溫室無土栽培切花月季生長發(fā)育預測模型及其驗證_丁星文.pdf

西南農(nóng)業(yè)學報 Southwest China Journal of Agricultural Sciences ISSN 1001 4829 CN 51 1213 S 西南農(nóng)業(yè)學報 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)論文 題目 溫室無土栽培切花月季生長發(fā)育預測模型及其驗證 作者 丁星文 王慧純 李樹發(fā) 蹇洪英 張顥 邵林 唐開學 收稿日期 2023 02 24 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)日期 2024 01 26 引用格式 丁星文 王慧純 李樹發(fā) 蹇洪英 張顥 邵林 唐開學 溫室無土栽培切 花月季生長發(fā)育預測模型及其驗證 J OL 西南農(nóng)業(yè)學報 網(wǎng)絡(luò)首發(fā) 在編輯部工作流程中 稿件從錄用到出版要經(jīng)歷錄用定稿 排版定稿 整期匯編定稿等階 段 錄用定稿指內(nèi)容已經(jīng)確定 且通過同行評議 主編終審同意刊用的稿件 排版定稿指錄用定稿按照期 刊特定版式 包括網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)版式 排版后的稿件 可暫不確定出版年 卷 期和頁碼 整期匯編定稿指出 版年 卷 期 頁碼均已確定的印刷或數(shù)字出版的整期匯編稿件 錄用定稿網(wǎng)絡(luò)首發(fā)稿件內(nèi)容必須符合 出 版管理條例 和 期刊出版管理規(guī)定 的有關(guān)規(guī)定 學術(shù)研究成果具有創(chuàng)新性 科學性和先進性 符合編 輯部對刊文的錄用要求 不存在學術(shù)不端行為及其他侵權(quán)行為 稿件內(nèi)容應基本符合國家有關(guān)書刊編輯 出版的技術(shù)標準 正確使用和統(tǒng)一規(guī)范語言文字 符號 數(shù)字 外文字母 法定計量單位及地圖標注等 為確保錄用定稿網(wǎng)絡(luò)首發(fā)的嚴肅性 錄用定稿一經(jīng)發(fā)布 不得修改論文題目 作者 機構(gòu)名稱和學術(shù)內(nèi)容 只可基于編輯規(guī)范進行少量文字的修改 出版確認 紙質(zhì)期刊編輯部通過與 中國學術(shù)期刊 光盤版 電子雜志社有限公司簽約 在 中國 學術(shù)期刊 網(wǎng)絡(luò)版 出版?zhèn)鞑テ脚_上創(chuàng)辦與紙質(zhì)期刊內(nèi)容一致的網(wǎng)絡(luò)版 以單篇或整期出版形式 在印刷 出版之前刊發(fā)論文的錄用定稿 排版定稿 整期匯編定稿 因為 中國學術(shù)期刊 網(wǎng)絡(luò)版 是國家新聞出 版廣電總局批準的網(wǎng)絡(luò)連續(xù)型出版物 ISSN 2096 4188 CN 11 6037 Z 所以簽約期刊的網(wǎng)絡(luò)版上網(wǎng)絡(luò)首 發(fā)論文視為正式出版 西南農(nóng)業(yè)學報 2024 37 2 云南稿件 引用格式 丁星文 王慧純 李樹發(fā) 蹇洪英 張顥 邵林 唐開學 溫室無土栽培切花月季生長發(fā)育預測模型 及其驗證 J 西南農(nóng)業(yè)學報 2024 37 Ding X W Wang H C Li S F Jian H Y Zhang H Shao L Tang K X Development and validation of a prediction model for cut rose growth in greenhouse soilless cultivation J Southwest China Journal of Agricultural Sciences 2024 37 收稿日期 2023 02 24 基金項目 國家重點研發(fā)計劃 2020YFD1000400 國家觀賞園藝工程技術(shù)研究中心 云南省花卉育種重 點實驗室開放基金 FKL 202104 云南幾種重要花卉品種自主創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應用 202102AE090052 云南省高層次科技人才及創(chuàng)新團隊選拔專項 202305AS350002 第一作者 丁星文 1997 女 在讀碩士 研究方向為月季栽培 E mail dingxingwen97 通訊作者 唐開學 1963 男 博士生導師 研究員 主要從事月季遺傳育種研究 E mail kxtang 溫室無土栽培切花月季生長發(fā)育預測模型及其驗證 丁星文 1 2 王慧純 1 李樹發(fā) 1 蹇洪英 1 張 顥 1 邵 林 2 唐開學 1 1 云南省農(nóng)業(yè)科學院花卉研究所 昆明 650205 2 云南大學資源植物研究院 昆明 650504 摘 要 目的 