芝麻发育期模拟模型参数敏感性分析与优化

作     者：关皓月 李梦瑶 李国强 张建涛 高桐梅 陈先冠 张文宇 吴金芝 GUAN Haoyue;LI Mengyao;LI Guoqiang;ZHANG Jiantao;GAO Tongmei;CHEN Xianguan;ZHANG Wenyu;WU Jinzhi

作者机构：河南科技大学农学院河南洛阳471023 河南省农业科学院农业信息技术研究所/农业农村部黄淮海智慧农业技术重点实验室河南郑州450002 河南省农业科学院芝麻研究中心河南郑州450002 福建农林大学农学院福建福州350002 江苏省农业科学院无锡分院江苏无锡214174 

出 版 物：《河南农业科学》 (Journal of Henan Agricultural Sciences)

年 卷 期：2024年第53卷第9期

页      面：159-170页

学科分类：082804[工学-农业电气化与自动化] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：河南省农业科学院自主创新项目(2024ZC073) 河南省农科院农业信息技术研究所科技创新领军人才培育计划项目(2021KJCX02) 国家自然科学基金青年基金项目(31301239) 

主　　题：芝麻 钟模型 发育期模拟 敏感性分析 EFAST 

摘      要：作物发育期是制定作物田间管理决策的重要依据。为准确预测芝麻发育进程,通过量化芝麻生理过程对温度和光周期的响应规律,构建了以钟模型理论为基础的芝麻发育期模拟模型(Sesame phenology simulation model,简称SPSM),采用扩展傅里叶幅度检验法(EFAST)分析参数敏感性,以确定影响芝麻发育进程的高敏感性参数。采用蒙特卡罗寻优法率定4个芝麻品种的参数,并在河南、湖北、安徽和江西等芝麻主产区进行验证。结果表明,模型的7个品种参数中,发育阶段最适温度(T_(opt))、基本发育系数(k)和临界日长(D_(c))平均全局敏感性指数最高。经品种参数率定,豫芝4、中芝22、皖芝10和赣芝7的全发育期模拟值与观测值的R^(2)均为0.999,RMSE为0.50~1.32 d,NRMSE为1.06%~3.02%,Willmott一致度(d)均为0.999。经独立验证,上述4个芝麻品种发育期模拟值与观测值的标准差在0~7.65 d,R^(2)分别为0.978、0.984、0.992、0.989,RMSE分别为5.07、4.43、3.07、4.24 d,NRMSE和d值分别在5.87%~9.44%和0.996~0.997。优化后的SPSM能够较好地模拟我国芝麻主产区芝麻的发育动态。