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| 1 | 作物模型发展探讨显示文摘为进一步深化与促进作物模型发展,并融入国际潮流,论文以系统学思想为指导,采用系统分析、分类、比较及认识论挖掘等方法,通过作物模型概念、分类、作用及其与数字种植业的关系分析,阐述了作物模型的作用,综述了国内外作物模型研究与应用新动态,比较了国际上作物生长模型四大研究组(DSSAT,School of de Wit,APSRU及中国)和功能-结构植物模型三大研究组(L-Studio,GREENLAB及中国)间作物模型的差异,分析了存在问题,提出了进一步发展的对策和建议。目前,虽然作物模型在数字种植业中的应用较少,但随着中国农业的发展,特别是城乡结构的变化,未来它将具有广阔的应用和发展前景。 | 曹宏鑫 赵锁劳 葛道阔 刘永霞 刘岩 孙金英 岳延滨 张智优 陈煜利 | 2011 | 中国农业科学2011，44，17： | 71 |
| 2 | 缓/控释肥对杂交水稻根系形态、生理特性和产量的影响显示文摘以杂交中稻F优498为试验材料,采用两因素裂区试验研究4种氮肥种类(尿素一道清、尿素常规运筹、硫包膜缓释肥、树脂包膜控释肥)在不同移栽秧龄施肥对水稻不同生育期根系形态及籽粒产量的影响。结果表明,在秧苗3叶1心、5叶1心移栽时水稻在结实期的总根长、根系体积和根系伤流强度比7叶1心移栽时高。与施用尿素相比,施用缓/控释肥显著增加了根干重、总根长、根系体积和根系伤流强度。在不同移栽秧龄下,施用缓/控释肥均能促进水稻根系生长并向土壤深层分布,保持根系活力。相关分析表明,水稻籽粒产量与抽穗后的根干重、总根长、根系表面积、伤流强度和10 cm以下的根系分布比例呈显著或极显著正相关。综合根系形态生理与产量表现,5叶1心移栽、施用树脂包膜控释肥,为本试验的最佳处理。 | 彭玉 马均 蒋明金 严奉君 孙永健 杨志远 | 2013 | 植物营养与肥料学报2013，19，5： | 76 |
| 3 | 水稻根系与叶片形态特征关系的定量分析显示文摘定量分析拔节—孕穗期间水稻根系形态参数与叶片形态特征间的关系。以江苏省农业科学院培育的高产品种两优108(V1,杂籼)、86优8(V2,杂粳)和南粳43(V3,常规粳稻)为材料,采用塑料桶土培,设施肥(每盆N 3.6 g、P2O50.8 g、K2O 3.6 g)与不施肥(处理同施肥基土)两个处理,在试验观测的基础上,建立水稻不同处理下根系形态参数与叶片性状间的预测回归模型。研究表明:拔节—孕穗期间水稻根系形态参数与叶片形态特征间的3个预测回归模型的方差分析都达到极显著水平,拟合度较好,单株总根长、总根表面积及总根体积模拟值与实测值的平均绝对误差分别为每株-176.506 cm、8.784 cm2及-1.624 cm3(n=24),差值标准误分别为每株31.542cm、15.653 cm2和2.117 cm3,相关系数分别为0.913**、0.904**和0.907**。上述拔节—孕穗期间叶片形态特征与根系形态间预测回归模型,为探明水稻地下与地上几何性状的联系提供了借鉴,也为支撑水稻植株地上部与地下部的协同虚拟表达,以及高产株型及栽培措施选择等提供了参考。 | 刘永霞 岳延滨 刘岩 曹宏鑫 葛道阔 魏秀芳 | 2011 | 江苏农业学报2011，27，3： | 15 |
| 4 | 水氮管理对不同氮效率水稻根系性状、氮素吸收利用及产量的影响显示文摘【目的】探究水氮管理措施对不同氮效率水稻根系构型、氮素吸收利用和产量形成的影响,以及根系性状特征与氮素吸收利用和产量关系。【方法】试验采用三因素裂裂区设计,主区为2个不同氮效率水稻品种德香4103(氮高效型)和宜香3724(氮低效型),裂区设置'常规灌溉'和'控制性交替灌溉'2种水分管理方式,裂裂区为SPAD指导施肥、优化施肥以及农民习惯施肥3种施氮模式,运用岭回归分析方法探究根系构型与氮素吸收利用和产量的关系。【结果】水稻抽穗期根系性状、产量、每穗粒数、千粒重及总颖花量均存在显著的基因型差异。氮高效品种德香4103每穗粒数多,群体库容量大,产量较氮低效品种宜香3724高0.24%~11.31%;控制性交替灌溉有利于水稻千粒重的增长,常规灌溉则对水稻有效穗数、每穗粒数及群体颖花量提高更为有利;SPAD指导施肥和优化施肥处理能够提高水稻有效穗数和每穗粒数,扩大群体颖花量以保证其对农民习惯施肥的产量优势;由于水氮互作效应的存在,控制性交替灌溉下施氮处理与空白处理水稻千粒重的差距比常规灌溉的大幅降低,使得控制性交替灌溉下施用氮肥的增产效果更佳。