建立一個可以預測溫室無土栽培切花月季生長發(fā)育時期及收獲期的模型 為切花月季生產(chǎn) 過程中的環(huán)境因子調(diào)控提供理論支持 方法 本研究以生長周期差異明顯的 3個主栽切花月季品種 洛神 歡樂頌 和 粉紅雪山 為試驗材料 無土栽培種植于曲靖市馬龍區(qū)的塑料溫室大棚中 于 2021 2022 年收 集了五期的生長發(fā)育數(shù)據(jù)以及同期的光照輻射及溫度數(shù)據(jù) 通過分析切花月季的生長周期特征 構(gòu)建了基 于生理輻熱積 Physiological product of thermal effectiveness and PAR PTEP 的切花月季生長發(fā)育時期預 測模型 并使用獨立數(shù)據(jù)對構(gòu)建的生長模型進行了驗證 結(jié)果 切花月季從修剪到萌芽 萌芽到現(xiàn)蕾和 現(xiàn)蕾到收獲這 3個生長發(fā)育階段所需的生理輻熱積分別為 22 08 29 41和 38 89 MJ m2 通過分析切花月季 的生長周期特征 本文建立了一個預測模型 該模型基于生理輻熱積 Physiological product of thermal effectiveness and PAR PTEP 來描述切花月季的生長發(fā)育時期 隨后 我們使用獨立數(shù)據(jù)對所構(gòu)建的生 長模型進行了驗證 結(jié)果 切花月季在修剪到萌芽 萌芽到現(xiàn)蕾以及現(xiàn)蕾到收獲這 3 個生長發(fā)育階段所 需的生理輻熱積分別為 22 08 29 41和 38 89 MJ m2 本研究所構(gòu)建的切花月季生長發(fā)育時期預測模型基于 生理輻熱積 PTEP 在切花月季的各個生長發(fā)育階段 模型的模擬預測值與實測值表現(xiàn)出良好的一致性 1 1線性回歸標準誤差 RMSE 分別為 0 7 6 5和 9 4天 顯示出模型預測的準確性 結(jié)論 通過考慮光 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)時間 2024 01 26 16 58 49 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)地址 照輻射與溫度的綜合 影響 本文構(gòu)建的模型能夠預測切花月季在不同生長發(fā)育階段的時間點 以及切花產(chǎn) 品的收獲期 基于該模型 種植者可以更精準地調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的光照與溫度 從而在一定程度上調(diào)控切花月 季產(chǎn)品的生產(chǎn)周期 研究結(jié)果將為溫室無土栽培切花月季的生產(chǎn)提供科學依據(jù) 同時也將為種植者制定切 實可行的生產(chǎn)計劃提供了技術(shù)支持 關(guān)鍵詞 切花月季 生長發(fā)育時期 生理輻熱積 預測模型 中圖分類號 S685 12 文獻標識碼 A Development and validation of a prediction model for cut rose growth in greenhouse soilless cultivation DING Xing wen1 2 WANG Hui chun1 LI Shu fa1 JIAN Hong ying1 ZHANG Hao1 SHAO Lin2 TANG Kai xue1 1 Flower Research Institute Yunnan Academy of Agricultural Sciences Kunming 650205 China 2 Resource Plant Research Institute Yunnan University Kunming 650504 China Abstract Objective To establish a model predicting the growth development stages and harvesting period of soilless cultivated greenhouse roses thereby providing theoretical support for the regulation of environmental factors in the cut rose production process Method In this study three distinct cut rose varieties with significant differences in growth cycles namely Loshen Huanlesong and Fenhongxueshan were selected for soilless cultivation in plastic greenhouse tunnels in Malong District Qujing City Data