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基于能量模型的水稻生长模型

刘春 张春辉 郭萨萨

刘春, 张春辉, 郭萨萨. 基于能量模型的水稻生长模型. 应用气象学报, 2013, 24(2): 240-247..
引用本文: 刘春, 张春辉, 郭萨萨. 基于能量模型的水稻生长模型. 应用气象学报, 2013, 24(2): 240-247.
Liu Chun, Zhang Chunhui, Guo Sasa. Rice growth model based on energy model. J Appl Meteor Sci, 2013, 24(2): 240-247.
Citation: Liu Chun, Zhang Chunhui, Guo Sasa. Rice growth model based on energy model. J Appl Meteor Sci, 2013, 24(2): 240-247.

基于能量模型的水稻生长模型

详细信息
    通信作者:

    刘春, email: liuchundsh@126.com

Rice Growth Model Based on Energy Model

  • 摘要: 该文考虑生命活动与物质交换和能量流动的关系,从热力学出发,引入一维能量模型。在一维能量模型的基础上,将水稻对外界能量的摄取能力与水稻生长季中的气温变化规律联系起来,建立在气温变化条件下水稻的生长模型。结合气温增长率、水稻最适气温和不同阶段的生物量,以徐士良单形调优算法为基础,利用Forcal二维方程参数拟合,得到关于水稻自然增长率、气温波幅和初始值等参数的最优拟合。将最优拟合数据代入水稻的生长模型,拟合得到水稻的生长曲线和水稻生长随气温的变化趋势。以水稻的生长模型为基础,定性分析水稻的临界气温和最大生长率出现时间。通过分析发现,水稻生长季的临界气温与气温增长率无关;水稻的最大生长率出现时间为水稻分蘖后期、孕穗期。为考虑异常气温对水稻生长的影响,利用Matlab对水稻分蘖期低温和生殖生长期高温的水稻生长进行模拟,结果表明:水稻后期高温对产量影响比前期受低温影响严重。
  • 图  1  常温时水稻种群生物量增长规律

    (a) 生长趋势,(b)T-u趋势

    Fig. 1  The growth pattern of rice population biomass under normal temperature

    (a) the growth trend, (b) the T-u trend

    图  2  水稻生长季临界气温与气温增长速率的关系

    (a) supuk的关系,(b) 临界气温与k的关系

    Fig. 2  The relationship of critical temperature and the temperature growth rate

    (a) the relationship of supu and k, (b) the relationship of critical temperature and k

    图  3  水稻生长前期低温与常温下的生长趋势比较 (k=-0.2)

    Fig. 3  The trend comparison of rice reproductive growth stage with low temperature and normal (k=-0.2)

    图  4  水稻生殖生长期高温与常温下的生长趋势比较 (k=0.4)

    Fig. 4  The trend comparison of rice productive growth stage with high temperature and normal (k=0.4)

    表  1  内江地区水稻种群调查数据

    Table  1  The rice survey data of Neijiang

    日期 水稻鲜重/(g·m-2) 水稻干重/(g·m-2)
    05-01 96.7 27.8
    06-01 240.9 96.9
    07-01 370.2 235.7
    07-20 478.9 260.1
    08-10 514.7 283.6
    08-20 506.1 279.7
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    表  2  内江地区水稻生育期

    Table  2  The rice growth duration of Neijiang

    日期 日序 所处生育期
    05-01 1 移栽期
    06-01 31 分蘖期
    07-01 61 孕穗期
    07-20 81 抽穗期
    08-10 102 灌浆期
    08-20 112 成熟期
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-03-28
  • 修回日期:  2012-12-21
  • 刊出日期:  2013-04-30

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