德香4103的氮肥生理利用率较宜香3724平均高8.69%,常规灌溉下水稻氮积累量较高,控制性交替灌溉下氮肥回收率、农学利用率、生理利用率均较优;与农民习惯施肥处理相比,SPAD指导施肥与优化施肥模式更有利于水稻氮素吸收利用效率的提高。拔节期、抽穗期和成熟期水稻根系构型与产量岭回归方程的决定系数范围为0.4198~0.9028,其中,抽穗期根系性状与产量关系最为密切,氮高效和氮低效品种的决定系数均超过0.9。在拔节期,水稻细分枝根长对产量影响最大;在抽穗期,氮高效和氮低效品种存在差异,前者是粗分枝根长,后者是细分枝根表面积对产量影响最大;在成熟期,不定根长与产量关系最为密切。水稻抽穗期根系构型对氮积累量变化的解释程度较高,岭回归方程决定系数均接近0.7。就水氮管理措施而言,氮高效和氮低效水稻均应采用常规灌溉配套SPAD指导施肥或控制性交替灌溉结合优化施肥来实现产量的提高。【结论】水稻抽穗期根系构型与产量、氮积累量关系密切,采用合理的水氮管理措施能够实现水稻产量和氮素吸收利用效率的同步提高。 | 李娜 杨志远 代邹 孙永健 徐徽 何艳 蒋明金 严田蓉 郭长春 马均 | 2017 | 中国水稻科学2017，31，5： | 14 |
| 5 | 农业模型与数字农业发展探讨显示文摘为了进一步深化与促进农业模型与数字农业发展,并融入国际发展潮流,以系统学思想为指导,采用系统分析及认识论挖掘等方法,提出并进一步明晰了农业模型概念与分类,农业模型与数字农业的相互关系、意义与评价,综述了国内外农业模型的研究与应用新动态,通过分析存在问题,提出了进一步发展的对策和建议。分析结果表明,广义上,农业模型是为研究农业问题的定量规律所建立数学模型的总称,包括农业生物模型、农业环境模型、农业技术模型以及农业经济管理模型等;狭义上,农业模型主要包括农业植物模型、农业动物模型、农业微生物模型、农产品贮藏与加工模型等。数字农业体系分为数字种植业、数字林业、数字畜牧业、数字渔业、数字农村工业以及数字农产品市场与管理等。农业模型之间发展不平衡但各有特色;农业模型间的协同较少;不同学科背景下农业模型之间缺乏开放源式的整合与互操作框架;农业模型的检验方法还需进一步完善;虽然目前数字农业的应用还较少,但随着中国农业的发展,它将具有广阔的应用和发展前景。 | 曹宏鑫 赵锁劳 葛道阔 张文宇 刘永霞 刘岩 陈昱利 宣守丽 孙金英 岳延滨 张智优 沙依然 张伟欣 | 2012 | 江苏农业学报2012，28，5： | 14 |
| 6 | Biomass-Based Rice (Oryza sativa L.) Aboveground Architectural Parameter Models显示文摘To quantify the relationships between rice plant architecture parameters and the corresponding organ biomass, and to research on functional structural plant models of rice plant, this paper presented a biomass-based model of aboveground architectural parameters of rice (Oryza sativa L.) in the young seedling stage, designed to explain effects of cultivars and environmental conditions on rice aboveground morphogenesis at the individual leaf level. Various model variables, including biomass of blade and blade length, were parameterized for rice based on data derived from an outdoor experiment with rice cv. Liangyou 108, 86You 8, Nanjing 43, and