on growth and development were collected over five periods accompanied by concurrent records of light radiation and temperature during the 2021 2022 period By analyzing the growth cycle characteristics of cut roses this study established a predictive model based on the Physiological Product of Thermal Effectiveness and PAR PTEP to describe the growth and development stages of cut roses Subsequently the constructed growth model was validated using independent data Result Cut roses require physiological thermal accumulations of 22 08 29 41 and 38 89 MJ m2 during the pruning to bud bud to flowering and flowering to harvest stages respectively The predictive model for the growth and development stages of cut roses constructed in this study is based on PTEP At various growth and development stages of cut roses the simulated predicted values of the model exhibit good consistency with the measured values The 1 1 linear regression standard errors RMSE between model predicted values and measured values are 0 7 6 5 and 9 4 days demonstrating the accuracy of the model predictions Conclusion Considering the combined effects of light radiation and temperature the model developed in this study can predict the timing of various growth and development stages of cut roses as well as the harvest period for cut flower products With this model growers can make precise adjustments to light and temperature in the greenhouse effectively regulating the growth cycle of cut rose products This study not only provides a scientific foundation for the production of cut rose products in greenhouse soilless cultivation but also offers valuable technical support for growers in formulating practical production plans Key words Cut rose Growth and development period Physiological product of thermal effectiveness and PAR Prediction model 研究意義 月季 Rosa hybrida 是薔薇科 Rosaceae 薔薇屬 Rosa 植物 1 是 世界四大切花之一 2 在歐洲國家 月季有 花中皇后 的美稱 又被眾多國家封作 國花 在中國切花月季是許多城市的 市花 3 5 切花月季也是國內(nèi)目前種植面積最廣 產(chǎn)值 最大的花卉種類 但產(chǎn)品價格波動較大 情人節(jié) 春節(jié)等熱門節(jié)假日的單支價格可達平時 價格的 3 4 倍 對于種植戶來說 讓產(chǎn)品能夠在市場價格高的時候采收上市 實現(xiàn)產(chǎn)值最 大化是一直以來的需求 月季大部分喜充足日照 光照不足影響其正常生長 影響月季生 長的另一個重要因素是溫度 6 溫度超過上限或低于下限都會影響月季的生長以及品質(zhì) 此外 濕度和水肥管理不當 