苗期高溫對草莓生育期的影響及其模擬.pdf

中國農(nóng)業(yè)氣象 Chinese Journal of Agrometeorology 2020 年 doi 10 3969 j issn 1000 6362 2020 10 004 徐超 王明田 楊再強 等 苗期高溫對草莓生育期的影響及其模擬 J 中國農(nóng)業(yè)氣象 2020 41 10 644 654 苗期高溫對草莓生育期的影響及其模擬 徐 超 1 王明田 3 4 楊再強 1 2 韓 瑋 1 鄭盛華 4 1 南京信息工程大學氣象災害預報預警與評估協(xié)同創(chuàng)新中心 南京 210044 2 南京信息工程大學濱江學院 無錫 214000 3 四川省氣象臺 成都 610091 4 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南山地農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室 成都 610091 摘要 以草莓品種 紅顏 為實驗材料 分別于 2018 年和 2019 年利用人工氣候箱對苗期草莓進行不同程度 高溫 日最高溫 日最低溫 32 22 35 25 38 28 和 41 31 和持續(xù)天數(shù) 2d 5d 8d和 11d 處理 處理結(jié)束后將草莓苗移植到 Ve n l o 型玻璃溫室進行正常栽培實驗 分別記錄草莓各生育期的起止日期 同步監(jiān)測溫室氣象數(shù)據(jù) 以 2018 年數(shù)據(jù)定量分析苗期高溫及其持續(xù)天數(shù)對草莓移栽后生育期的影響 并分 別構(gòu)建以生理發(fā)育時間 輻熱積和有效積溫為指標的 3 種高溫影響草莓生育期的模擬模型 以 2019 年的實 驗數(shù)據(jù)對所建模型進行擬合驗證 結(jié)果表明 苗期輕度 32 C 持續(xù) 2 11d 和中度高溫 35 C持續(xù) 2 8d 可以促進草莓提前進入開花期 坐果期和采摘期 而重度 38 C 持續(xù) 2 5d 和特重度 38 C 持續(xù) 8 11d 和 41 C 持續(xù) 2 11d 高溫則會使草莓進入上述關(guān)鍵生育期的時間推遲 三種模型模擬結(jié)果分析表明 與輻 熱積模型和有效積溫模型相比 以生理發(fā)育時間為尺度的高溫影響模型對草莓發(fā)育期的模擬更為精確 其模 擬的草莓開花期 坐果期和采收期天數(shù)與實測值之間擬合方程的決定系數(shù) R 2 分別為 0 84 0 82 和 0 97 均方根誤差 RMSE 分別為 1 39d 1 50d 和 1 56d 相對誤差 RE 分別為 2 27 2 23 和 1 57 可見 溫室草莓生產(chǎn)過程中 苗期適度高溫有利于后期各生育期提前但溫度過高則適得其反 此種情況下 推薦采 用生理發(fā)育時間模型預測草莓開花期 坐果期起止時間和初次采摘的時間 關(guān)鍵詞 草莓 苗期高溫 生理發(fā)育時間 輻熱積 有效積溫 生育期模擬 Effect of High Temperature in Seedling Stage on Phenological Stage of Strawberry and its Simulation XU Chao 1 WANG Ming tian 3 4 YANG Zai qiang 1 2 HAN Wei 1 ZHENG Sheng hua 4 1 Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters Nanjing University of Information Science and Technology Nanjing 210044 China 2 Binjiang College Nanjing University of Information Science and Technology Wuxi 214000 3 Sichuan Meteorological Observatory Chengdu 610091 4 Key Laboratory of Agricultural Environment in Southwest Mountain Areas Ministry of Agriculture and Rural Affairs Chengdu 610091 Abstract High temperature is one of the common agricultural meteorological disasters affecting the growth and development of crops In order to study the effect of high temperature at the seedling stage on the phenology of strawberry in greenhouses the strawberry variety Benihoppe was taken as the experimental