基于有效积温的冬小麦返青后植株三维形态模拟李书钦;诸叶平;刘海龙;李世娟;刘升平;张红英;高伟【期刊名称】《中国农业科学》【年(卷),期】2017(050)009【摘要】[目的]基于有效积温,利用三维建模技术,实现小麦生长模型与形态模型的有机结合,真实表达环境因素对小麦生长发育和形态结构的影响,最终实现小麦生长过程的三维可视化,为小麦作物生长动态预测、栽培管理调控、作物株型设计等提供重要参考.[方法]以天津地区主要推广小麦品种衡观35、济麦22和衡4399为材料,于2015—2016年冬小麦生长季内开展不同小麦品种和施氮水平的田间试验,采集各品种冬小麦在不同施氮水平下的叶长和最大叶宽等形态数据,通过分析各品种冬小麦返青后形态数据和有效积温的定量关系,用Logistic方程构建了冬小麦返青后叶片叶长、最大叶宽模拟模型,并对该模型进行检验;基于该模拟模型,计算各品种冬小麦返青后每个生长日的形态数据,借助OpenGL和NURBS曲面造型技术,构建冬小麦几何形态模型,最终实现冬小麦生长模型与形态模型的结合,实现了冬小麦返青后生长过程可视化.[结果]在不同品种、不同施氮水平下,小麦叶长回归方程R2值在0.772—0.983之间,F值在10.153—340.191之间,且Sig小于显著水平0.05,最大叶宽回归方程R2值在0.853—0.999之间,F值在17.371—4359.236之间,且Sig小于显著水平0.05,表明上述模型拟合度和显著性均较好.经数据检验,叶长模型绝对误差在0—3.88 cm之间,根均方差(RMSE)值在0.24—1.95 cm之间,最大叶宽模型绝对误差在0—0.28 cm之间,RMSE值在0.02—0.15 cm之间,表明所建模拟模型精度较高,该模型对不同品种冬小麦返青后的叶片生长具有较好的预测性;基于所建模拟模型计算冬小麦返青后逐日形态数据,可构造不同品种、不同施氮水平下的冬小麦植株形态,可逼真模拟冬小麦返青后植株动态生长过程.[结论]基于有效积温构建的冬小麦返青后叶长和最大叶宽模拟模型,可较好预测冬小麦返青后叶片生长状态,可实现小麦生长模型和形态模型的有机结合,实现不同品种冬小麦在不同施氮水平下的叶片生长可视化.【总页数】12页(P1594-1605)【作者】李书钦;诸叶平;刘海龙;李世娟;刘升平;张红英;高伟【作者单位】中国农业科学院农业信息研究所/农业部农业信息服务技术重点实验室,北京 100081;北方工业大学信息中心,北京 100144;中国农业科学院农业信息研究所/农业部农业信息服务技术重点实验室,北京 100081;中国农业科学院农业信息研究所/农业部农业信息服务技术重点实验室,北京 100081;中国农业科学院农业信息研究所/农业部农业信息服务技术重点实验室,北京 100081;中国农业科学院农业信息研究所/农业部农业信息服务技术重点实验室,北京 100081;中国农业科学院农业信息研究所/农业部农业信息服务技术重点实验室,北京 100081;天津市农业科学院农业资源与环境研究所,天津 300192【正文语种】中文【相关文献】1.冬小麦东农冬麦1号返青后各生育阶段光合生理特性研究 [J], 宋扬;苍晶;范博;许贺;于晶;刘丽杰;李怀伟2.冬小麦返青后株高模拟模型及生长可视化研究 [J], 李书钦;诸叶平;刘海龙;李世娟;刘升平;张红英;高伟3.冬小麦返青后管理技术建议 [J], 穆焕文4.冬小麦返青后腾发量时空尺度效应的通径分析 [J], 蔡甲冰;许迪;刘钰;张宝忠5.水稻返青后植株出现筒状叶的原因分析及预防建议 [J], 张富满;金凤霞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
小麦的生长发育小麦从老种子至产生新种子的一生中，历经发芽、出苗、分蘖（冬小麦还有越冬、返青、起身）、拔节、挑旗（打苞）、抽穗、开花、授粉（受精）、生胚、灌浆、成熟、休眠等到完全不同的几个生长发育阶段。