會造成月季不孕蕾或花朵提前凋謝等情況 7 因此 根據(jù)自 然環(huán)境的變化以及月季生長情況及時對棚內(nèi)環(huán)境進行調(diào)整是非常有必要的 根據(jù)市 場的預 測行情人為地調(diào)控棚內(nèi)環(huán)境 可以有效地在一定范圍內(nèi)調(diào)整切花月季收獲期 前人研究進 展 月季是一種自感開花的植物 Self inductive plant 開花不受光周期 溫周期等的影響 8 溫度熱效應和光合有效輻射協(xié)同作用于發(fā)育速率 9 在切花月季的無土栽培生產(chǎn)模式 中 光照 溫度 濕度 水肥以及修剪方式均會影響其生長周期與產(chǎn)品質(zhì)量 但溫度和光 照是決定其生長發(fā)育過程的最重要因素 張勇等 10 研究表明月季雖然喜陽 但光照耐性限 度寬 輕 遮陰 能促進光合效率 減少光抑制 成花率高 Khayat Moe和 Zieslin等 11 13 發(fā) 現(xiàn)氣溫對月季切花的生長發(fā)育和切花品質(zhì)有重要影響 在此基礎(chǔ)上 遲東明等 14 用記錄萌 芽到初花的天數(shù) 日均溫度積累量及照度等的方法 認為月季生長發(fā)育所需時長與其日均 溫度積累量呈正相關(guān) 日均溫度積累量 照度和日照時數(shù)呈負相關(guān) 構(gòu)建出了月季收獲期 周年積溫預測模型方程 姚德宏等 6 人通過記錄花莖長度 研究了溫度對切花月季的影響 構(gòu)建了月季發(fā)育速度與溫度的關(guān)系模型 Kim 等 15 利用光照和氣溫條件 模擬了月季的根 系生長 建立了月季全年養(yǎng)分吸收的動態(tài)模型 張軍云等 16 通過研究不同季節(jié)切花月季花 枝的生長規(guī)律 提出不同季節(jié)的管理應根據(jù)發(fā)育天數(shù)采取相應的水肥措施 張海兵 17 利用 花枝生長量與發(fā)育天數(shù)建立了月季生長發(fā)育模型 在培養(yǎng)室內(nèi)盆栽一品紅過程中 徐國彬 等 18 整合了熱效應與光合有效輻射的關(guān)系 首次引入了輻熱積 熱效應與光合有效輻射的 乘積 TEP 的概念 在 此 基礎(chǔ)上 楊再強等 19 提出了生理輻熱積 PTEP 的概念 并 以 生理輻熱積為尺度建立了 溫室標準切花菊 的 生長發(fā)育模型 可以較為精確地對切花菊的收 獲期進行預測 但目前 尚未見將溫度與光照兩個因素有效地結(jié)合起來的切花月季生長發(fā)育 模型 本研究切入點 目前國內(nèi)外對切花月季生長發(fā)育模型的研究多基于溫度或光照單一 因素對枝條或根系生長的影響 但切花月季的生長發(fā)育是光照與溫度共同作用的結(jié)果 將 溫度與光照兩個因素有效地結(jié)合起來的切花月季生長發(fā)育模型能夠更好地應用于實際生產(chǎn) 中 用于輔助溫室內(nèi)的環(huán)境調(diào)控 擬解決的關(guān)鍵問題 本研究通過切花月季四個季節(jié)達到 各個生長階段所需的生理輻熱積構(gòu)建生長發(fā)育模擬模型 旨在分析模擬并預測切花月季達 到各生長發(fā)育階段所需天數(shù) 以期能夠通過調(diào)節(jié)切花月季棚內(nèi)的溫度 與光照來調(diào)控切花月 季的生長周期 從而使經(jīng)濟效益最大化 1 材料與方法 1 1試驗材料 以生育期長度明顯不同的 3 個市場主流切花月季品種 洛神 歡樂頌 和 粉紅雪山 作 為試驗材料 1 2試驗方法 試驗地位于云南省曲靖市馬龍區(qū)古卡樂花卉有限公司的水肥一體化連棟塑料溫室 栽 培基質(zhì)為椰糠 基質(zhì)槽寬 35 cm 深 20 cm 槽間距為 50 cm 株距為 10 cm 棚內(nèi)輻射大 于 400 進行遮陰 處理 水肥管理與切花月季無土栽培的標準化生產(chǎn)一致 DB53 T 996 2020 保證植株的正常生長 每個品種設(shè)置 3個隨機分布于溫室內(nèi)的試驗小區(qū) 在每個試驗小區(qū)內(nèi)隨機選取 15枝正 常的切花枝作為試驗母枝 統(tǒng)一修剪后 對母枝上的第一個芽點進行同期掛牌 記錄每支 切花枝從上一批切花修剪到萌芽 芽伸長至 1 2 cm 萌芽到現(xiàn)蕾 花蕾直徑 5 mm 現(xiàn) 蕾到收獲 花心打開 內(nèi)瓣可見 的具體時間 試驗 1于 2021年 4 7月進行 于 4月 2日對試驗植株統(tǒng)一修剪并掛牌 試驗 2于 2021 年 6 9月進行 從 6月 22日對試驗植株統(tǒng)一修剪并掛牌 試驗 3于 2021年 9 12月進行 從 9月 8日對試驗植株統(tǒng)一修剪并掛牌 試驗 4于 2021年 11月至 2022年 3月進行 從 11 月 20日對試驗植株統(tǒng)一修剪并掛牌 試驗 5于 2022年 3 6月進行 從 3月 21日對試驗植 株統(tǒng)一修剪并掛牌 試驗 1 2 3和 4分別為用于構(gòu)建生長發(fā)育模型的春夏秋冬 4個季節(jié) 