据和设施小气候数据; 步骤B :根据步骤A收集的数据计算描述叶片生长的综合光温指标,从而构建光热效 应; 步骤C :建立出叶数与光热效应的数学模型,得到单株作物叶片数量; 步骤D:构建作物不同叶序叶片的平均增长速率和最大叶长的模拟模型,模拟不同叶 序的叶片长度; 步骤E:利用叶面积与叶长平方的回归模型计算出单叶面积,再对单叶面积进行积分 得到单株叶面积。2. 根据权利要求1所述的一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法,其特征在 于:所述的步骤A包括以下步骤: 步骤A1 :在设施温室大棚内设立自动气象站,采集温室内一定高度处的空气温度与设 施作物冠层上方的太阳辐射,将太阳辐射乘以转换因子转化为光合有效辐射; 步骤A2 :每天记录设施作物出叶数,每隔一定时间测一次不同叶序的叶片长度,利用 纸张描出叶片形状,称出纸张重量,换算出每个叶片的叶面积,利用该单片叶面积与实际测 定的长度进行回归求得作物叶面积系数C m。3. 根据权利要求2所述的一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法,其特征在 于:所述的步骤A1中一定高度取值为1. 5m,转换因子取值为0. 5 ;所述的步骤A2中一定时 间取值为2天。4. 根据权利要求2所述的一种基于出叶和展叶的设施作物叶面积模拟方法,其特征在 于:所述的步骤B计算描述叶片生长的综合光温指标,是通过计算定植后第i天的日光热效 应ui实现, m = Ax(\-e ,/x/) χ (1 - p[> '1) x (1 - c·- ;M l 1') M = Σι? 式中,ui为定植后第i天的日光热效应,M为某发育阶段的累积光热效应;T为设施每...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨再强薛晓萍李永秀孙擎
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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