Yangdao 6. The organ dimensions of rice aboveground were modelled taking corresponding organ biomass as an independent variable. Various variables in rice showed marked consistency in observation and simulation, suggesting possibilities for a general rice architectural model in the young seedling stage. Our descriptive model was suitable for our objective. However, they can set the stage for connection to physiological model via biomass and development of functional structural rice models (FSRM), and start with the localized production and partitioning of assimilates as affected by abiotic growth factors. The finding of biomass-based rice architectural parameter models also can be used in morphological models of blade, sheath, and tiller of the other stages in rice life. | CAO Hong-xin LIU Yan LIU Yong-xia Jim Scott Hanan YUE Yan-bin ZHU Da-wei LU Jian-fei SUN Jin-ying SHI Chun-lin GE Dao-kuo WEI Xiu-fang YAO An-qing TIAN Ping-ping BAO Tai-lin | 2012 | Journal of Integrative Agriculture2012，11，10： | 11 |
| 7 | 基于生物量的冬小麦越冬前植株地上部形态结构模型显示文摘越冬前植株地上部形态建成是冬小麦株型构建和可视化的重要基础。为定量分析冬小麦越冬前植株地上部形态结构参数与器官生物量的关系,以济麦22、泰农18和鲁原502为材料,于2013—2014和2014—2015年度开展品种和施氮试验。利用2013—2014年度越冬前植株地上部形态结构参数和器官生物量等数据构建了冬小麦越冬前植株地上部形态结构模型。经2014—2015年度数据检验,除叶鞘长和叶弦长模型精度略低外,叶长、最大叶宽、叶切角和叶弦角模型精度均较高,所建模型可较好地模拟不同品种与各施氮水平冬小麦越冬前植株地上部形态结构。 | 陈昱利 杨平 张文宇 张伟欣 诸叶平 李世娟 巩法江 毕海滨 岳霆 曹宏鑫 | 2016 | 作物学报2016，42，5： | 10 |
| 8 | 辣椒叶面积指数与干物质生产模拟显示文摘【目的】研究辣椒叶面积增长与环境因子之间的关系及建立辣椒干物质生产模型,为辣椒数字化栽培管理提供理论依据。【方法】根据试验资料构建基于生理发育时间的辣椒叶面积模型,并将该模型与干物质生产模型相结合,构建辣椒干物质生产动态模拟模型。【结果】利用完全独立的试验数据对模型进行检验,辣椒叶面积模型的RMSE值在10%~20%,干物质生产模型的RMSE值在20%~30%。【结论】叶面积模型模拟效果较好,干物质生产模型模拟效果一般,有待进一步的改进和完善。 | 岳延滨 赵泽英 彭志良 黎瑞君 李莉婕 冯恩英 孙长青 | 2018 | 西南农业学报2018，31，12： | 6 |