的試驗 試驗 5為模型驗證試驗 溫室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)由豪根道 iSii控制系統(tǒng) 荷蘭 iSii compact 控制器 自動獲取 所收 集的參數(shù)包括距離地面 1 5 m處的空氣溫度和濕度 以及 4 m高處的太陽輻射 每 5 min 進 行一次 數(shù)據(jù)采集 記錄 值為該時刻的瞬時值 其中 光合有效輻射 Photosynthetically active radiation PAR 波長 400 700 nm 是太陽輻射的一部分 約為太陽輻射乘 0 5 20 1 3 模型構(gòu)建 1 3 1 輻熱積與生理輻熱積的計算 切花月季不同生長階段的累積輻熱積 TEP 可用公式 1 4 計算 19 TEP 1 上面的公 式中 TEP 表示從第 天到第 天的累積輻熱積 MJ m2 DTEP 則 表示 第 日 的 輻熱積 MJ m2 日輻熱積計算公式為 24 1 2 PAR 0 5Q 3 其中 PAR 表示第 i天總光合有效輻射 MJ m2d RTE i j 表示第 i天內(nèi)第 j j 1 24 小時內(nèi)相對熱效應 通常根據(jù) 切花月季發(fā)育的 3 基點溫度及實測的溫室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)計算 該公式可形式化表示如下 0 1 0 4 在 公式 4 中 RTE T 表示 溫度 T的相對熱效應 其中 T代表每小時的平均溫度 Tb表示 切花月季生長發(fā)育的最低溫度 Tob表示 切花月季生長發(fā)育的最適下限溫度 Tou表 示 生長發(fā)育的最適上限溫度 Tm則 為生長發(fā)育的最高溫度 切花月季生長發(fā)育的 3 基點溫 度見下表 1 6 21 表 1 切花月季生長發(fā)育的 3基點溫度 Table 1 Three fundemental points of temperature of cut rose growth 時間 Time 最低溫度 Tb 最適下限 Tob 最適上限 Tou 最高溫度 Tm 白天 Day 3 24 28 30 夜晚 Night 3 14 18 30 利用試驗 1 4的試驗數(shù)據(jù) 利用公式 1 4 計算出 3個切花月季品種到達各個生 長發(fā)育階段所需的輻熱積 不同品種達到不同生長發(fā)育階段所需累積輻熱積有差異 用生 理輻熱積 PTEP 19 22 23 來統(tǒng)一各個月季品種的發(fā)育進程 植物生長的基本發(fā)育因子是與 品種相關(guān)的參數(shù) 其作用是調(diào)控不同品種的生長速率 生長最迅速的月季品種基本發(fā)育因 子為 1 23 生長相對緩慢的月季的基本發(fā)育因子與生理輻熱積可按公式 5 6 計算 5 6 BD 為基本發(fā)育因子 TEPs 是生長速度最快的品種整個生長發(fā)育過程所需累積輻熱積 TEPsi為 i品種整個生長發(fā)育過程所需累積輻熱積 1 3 2模型驗證 模擬值與觀察值之間符合度的統(tǒng)計分析用回歸標準誤差 Root Mean Squared Error RMSE 24 RMSE用公式 7 計算 2 1 7 Pi為觀察值 文本中為達到某生長發(fā)育階段所需天數(shù) Qi為模擬值 文本中為驗證達 到某生長發(fā)育階段的天數(shù) n為樣本容量 在模型預測中 RMSE的減小 表示模擬值與實 際觀測值的差異程度減小 模型的預測準確度提高 2 結(jié)果與分析 2 1切花月季的全年生長發(fā)育周期 表 2 切花月季全年生長發(fā)育周期 Table 2 Annual growth and development cycle of cut rose 生長季節(jié) Growing season 品種 Cultivars 修剪日期 M D Trim date 修剪 萌芽時 d Trim budding duration 萌芽 現(xiàn)蕾時 d Budding squaring duration 現(xiàn)蕾 收獲 d Squaring harvesting duration 總天數(shù) d Total number of days 春季 Spring 洛神 4 2 13 1 77 16 1 97 21 1 66 50 1 83 歡樂頌 4 2 15 2 95 14 2 15 24 2 74 53 2 08 粉紅雪山 4 2 12 1 42 19 2 86 23 2 41 54 2 66 夏季 洛神 6 22 10 1 53 13 1 33 19 0 9 46 3 5 由表 2 可知 供試切花月季品種在曲靖馬龍古卡樂花卉有限公司塑料溫室無土栽培條 件下 冬季夜間加溫 春季夜間溫度低于 14 加溫 一年可生產(chǎn) 5茬切花 4 9月切花月 季生長周期短 9月至翌年 4月生長周期較長 從表中也可以看出切花月季的生長周期隨季 節(jié)變化 春夏生長周期為 40 55 d 