宿根甘蔗光合生產(chǎn)和干物質(zhì)分配模型的構(gòu)建.pdf

1、本文根據(jù)甘蔗生物學(xué)特性,利用湛江地區(qū)種植過的七個(gè)甘蔗品種為試驗(yàn)材料,通過田間試驗(yàn)和廣泛收集資料,以甘蔗生長發(fā)育的生理生態(tài)過程為主線,建立了基于生理過程的光合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)及其相關(guān)模擬模型,包括比葉重動(dòng)態(tài)模型、單株總?cè)~面積動(dòng)態(tài)模型、莖蘗消長動(dòng)態(tài)模型、葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)模型、凈光合速率動(dòng)態(tài)模型、干物質(zhì)分配指數(shù)動(dòng)態(tài)模型、器官鮮重含水率動(dòng)態(tài)模型以及光合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模型和干物質(zhì)分配動(dòng)態(tài)模型。其中光合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模型是本研究的重點(diǎn),它包括單葉光合作用模型、群體光合作

2、用模型、呼吸作用模型和干物質(zhì)積累模型。通過與干物質(zhì)分配指數(shù)動(dòng)態(tài)模型相結(jié)合建立了干物質(zhì)分配動(dòng)態(tài)模型。利用未參與建模的數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)調(diào)試和模型檢驗(yàn),檢驗(yàn)結(jié)果表明:模型對(duì)甘蔗蔗株在生育期干物質(zhì)積累與分配的總量具有較好的預(yù)測(cè)效果。但是用此模型來模擬蔗株不同生育期的干物質(zhì)積累與分配,在某些發(fā)育階段,模擬與實(shí)測(cè)值間還存在較大差異,故需進(jìn)一步完善模型,為今后甘蔗生長模型的研究和發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和參考。
　　 根據(jù)甘蔗比葉重的在不同生育時(shí)期的動(dòng)態(tài)

3、變化情況,用方程y=EXP(a(x-b)2+c)+d進(jìn)行擬合,擬合結(jié)果表明,該模型能較好地模擬不同甘蔗品種葉片比葉重的變化情況。
　　 根據(jù)甘蔗群體的葉面積指數(shù)和蔗株總?cè)~面積的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律以及在生長后期都有下降的趨勢(shì),本研究用加了二次函數(shù)的LOGISTIC方程進(jìn)行了擬合,這樣無論是擬合的精度還是實(shí)際的意義都能較好地反應(yīng)甘蔗群體葉面積指數(shù)和蔗株總?cè)~面積的變化情況。擬合結(jié)果表明,該模型對(duì)甘蔗葉面積指數(shù)和蔗株總?cè)~面積的動(dòng)態(tài)變化具有較好

4、的解釋性。
　　 通過測(cè)定七個(gè)不同甘蔗品種在不同生育時(shí)期的凈光合速率,發(fā)現(xiàn)凈光合速率隨生育時(shí)期的變化為一單峰曲線,甘蔗群體莖蘗數(shù)也有類似的動(dòng)態(tài)變化,本研究用Lorentzian曲線方程分別進(jìn)行擬合,擬合結(jié)果表明:對(duì)七個(gè)甘蔗品種凈光合速率和莖蘗數(shù)動(dòng)態(tài)變化擬合的精度很高。同時(shí)通過對(duì)七個(gè)甘蔗品種凈光合速率性狀的聚類分析,把七個(gè)甘蔗品種分為三類。對(duì)每一類分別建立了模型。由于模型中的參數(shù)可以反映出不同品種甘蔗光合作用特性,可以為甘蔗的高光

5、效育種提供參考以提高育種效率。
　　 本研究在甘蔗單葉光合作用模型的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了溫度對(duì)光合作用最大速率的影響函數(shù)。通過擬合光合作用速率隨生育期的動(dòng)態(tài)變化,建立了生理年齡因子對(duì)光合作用最大速率影響的模型。根據(jù)門司.佐伯的理論來計(jì)算甘蔗群體冠層每日的光同化量,再通過同化量與呼吸消耗量之差建立了光合生產(chǎn)與干物質(zhì)積累模型。
　　 本研究采用某一時(shí)刻甘蔗植株地上部各器官干物質(zhì)重與總干物質(zhì)重的比例來計(jì)算地上部各個(gè)器官的干物質(zhì)分配指