| 9 | Comparison of Crop Model Validation Methods显示文摘In this paper, the many indices used in validation of crop models, such as RMSE (root mean square errors), Sd (standard error of absolute difference), da (mean absolute difference), dap (ratio of da to the mean observation), r (correlation), and R2 (determination coefficient), are compared for the same rice architectural parameter model, and their advantages and disadvantages are analyzed. A new index for validation of crop models, dap between the observed and the simulated values, is proposed, with dap<5% as the suggested standard for precision of crop models. The different kinds of validation methods in crop models should be combined in the following aspects:(1) calculating da and dap; (2) calculating the RMSE or Sd; (3) calculating r and R2, at the same time, plotting 1:1 diagram. | CAO Hong-xin Jim Scott Hanan LIU Yan LIU Yong-xia YUE Yan-bin ZHU Da-wei LU Jian- fei SUNJin-ying SHI Chun-lin GE Dao-kuo WEI Xiu-fang YAO An-qing TIAN Ping-ping BAO Tai-lin | 2012 | Journal of Integrative Agriculture2012，11，8： | 3 |
| 10 | 水稻根系三维建模及可视化方法研究进展显示文摘根系是水稻获取养分的主要器官,水稻根系三维建模及可视化有助于进一步了解其根系的形态、结构和功能。随着计算机视觉和非侵入性技术的不断发展,根系形态和功能研究已进入数字化和可视化的阶段。近年来许多研究者分别从制作出土根系手绘图、计算机断层扫描(CT)等非侵入性技术、数学建模以及仿真模拟等方面推进水稻根系三维建模及可视化的研究。根系数据的获取是三维建模的有效前提,根据是否破坏根系原有生长环境,根系数据探测被分为破坏性探测和原位探测两类,本文对比分析了两种探测方式的方法和特点。从人工观察测量、机器视觉、光学仪器或断层扫描的三维数字化等方面对水稻根系的三维建模进行了阐述,总结了水稻根系三维建模及可视化的研究进展,并对当下主流三维重构技术进行分类和对比,总结了不同根系三维重构方法在重建效果、成本、操作水平等方面的优劣势。此外,由于根系生长在复杂多变的土壤环境中,不同时期根系的生长发育受土壤紧实度,水分、养分分布等因素的影响而存在差异,且受限于土壤的不透明和不稳定性,更多水稻根系的三维建模研究主要停留在根系基本指标与非环境因素(如土层深度、时间)的统计拟合及单环境因子对水稻根系生理生态的影响上,而根系与多环境因子动态交互方面的研究较少。在高度非结构化的根系数据处理困难的情况下,探究水稻根系与环境的动态转化过程及根系生长与多环境因子的定量关系模型将成为未来根系三维建模研究的重要方向,为构建更具真实意义的可视化模型提供基础。 | 吴盼盼 唐子宗 杨乐 彭军 张欢欢 施俊林 | 2021 | 福建农业学报2021，36，8： | 2 |