每一个发育阶段中都将产生与之相应的器官及特征、特性，需要一定的外界环境条件确保每一个发育阶段的正常进行。
全面地了解和掌握小麦的生长发育特点、器官建成规律及其对外界条件的需求，就可以发挥人的主观能动性，制定一系列促控措施，获得小麦高产。
一、小麦阶段发育小麦从种子萌发至结实成熟，完成一个生长周期。
在这个周期中，在一定的温度、光照、水分、养分的综合作用下，小麦种子将依次产生一系列器官。
相应地在植物体内部发生着一个又一个的质变阶段。
人们称这些质变过程叫阶段发育。
小麦在每一个发育阶段中，仅需要一个起主导作用的外界条件，其次是一些辅助作用因子。
一方面，阶段发育具有一定的顺序性，当前一个发育阶段尚未完成，即使具备了下一个发育阶段所需的条件，下一个发育阶段也不能进行，必须等到前一个发育阶段完全结束，下一个发育阶段才能进行。
另一方面，当某一个发育阶段正在进行中，外界作用因子中途消失，这个发育阶段就暂停下来，直至条件具备时再继续进行，决不会返回到前一个发育阶段上去，这就是阶段发育的不可逆性。
小麦只有循序完成所有的发育阶段才能正常驻地开花结实。
在整个发育阶段中，以春化阶段和光照阶段最为重要。
（一）春化阶段春化阶段是小麦的第一个发育阶段。
它是在温、光、水及营养等条件综合作用下完成的，其中适宜的温度条件是主导因素。
小麦在出苗后需要经历一段时间的低温条件，方能拔节形成结实器官，否则植株就永远处在分蘖状态，我们将这段低温时间称作春化阶段。
不同的春性和冬性小麦品种通过春化阶段所需的温度及历经的时间不同。
春性小麦通过春化阶段的温度一般需要5-10℃，历经时间5-15天，而冬性小麦通过春化阶段的温度为-1－10℃，历经15-60天。
根据上述标准，我们将小麦分作3类：1、春性小麦通过春化阶段最适宜的温度为0-12℃，需经5-15天。
冬小麦籽粒发育过程探究随着冬季的来临，农田中的冬小麦开始进入发育阶段。
冬小麦的发育过程是农民们十分关心的关键因素之一，因为它直接影响到小麦的产量和质量。
在本文中，我们将深入探究冬小麦籽粒的发育过程，从而更好地理解并合理管理冬小麦的生长。
一、花序的形成冬小麦的发育过程始于春季播种完成后的秋季。
当环境温度逐渐降低时，小麦植株会感受到寒冷的刺激，通过一系列生化反应，植株内部的生理活性开始逐渐减弱，休眠期结束。
在此过程中，植株会逐渐形成花序，为后续的果实发育奠定基础。
二、花粉与花粒的结合当气温进一步降低时，小麦植株开始进行花粉与花粒的结合。
花粉由雄性花蕊产生，它们会通过风力或昆虫的传播方式到达雌性花蕊，完成授粉过程。
授粉成功后，花粒开始迅速生长，并与雌蕊的子房结合形成胚珠。
三、胚胎的发育授粉完成后，胚珠便开始发育成胚胎。
胚胎是植物发育的核心部分，它由胚乳和胚轴组成。
胚乳是由子房的内层细胞转变而来的，它在胚胎发育过程中提供营养物质和能量。
而胚轴则是由授粉后胚珠上的茎细胞形成的，它负责胚胎的生长和伸展。
四、种皮的形成胚胎发育过程中，种子外部的外皮逐渐形成。
种皮由母细胞分化而成，它的主要功能是保护胚胎，防止水分蒸发和外界条件对胚胎的伤害。
种皮的形成标志着小麦籽粒的完全发育。
五、籽粒成熟经过胚胎发育和种皮形成后，小麦籽粒逐渐成熟。
在成熟期间，小麦籽粒的外观会出现变化，从绿色转变为金黄色。
这表明籽粒内的淀粉和蛋白质含量达到最高水平，并且籽粒已经脱离植株，可以独立存储和生长。
六、收获与储存当小麦籽粒完全成熟后，农民们会采用机械化收割的方式将其收获下来。
收获后的小麦籽粒需要进行储存，以保持其优质和良好的口感。
储存条件要求通风良好、温度适宜，并避免潮湿和虫害的侵害。
综上所述，冬小麦籽粒的发育过程经历了花序形成、花粉与花粒的结合、胚胎发育、种皮形成和籽粒成熟等关键阶段。
掌握冬小麦的发育规律，可以帮助农民们更加合理地管理田地，最大程度地提高冬小麦的产量和质量。