material and different high temperatures 32 22 35 25 38 28 and 41 31 and different stress days 2d 5d 8d 收稿日期 2020 06 06 通訊作者王明田 E mail wangmt0514 楊再強 E mail yzq 基金項目 科技部重點研發(fā)計劃項目 2019YFD1002202 2020 年度江蘇省研究生科研與實踐創(chuàng)新計劃項目 KYCX20 0928 四川省農(nóng)業(yè)氣象指標體系研究及應用項目 省重實驗室 2018 重點 05 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 西南山區(qū)農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室開放項目 AESMA OPP 2019006 江蘇省自然科學基金青年基金項目 BK20180810 第一作者聯(lián)系方式 徐超 E mail nmweifan 第 10 期 徐超等 苗期高溫對草莓生育期的影響及其模擬 645 and 11d were performed on the strawberry seedlings in greenhouses in 2018 and 2019 and then transplanted to Venlo glass greenhouse for normal cultivation experiment The data of 2018 quantitatively were used to analyze the effects of high temperature and stress days on the phenology of strawberries in greenhouses and constructed three models for the effects of high temperature on the growth period of strawberries including the PDT model the TEP model and the GDD model The experimental data in 2019 were fitted to verify the established model The results showed that mild 32 C for 2 to 11 days and moderate high temperature 35 C for 2 to 8 days at the seedling stage helped strawberries to early entry to the flowering stage fruit setting stage and picking period while severe 38 C for 2 to 5 days and very severe 38 C 8 to 11 days and 41 C for 2 to 11 days high temperature delayed the time for strawberries to enter the phenology mentioned above Compared with the TEP model and GDD model the high temperature impact model based on the PDT was more accurate and had the smallest error The coefficient of determination R 2 between the simulated values and the measured values of flowering stage fruit setting stage and harvesting stage were 0 84 0 82 and 0 97 respectively the root mean square error RMSE were 1 39d 1 50d and 1 56d respectively the relative error RE were 2 27 2 23 and 1 57 respectively Therefore in the greenhouse strawberry planting process it is recommended to use the PDT model to predict the start and end times of the strawberry flowering stage fruit setting stage and harvesting stage Key words Strawberry High temperature at seedling stage Physiological development time