秋冬季節(jié)為 60 80 d 品種之間的差異在冬季表現(xiàn)更為 突出 2 2 完成各生育期所需的生理輻熱積 使用試驗 1 4和表 1中的 3個基點溫度 通過公式 1 6 計算各品種的基本發(fā)育 因子 BD 以及各品種 到達不同 生長發(fā)育階段的平均實際天數(shù)和所需的生理輻熱積 切花月 季 從修剪到萌芽 萌芽到現(xiàn)蕾和現(xiàn)蕾到收獲 這幾個階段 需要的 生理輻熱積分別為 22 08 29 41和 38 89 MJ m2 在本試驗中 洛神 這一 品種 生長最快 其 在各個生育階段完成所需 的平均實際天數(shù)分別為 13 17和 26 d 其 余 品種數(shù)據(jù)詳見表 3 表 3 切花月季不同品種完成各發(fā)育階段所需的實際天數(shù)和生理輻熱積 Table 3 The actual number of days and PTEP required for different cultivars to complete each development stage 品種 Cultivars 修剪 萌芽 d Trim budding duration 萌芽 現(xiàn)蕾 d Budding squaring duration 現(xiàn)蕾 收獲 d Squaring harvesting duration 合計 d Total 基本發(fā)育因子 BD 洛神 Luoshen 13 2 55 17 4 6 25 5 4 56 10 7 1 歡樂頌 Huanlesong 15 2 87 17 6 83 28 5 31 60 14 61 0 95 粉紅雪山 Fenhongxueshan 11 1 92 18 3 96 29 5 55 58 9 52 0 94 PTEP MJ m2 22 29 39 90 Summer 歡樂頌 6 22 12 1 84 12 2 22 0 98 42 2 1 粉紅雪山 6 22 9 2 22 13 1 36 23 1 23 45 3 14 秋季 Autumn 洛神 9 8 12 1 6 15 3 55 29 1 75 57 4 36 歡樂頌 9 8 12 2 14 1 95 33 2 46 59 3 79 粉紅雪山 9 8 10 1 96 17 2 35 35 1 8 61 3 55 冬季 Winter 洛神 11 20 17 0 522 25 2 52 32 3 41 74 5 42 歡樂頌 11 20 19 1 47 29 4 18 34 2 24 82 2 98 粉紅雪山 11 20 14 2 02 24 3 42 33 6 17 71 5 74 翌年春季 Next spring 洛神 3 21 16 2 07 17 1 39 25 1 5 58 3 27 歡樂頌 3 21 15 1 92 20 3 49 26 2 3 61 3 61 粉紅雪山 3 21 12 1 89 17 2 8 30 1 52 59 1 76 2 3 切花月季生長模型預測 對試驗 1 4 的數(shù)據(jù)進行計算 利用公式 1 6 得到每個季節(jié)和每個品種在各個生 長發(fā)育期中所需的累計輻熱積和生理輻熱積 見圖 1 4 同時 計算 4 個季節(jié)中每個品種 在各個生長發(fā)育期所需的平均累計輻熱積和平均生理輻熱積 見圖 5 通過圖 1 4 的分析 可得知 在完成相同生長發(fā)育階段時 3 個品種所需的生理輻熱積基本相近 所以 預測 不同品種達到不同生長發(fā)育階段的天數(shù)以及達到收獲期的日期可以使用生理輻熱積這個指 標 圖 1 春季切花月季所需累積輻熱積與生理輻熱積 Fig 1 TEP and PTEP required of cut rose in spring 圖 2 夏季切花月季所需累積輻熱積與生理輻熱積 0 40 80 120 修剪 萌芽 現(xiàn)蕾 收獲累積輻熱積 MJ m 2 TEP 生長階段 Development stages 洛神 歡樂頌 粉紅雪山 0 25 50 75 100 修剪 萌芽 現(xiàn)蕾 收獲 生理輻熱積 MJ m 2 PTEP 生長階段 Development stages 洛神 歡樂頌 粉紅雪山 0 40 80 120 修剪 萌芽 現(xiàn)蕾 收獲 累積輻熱積 MJ m 2 TEP 生長階段 Development stages 洛神 歡樂頌 粉紅雪山 0 25 50 75 100 修剪 萌芽 現(xiàn)蕾 收獲 生理輻熱積 MJ m 2 PTEP 生長階段 Development stages 洛神 歡樂頌 粉紅雪山 Fig 2 TEP and PTEP required of cut rose in summer 圖 3 秋季切花月季所需累積輻熱積與生理輻熱積 Fig 3 TEP and PTEP required of cut rose in autumn 圖 4 冬季切花月季所需累積輻熱積與生理輻熱積 Fig 4 TEP and PTEP required of cut rose in winter 0 40 80 120 