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河南农业科学 2024年第9期53卷 159-170页

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

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... 详细信息

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。

关键词：芝麻钟模型发育期模拟敏感性分析 EFAST

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芝麻发育期模拟模型参数敏感性分析与品种应用研究

芝麻发育期模拟模型参数敏感性分析与品种应用研究

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第二十届中国作物学会学术年会

作者：关皓月李梦瑶高桐梅陈先冠张文宇李国强吴金芝河南科技大学农学院河南省农业科学院农业经济与信息研究所/农业农村部黄淮海智慧农业技术重点实验室河南省农业科学院芝麻研究中心福建农林大学农学院江苏省农业科学院无锡分院/无锡市农业科学院

【研究背景】作物发育期的定量预测是准确模拟作物生长发育和生产力形成的重要基础。对芝麻而言,湿害可导致其大幅减产,因此准确预测芝麻发育进程有助于农民制定田间管理战略以减少气候变化对芝麻生产的负面影响。但模型在阶段划分、参... 详细信息

【研究背景】作物发育期的定量预测是准确模拟作物生长发育和生产力形成的重要基础。对芝麻而言,湿害可导致其大幅减产,因此准确预测芝麻发育进程有助于农民制定田间管理战略以减少气候变化对芝麻生产的负面影响。但模型在阶段划分、参数设置、模拟精度等方面存在一定差异,确定阶段划分及参数范围,对参数进行敏感性分析可提高参数校准效率。本文对芝麻发育期模拟模型的参数敏感性及不同品种于我国芝麻主产区的应用进行了探索与研究。【材料与方法】本研究基于光温综合作用对芝麻发育的影响,以钟模型理论为基础,数字化芝麻的生长发育进程,构建芝麻发育期模拟模型（SPSM）。采用扩展傅里叶幅度检验（EFAST）探讨模型参数各地区及各发育阶段下的灵敏度,确定高敏感品种参数,为参数率定提供参考。率定豫芝4号、中芝22、皖芝10和赣芝7号品种参数,并在河南、湖北、安徽和江西等芝麻主产区进行了验证。【结果与分析】（1）不同地区及不同发育阶段品种参数敏感性异同:4个主产区的敏感参数个数与排序存在差异,但Topt均为最敏感参数,平均全局敏感性指数为0.573。各主产区的4个发育阶段参数敏感性存在明显差异,播种-出苗、出苗-现蕾、现蕾-终花和终花-成熟阶段的全局敏感性指数大小顺序分别为为T>T>TS、T>k>D、T>D>k和T>D>T>k>T。（2）不同品种及不同发育阶段品种参数率定结果:率定结果均在参数取值范围内,各品种参数取值有明显差异。4个芝麻品种发育期模拟值与观测值的RMSE分别为0.71d、1.32d、1.12d、0.50d,NRMSE分别为1.39%、3.02%、2.11%、1.06%,R2和d值均为0.999。（3）不同品种及不同发育阶段品种参数验证结果:4个芝麻品种发育期模拟值与观测值的R2为0.978～0.992,RMSE为3.07～5.07 d,NRMSE在5.87%～10.81%,d值在0.996～0.997。（4）结果表明,发育阶段下限温度(T)、发育阶段最适温度(T)、发育阶段上限温度(T)、温度效应参数（TS）、临界日长（D）、光周期系数（G）和基本发育系数（k）7个品种参数中,平均全局敏感性指数大小顺序为T>k>D。4个品种的率定及验证结果均较优,可用于模拟芝麻在不同品种和地区的发育期。【结论】SPSM品种参数中T、k和D对芝麻发育进程影响较明显,且优化后的SPSM能够较好地应用于我国芝麻主产区。

关键词：芝麻钟模型发育期模拟敏感性分析 EFAST

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4种积温模型模拟滇东北烤烟发育期的效果对比

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山地农业生物学报 2022年第4期41卷 41-48页

作者：杨炳玉浦吉存舒康宁陈焘邱春丽云南省气象信息中心云南昆明650000 曲靖市气象局云南曲靖655000 大理州气象局云南大理671000 曲靖市烟草公司云南曲靖655000

利用云南陆良农业气象观测站(103°37′E,24°59′N)2010-2020年烤烟移栽期、团棵期、现蕾期、工艺成熟期4个生育期普遍期出现的日期数据、同期逐日平均气温和10 cm地温资料,建立烤烟不同生育阶段的线性活动积温(AA)模型、线性有效积温... 详细信息

利用云南陆良农业气象观测站(103°37′E,24°59′N)2010-2020年烤烟移栽期、团棵期、现蕾期、工艺成熟期4个生育期普遍期出现的日期数据、同期逐日平均气温和10 cm地温资料,建立烤烟不同生育阶段的线性活动积温(AA)模型、线性有效积温模型(AE模型和AEG模型)及沈国权非线性积温模型(NLM),并对比分析这些模型模拟烤烟发育期的效果。结果表明:(1)NLM模型对历年的模拟值与历年实况平均值的偏差最小;(2)在移栽—团棵期,NLM模型模拟效果最好,稳定性最高;团棵—现蕾期以AEG模型的稳定性更好,生育期天数模拟准确率最高,AE模型在工艺成熟期的稳定性最好且生育期天数模拟准确率最高。4个模型模拟团棵—现蕾期的稳定性都优于模拟其他发育期。(3)4个模型中NLM模拟烤烟生育期天数的误差最小,对陆良烤烟气候异常年份的模拟偏差最小。

关键词：烤烟积温模型 10 cm地温发育期模拟

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钟模型在日光温室番茄发育进程模拟中的适应性探讨

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中国农业气象 2020年第10期41卷 622-631页

作者：温永菁李春董朝阳程陈刘淑梅宫志宏黎贞发冯利平天津市静海区气象局天津301600 天津市气候中心天津300074 中国农业大学资源与环境学院北京100193

依据日光温室番茄生长发育的光温反应特性,基于2个番茄品种不同播期12个生长季的发育阶段日数、温度和日照时数观测资料,利用钟模型中相关数学指数表达式表征番茄的不同发育时期和发育进度,将番茄的发育时期指标化。随后对各个发育阶段... 详细信息

依据日光温室番茄生长发育的光温反应特性,基于2个番茄品种不同播期12个生长季的发育阶段日数、温度和日照时数观测资料,利用钟模型中相关数学指数表达式表征番茄的不同发育时期和发育进度,将番茄的发育时期指标化。随后对各个发育阶段的模型参数进行求解,得到基本发育系数、温度反应特性遗传参数和光照反应特性遗传参数等模型参数初值,对模型进行统计检验和调试,使模型的模拟值与实测值之间误差最小,由此得到模型参数终值,建立基于钟模型方法的温室番茄发育期模拟模型。经验证,该模型在播种−三叶期、播种−初花期、播种−坐果期、播种−成熟期和播种−拉秧期5个番茄发育阶段模拟值与实际观测值之间的回归估计均方根误差(RMSE)分别为8.3、14.4、16.3、23.7和28.1d;回归估计标准均方根误差(NRMSE)分别为20.78%、20.18%、20.21%、17.35%和14.86%,表明本模型模拟效果较好。将钟模型模拟结果与有效积温法模拟结果进行对比,钟模型对各个关键发育期的模拟精度更高,模拟效果更好。

关键词：温室番茄钟模型发育期模拟

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