Product of thermal effectiveness and PAR Growing degree days Phenology simulation 作物生育期模型是作物生長發(fā)育模型不可或缺 的模塊之一 同時也是準確模擬作物干物質(zhì)生產(chǎn)與 分配以及作物產(chǎn)量的關(guān)鍵 1 作物的生育期模型實質(zhì) 上是建立作物生育期與外界環(huán)境因子 溫度和光照 等 之間關(guān)系的一種模型 依靠外界的環(huán)境因子來 準確預測作物的生育期是作物生長發(fā)育模型的核心 研究內(nèi)容之一 2 國內(nèi)外針對設施作物或園藝作物生育期的模擬 模型已較多 目前 已建立的作物生育期模型有溫 室番茄 3 4 溫室菊花 5 6 溫室甜瓜 7 溫室甜椒 8 和溫室黃瓜 9 10 等 建立生育期模型使用的方法也眾 多 陳瀟等 11 利用鐘模型的方法建立了甘蔗發(fā)育期 模擬模型 準確模擬出新植蔗和多年宿根蔗不同發(fā) 育期 楊再強等 12 利用光溫效應 PTE 方法建立了 適合楊梅生育期模擬模型 精準預測了楊梅展葉 開花和結(jié)果時期 刁明等 8 以生理發(fā)育時間 PDT 為尺度建立了適合溫室甜椒的生育期模型 準確預 測了甜椒開花和成熟的日期 Lee 等 6 使用指數(shù)增長 方程對切菊作物的生長進行了建模預測 除此之外 還有有效積溫法 GDD 13 生理輻熱積法 14 以及 正弦指數(shù)函數(shù)法 15 為了使模型具有普遍的適用性 通常需要不同基因型品種 不同定植期和不同水分 條件等數(shù)據(jù) 截至目前 苗期高溫對草莓生育期的 影響模型的構(gòu)建尚未報道 草莓是多年生草本植物 隸屬于薔薇科草莓屬 具有較高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值 16 目前 草莓基 本采用設施栽培 但一般溫室的調(diào)控能力較差 苗 期室內(nèi)溫度很容易達到 35 甚至 40 以上 導致高 溫災害 再加上草莓成熟期集中 果實運輸易受損 嚴重制約草莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 要解決這些問題 首先 必須了解苗期高溫對草莓各主要生育期的影響并能 夠進行準確預測 本研究選用常見的草莓品種 紅 顏 通過設置苗期不同程度高溫及其持續(xù)時間的栽 培實驗 分析確定其后續(xù)各生育期的發(fā)展過程 建 立相應的模擬模型 以期準確預測草莓開花期 坐 果期和采收期的起止日期 為溫室草莓的環(huán)境調(diào)控 和溫度管理提供理論支撐 1 材料與方法 1 1 實驗材料 實驗材料為草莓品種 紅顏 由山東某公司 提供 1 2 實驗設計 1 2 1 苗期高溫人工控制實驗 實驗于 2018 年 9 月 2019 年 1 月在南京信息工 程大學人工氣候室 PGC FLEX 加拿大 進行苗期 高溫處理 處理結(jié)束后移植到 Ve n l o 型玻璃溫室進行 栽培實驗 人工氣候室的溫度設置采用韋婷婷等 17 方法設置氣候箱內(nèi)逐時氣溫 圖 1 日最高氣溫 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 41 卷 646 最低氣溫設置分別為 32 22 35 25 38 28 和 41 31 共 4 個水平 處理時長分別為 2 5 8 和 11d 空氣相對濕度設置 65 70 光周期為 12h 12h 白晝 6 00 18 00 夜間 18 00 6 00 輻射強度為 800 mol m 2 s 1 以 28 18 為對照 于 2018 年 9月 2 日 9 00 將長勢相近的草莓植株放 入人工氣候箱進行高溫處理 植株 9 12 片真葉 其中單葉葉面積 4cm 2 于 2d 5d 8d 和 11d 后陸 續(xù)將草莓移出 移植到 Ve n l o 型玻璃溫室中繼續(xù)生 長 定植密度為 8 株 m 2 其中每組處理 3 次重復 每個重復 100 株 共計 1500 株 處理期間草莓幼苗 為盆栽 栽培塑料盆規(guī)格為高 15cm 上口徑 12cm 下口徑 8cm 土壤取自溫室苗床 處理期間 每日 17 00 向盆中補充適量水分 保證土壤濕潤 圖 1 人工氣候室日內(nèi)溫度變化過程 Fig 1 Variation course of hourly temperature in artificial climate chamber 1 2 2 高溫處理結(jié)束后溫室栽培實驗 人工控制實驗結(jié)束后 用剪刀從一側(cè)把塑料花 盆剪開 保留完整根際土壤 取出盆中草莓苗確保 其生長不受移栽的影響 移栽至南京信息工程大學 農(nóng)業(yè)氣象試驗站的 Ve n l o 型玻璃溫室苗床里 溫室南 北長 30m 由 12 跨組成 東西跨度為 6m 檐高和 脊高分別為 4 00m和 4 73m 溫室的內(nèi)加熱系統(tǒng) 灌 溉系統(tǒng) 簾幕開展 通風窗開張均由計算機自動控 制 19 栽培土壤為沙壤土 