修剪 萌芽 現(xiàn)蕾 收獲 累積輻熱積 MJ m 2 TE P 生長階段 Development stages 洛神 歡樂頌 粉紅雪山 0 40 80 120 修剪 萌芽 現(xiàn)蕾 收獲 累積輻熱積 MJ m 2 TEP 生長階段 Development stages 洛神 歡樂頌 粉紅雪山 0 25 50 75 100 修剪 萌芽 現(xiàn)蕾 收獲 生理輻熱積 MJ m 2 PTEP 生長階段 Development stages 洛神 歡樂頌 粉紅雪山 0 25 50 75 100 修剪 萌芽 現(xiàn)蕾 收獲 生理輻熱積 MJ m 2 PTEP 生長階段 Development stages 洛神 歡樂頌 粉紅雪山 圖 5 四個季節(jié)切花月季所需平均累積輻熱積與平均生理輻熱積 Fig 5 Average TEP and PTEP required of cut rose in four seasons 2 4 切花月季生長模型驗證 利用第 5次試驗對切花月季生長模型進行驗證 首先用公式 1 6 和表 1計算出 不同品種各生長發(fā)育階段所需生理輻熱積 反向推出第 5次試驗各品種月季各個生長發(fā)育 階段所需的天數(shù)為模擬值 將模擬值整合得到生長發(fā)育階段模擬值與觀測值的檢驗結(jié)果如 圖 6所示 在模擬值和觀測值之間 針對 3個品種在修剪至萌芽 萌芽至現(xiàn)蕾和現(xiàn)蕾至收 獲等時期的數(shù)據(jù) 我們得到了基于 1 1線的決定系數(shù) R2為 0 99 3個發(fā)育階段的回歸統(tǒng) 計標準 誤差 分別為 0 4 6 7和 9 4 d 0 40 80 120 修剪 萌芽 現(xiàn)蕾 收獲平均累積輻熱積 MJ m 2 Avera ge TE P 生長階段 Development stages 洛神 歡樂頌 粉紅雪山 0 25 50 75 100 修剪 萌芽 現(xiàn)蕾 收獲 平均生理輻熱積 MJ m 2 Avera ge P TE P 生長階段 Development stages 洛神 歡樂頌 圖 6 切花月季到達各個生長發(fā)育階段天數(shù)模擬值與觀測值比較 Fig 6 Comparison of simulated and observed values for the number of days taken by cut rose varieties to reach various growth and development stages 表 4 用生理輻熱積模擬標準切花月季各生育期的持續(xù)天數(shù)及其預測誤差 實測值 模擬值 Table 4 Simulation of the number of days needed for each growth period of the standard cut rose production and its prediction error by PTEP measured value simulated value 品種 Cultivars 洛神 d Luoshen 歡樂頌 d Huanlesong 粉紅雪山 d Fenhongxueshan RMSE d 修剪 萌芽 Trim budding duration Obs 16 15 12 Sim 15 16 12 Error 1 1 0 0 7 萌芽 現(xiàn)蕾 Budding squaring duration Obs 17 20 19 Sim 23 27 25 Error 6 7 6 6 5 現(xiàn)蕾 收獲 Squaring harvesting duration Obs 25 26 30 Sim 28 29 33 Error 2 3 3 9 4 注 Obs表示觀測值 Sim表示模擬值 Error觀測值與模擬值之間的誤差 Note Obs represents the observated value Sim represents the simulated value and Error is the error between y 1 1993x 1 9112 R 0 9954 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 到達各生長階段模擬值 d Sim ilat ed day s aft er cut ting 到達各生長階段的觀測值 d Observed days after cutting 洛神 歡樂頌 粉紅雪山 線性 趨勢線 the observed value and the simulated value 3 討論 3 1溫度與光照對切花月季生長周期的影響 溫度和光照在決定作物生產(chǎn)力水平方面起著主要作用 8 24 植物體整個生長發(fā)育過程 都有溫度的參與 25 適宜的光溫條件可以保證作物的生長 品質(zhì)的提升 26 而低溫短日照 環(huán)境會導致植株生長發(fā)育速率減慢 花芽分化進程延長 植株外觀品質(zhì)也會受到影響 27 