农业机械学报

作者：段萌，张宝忠，魏征，张帅杰

单位：中国水利水电科学研究院；国家节水灌溉北京工程技术研究中心,中国水利水电科学研究院,中国水利水电科学研究院,山西农业大学,

关键词：玉米;施氮量;器官形态特征;模拟模型

基金：国家自然科学基金项目（51979287）、中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室开放研究基金项目（SKL2020TS08）和中国水利水电科学研究院基本科研业务费专项（ID0145B022021）

为揭示氮素对玉米生长发育中各器官形态指标的影响，构建能够模拟玉米器官形态的模型，本研究以玉米为试验材料开展田间试验，设置4个施氮处理（0kg/hm2（N1）、225kg/hm2（N2）、338kg/hm2（N3）、450kg/hm2（N4）），探究不同施氮量水平下玉米不同生育阶段器官形态指标（包括叶长、叶宽、节长、节间直径和叶鞘长）的变化规律，并建立作物器官形态结构模拟模型。结果表明，氮肥处理对叶长的生长影响差异显著（P<0.01），而不同叶位对叶长的影响极显著（P<0.001），氮肥处理对叶宽、玉米节间长度和茎秆直径的影响均不显著，其中，2020年各生育阶段对叶鞘长的影响差异显著（P<0.01）；此外，生育阶段、氮肥处理和叶位对玉米叶鞘长的影响均不显著。构建了玉米器官尺度的模拟模型，并利用2年的试验数据分别对模型参数进行了率定与验证。各器官形态指标模型模拟结果中模型模拟效率（EF）均在0.72以上，模型对叶长和叶宽模拟的均方根误差（RMSE）均值分别为7.285cm和1.200cm，节长、节间直径和叶鞘长的RMSE分别为1.593、0.171、1.282cm，模型对叶长和叶宽的平均绝对误差（MAE）均值分别为5.817、0.708cm，节长、节间直径和叶鞘长的MAE分别为1.111、0.116、0.923cm。本模型对玉米各器官发育过程的模拟具有较好的预测性和解释性。

来源：2022年第10期

《农业机械学报》期刊编辑部

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