| 11 | 深松对叶丛生长期甜菜形态结构特性及生物量积累特性的影响显示文摘【目的】研究深松深度对新疆南疆甜菜叶丛生长期植株形态结构及生物量积累影响,为新疆南疆甜菜田合理耕作层的构建提供依据。【方法】采用大田随机区组试验设计,设置4个处理,深松深度分别为35 cm(S_(35))、45 cm(S_(45))、55 cm(S_(55))处理,未作深松处理作对照(CK),研究不同深松深度对甜菜叶丛生长期植株形态结构特性、各器官生物量积累的影响,分析叶片、叶柄形态结构特性与块根形态指标的相关性。【结果】甜菜叶丛生长期叶片长、叶片宽、叶片鲜重、叶柄长、叶柄粗及叶柄鲜重均随叶序的增加呈先增后降的趋势,其中L_(5)叶片出现最大值,可作为功能叶,且深松深度为55 cm促进甜菜叶丛生长期功能叶片和叶柄的生长。深松55 cm与对照(CK)相比,甜菜叶丛期块根长、块根直径、块根围及块根鲜重显著(P<0.05)增加了25.93%、25.59%、30.15%、19.19%,使单株总鲜重和叶片鲜重比例分别增加了29.99%、9.96%,降低甜菜块根鲜重比例和根冠比8.35%、14.29%。【结论】在新疆南疆深松深度为55 cm能有效促进甜菜叶丛生长期叶片生长,增加甜菜叶片生物量(源)的积累。 | 阿不都卡地尔·库尔班 陈友强 刘华君 潘竟海 李小惠 林明 鲁伟丹 白晓山 董心久 李思忠 | 2022 | 新疆农业科学2022，59，10： | 0 |
| 12 | 宁夏覆膜滴灌玉米根系生物量模型构建与优选显示文摘为精准估测宁夏引黄灌区覆盖全生物降解膜滴灌玉米地下部根系生物量、提高玉米氮素积累量,以“宁吉198”和“天赐19”为试验材料,采用根系扫描仪获取玉米根系高清图像,运用根系图像处理系统处理不同施氮量下玉米根系指标,分析玉米根系生物量分布状况,利用根径(D)和根长(H)构建根生物量(W)动态模型,根据决定系数R^(2)、平均绝对误差(MAE)、估算值标准误差(SEE)和平均误差(ME)综合评价与优选。研究结果表明,2个品种玉米根系的生物量均集中在0~30 cm土层;采用非线性回归模型拟合结果发现,组合变量(D^(2)H)作为自变量能显著提高2个品种玉米根系生物量的估算精度,决定系数分别达0.94和0.86;残差分析结果发现模型存在异方差性,利用对数转换法消除异方差后,以组合变量(D^(2)H)所构建的幂函数模型为最优模型,且2个品种“宁吉198”和“天赐19”的决定系数最大,分别为0.97和0.96,为消除不同品种间的误差,将2020年2个品种的数据进行拟合,所获得的根系生物量最优模型为:W=3.52(D^(2)H)^(0.69),R^(2)达0.89。模型验证结果根系生物量估计值和实测值决定系数达0.92,MAE、SEE和ME分别为0.11、0.13和-0.09 kg。说明该模型能较好地模拟宁夏覆膜滴灌玉米根系形态指标和生物量分配动态,可作为估测作物根系生物量的参考依据。 | 兰宇 魏雪 贾彪 翟勇全 王艺君 运彬媛 | 2022 | 中国土壤与肥料2022，，5： | 0 |
| 13 | 控释氮肥根区优化施用对双季稻根系发育和产量的影响显示文摘为探索控释氮肥和优化施肥位置等技术手段在双季稻的应用效果,开展了控释氮肥根区优化施用田间试验,试验设4个处理:不施氮肥(CK)、根区常规施肥处理(RCF,氮肥为尿素,根区施肥为常规位置)、根区优化氮肥种类处理(RCFK,在RCF的基础上,氮肥40%为尿素,60%为控释氮肥)、根区优化氮肥种类和位置处理(RCFKP,在RCFK的基础上优化根区施肥的位置),分析了根系生长发育、水稻产量、植株氮素积累量和肥料利用率等指标,并进一步对根系特征与肥料利用率的关系进行了量化分析。结果表明:与其他处理相比,RCFKP处理下早、晚稻的根直径、体积、表面积、干重和根长均显著增加,从而显著提高水稻产量及氮肥利用率。与CK、RCF和RCFK处理相比,RCFKP处理的早晚稻产量分别增加7.30%~48.43%和8.65%~57.28%,早晚稻的秸秆氮素积累量分别增加18.23%~165.15%和14.74%~96.19%,早晚稻的籽粒氮素积累量分别显著增加12.62%~138.49%和17.25%~142.60%,早晚稻的植株氮素积累量分别显著增加15.03%~149.54%和16.18%~120.59%,早晚稻的氮肥利用率分别显著增加27.88%~65.55%和34.18%~75.03%。通过拟合方程发现,所有根系特征指标均与氮肥利用率呈显著正相关关系(P<0.05),说明根区优化施肥可以通过促进根系生长显著提高水稻产量。因此,施用40%尿素和60%控释肥且根区优化施肥的方式可促进水稻根系生长发育,从而促进其对养分的吸收利用,增加水稻植株氮积累量和氮肥吸收利用率,使水稻增产。 | 胡丹丹 余红英 王志美 柳开楼 吴艳 宋惠洁 胡志华 孙耿 | 2023 | 湖南农业科学2023，，6： | 0 |
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