在水肥充足的條件下 光照與溫度是影響切花月季生長發(fā)育最主要的因素 溫度對植 物的光合作用和呼吸作用產(chǎn)生影響 從而影響有機物的合成和運輸 最終對植物的整個生 長發(fā)育過程產(chǎn)生影響 28 高溫會致使月季發(fā)育周期延長 29 花朵直徑變小 品質(zhì)降低 30 31 當溫度高于 30 時會影響月季的花器官發(fā)育 導致花芽停止 分化 產(chǎn)量降低 32 本研 究發(fā)現(xiàn) 4 9月氣溫上升 日平均氣溫由 18 上升至 22 晝夜溫差由 15 縮小至 6 隨著日均氣溫的升高和晝夜溫差的縮小 切花月季生長周期縮短 這與熊志穎等 33 王彥 華 等 34 研究結(jié)果一致 其中 7 8月切花月季 3個生長發(fā)育階段均發(fā)育快 收獲期提前 生 長周期明顯縮短 這與高博等 35 的研究結(jié)果一致 在低溫環(huán)境下 月季植株的光合作用 細胞膜流動性及基礎(chǔ)代謝會明顯降低 萌芽和枝條的生長也會受到抑制 嚴重時還會造成 新梢 葉片的凍害 甚至整株死亡 36 37 在本研究中 11月到翌年 2月平均氣溫為 17 4 在夜間加溫的情況下晝夜溫差為 6 5 晝夜溫度均未在最適溫度范圍內(nèi) 生長周期明顯延 長 相較于夏季生長周期平均延長了 32 d 這與高博等 35 的研究結(jié)果一致 白天 24 28 夜間 14 18 是月季生長發(fā)育的最適溫度 將溫室內(nèi)的溫度控制在此范圍內(nèi)能夠促進月季 生長 提高產(chǎn)量與品質(zhì) 本研究結(jié)果表明 夏季試驗的切花月季生長周期明顯短于冬季 這是由于夏季氣溫高 晝夜溫差小 冬季溫度低且晝夜溫差大 這也說明在一定溫度范圍 內(nèi) 溫度升高有利于切花月季的生長發(fā)育 植物的 生長發(fā)育受到光照的影響 其機制包括影響植物光合作用和光形態(tài)學建成 38 生產(chǎn)上可以 通過冬季補光延長日照時長來提高切花月季產(chǎn)量 39 也通過改變植物生長環(huán)境 的光質(zhì)以延遲開花周期 40 本試驗用棚內(nèi)測量的生長數(shù)據(jù)結(jié)合環(huán)境數(shù)據(jù) 明確了溫度以及 太陽有效輻射與切花月季生長周期之間的關(guān)系 切花月季生長發(fā)育周期隨溫度與太陽輻射 變化明顯 春夏季 4月后 所需生長發(fā)育時間明顯縮短 秋冬季 9月后 所需生長發(fā)育 時間相對較長 這也與張海兵 17 張金云 等 41 的研究結(jié)果一致 3 2花卉生長發(fā)育模型構(gòu)建 作物的生長發(fā)育模型可以模擬和預測作物生長發(fā)育對不同作物管理以及環(huán)境管理措施 的響應過程 已成為優(yōu)化設(shè)施作物種植管理的重要工具 目前 溫室生長發(fā)育模型常用的 方法有生理發(fā)育時間法 有效積溫法 輻熱積法和生理輻熱積法 參考溫室多頭菊花 42 單頭菊花 19 以及大花蕙蘭 43 的生育期預測方法 我們綜合考慮了光照和溫度這兩個環(huán)境 因子的協(xié)同作用 構(gòu)建 了一個以生理輻熱積為的日光溫室切花月季生長發(fā)育模型 該方法 克服了有效積溫法的不足 并考慮到了品種之間的差異 具有較高的預測精度和實用性 姚德宏等 44 利用有效積溫法構(gòu)建了春季切花月季的生長模型 發(fā)現(xiàn)短 長積溫月季品種從 萌芽到收獲的有效積溫分別為 780 和 980 本研究彌補了有效積溫法未考慮太陽有效輻 射的不足 且做了四個季節(jié)的重復試驗 誤差更小 適用性更強 張軍云等 16 以花枝長度 為尺度構(gòu)建的切花月季模型 將當季花枝生長劃分為漸長期 快長期和緩長期 在不同的 時期采取不同的肥水管理措施從而達到促進其生長的目的 在本研究中 我們將當季花枝 生長劃分為 3 個階段 并在此基礎(chǔ)上測量了切花月季整個生長周期所需的生理輻熱積 在 得到整個生長周期所需的生理輻熱積后 不僅可 以根據(jù)不同的階段調(diào)整水肥管理措施 還 能通過補光加溫或降溫等方式來調(diào)節(jié)切花月季的生長周期 本研究以四個季節(jié)為重復 構(gòu)建了全年的生長發(fā)育周期預測模型 但各個季節(jié)各生長 階段的生理輻熱積仍有一定的差異 可以進一步進行每個季節(jié)的重復與驗證試驗 分別構(gòu) 建每個季節(jié)的生長發(fā)育時期預測模型 更精準 地 預測不同季節(jié)的收獲期 本試驗選取了對 切花月季生長周期影響最大的兩個因素 光照與溫度來構(gòu)建生長發(fā)育周期預測模型 但水 肥管理及修剪方式也對切花月季的生長發(fā)育有一定的影響 模型有待增加參數(shù)以進一步提 高模型的準確性 4 結(jié)論 各個試驗品種在生長的不同階段所需的生理輻熱積基本相似 我們可以借助生理輻熱 積這一指標來預測不同品種達到特定生長發(fā)育階段所需的天數(shù)以及達到收獲期的日期 本 研究構(gòu)建的模型展現(xiàn)了從修