pH 為 6 5 6 8 有機質(zhì) 含量 176 58mg kg 1 有效氮 有效磷和有效鉀含量 分別為 70 52 30 15 和 179 25mg kg 1 栽培實驗種 植期間向草莓根部滴灌澆水 苗期每 3 5d 滴灌一 次 開花期和采收期每 2 4d 滴灌一次 滴灌時間 在 17 00 18 00 確保苗期土壤持水量為 60 70 開花期 坐果期和采收期土壤持水量為 70 80 施肥采用每次滴灌每次施肥的原則 苗期每公頃施 用 30 45kg 滴灌專用肥 N P K 20 20 20 開花期 坐果期和采收期每公頃施用 30 45kg 滴灌專用肥 N P K 19 8 27 于 2019 年 9 月 2020 年 1 月以上述相同的方法 重復試驗 分別記錄草莓各生育期起止日期 同步 監(jiān)測溫室的氣象數(shù)據(jù) 其中 2018 年 9 月 2019 年 1 月的數(shù)據(jù)用于建立模型 2019 年 9 月 2020 年 1 月 的數(shù)據(jù)用于模型的驗證 1 3 項目測定 1 3 1 生育期觀測 每日觀測草莓植株的發(fā)育情況 并詳細記錄開 花期 坐果期和采收期出現(xiàn)日期 各生育期形態(tài)劃 分標準見表 1 表 1 草莓四個主要生育期的形態(tài)劃分 Table 1 Morphological criteria for strawberry in different developmental stages 生育期 Development stage 分類標準 Classification criteria 苗期 Seedling 第一片真葉開放 第一朵花開放 The first true leaf unfolds the first flower opening 開花期 Flowering 第一朵花開放 第一個果實坐果 The first flower opening the first fruit setting 坐果期 Fruit setting 第一個果實坐果 第一個果實達到商品果采收 標準 The first fruit setting the first fruit reaching the harvest standard of commercial fruit 采收期 Harvesting 第一個果實達到商品果采收標準 拉秧 The first fruit reaching the harvest standard of commercial fruit removal the planting crop 1 3 2 氣象數(shù)據(jù)收集 Ve n l o 型玻璃溫室氣象數(shù)據(jù)由 HOBO Data Loggers Campbell Scientific CR10T 自動采集 采 集的氣象數(shù)據(jù)包括定植 實驗結(jié)束期間距離草莓冠 層 1 5m處的空氣溫度和太陽輻射 數(shù)據(jù)采集頻率為 每 10s 采集 1 次 存儲每 30min 的平均值 18 在模 型計算中 若以小時為單位 則取該小時 2 個 30min 數(shù)據(jù)的平均值 若以日為單位 則取全天數(shù)據(jù)的平 均值 1 4 研究方法 利用三種模型分別進行草莓生育進程的模擬 從定植開始 主要生育期包括開花期 坐果期和采 收期 第 10 期 徐超等 苗期高溫對草莓生育期的影響及其模擬 647 模型一 生理發(fā)育時間模型 PDT Physiological Development Time 主要考慮溫度和光照條件 草 莓生理發(fā)育時間 PDT 是指在最適宜溫度和光照 條件下完成萌發(fā) 成熟所需的時間 反應作物的發(fā) 育速率 對于一個特定品種 其 PDT 基本恒定 因此 通?？梢杂?PDT 來推測不同生長環(huán)境下的 物候期 10 PDT 可根據(jù)逐日相對熱效應和相對光周 期效應的乘積累積計算 日相對熱效應指 RTE Rlative Thermal Effectiveness 草莓植株在實際溫度 下生長一天相當于在最適溫度下生長一天的相對量 日相對光周期效應 RPE Rlative Photoperiod Effectiveness 指草莓植株在實際光周期下生長一天相 當于在最適光周期下生長一天的相對量 計算式為 nn ii ii i PDT PDE RTE RPE 1 式中 i 為發(fā)育的天數(shù) n 為完成全發(fā)育階段所 需的天數(shù) d 1 相對熱效應 RTE 可以根據(jù)氣溫與作物生 長發(fā)育的三基點溫度計算 計算式為 min min om i n om i n j max max o max o max 0T T TT sin T T T 2T T RTE T TT sin T T T 2T T 0T T 2 24 j j 1 1 RTE i RTE T 24 3 式中 RTE T j 為定植后第 i 天第 j 小時的相對 熱效應 RTE i 為定植后第 i 天的相對熱效應 T j 第 i 天第 j 小時的氣溫 T max T o 和 T min 分 別為草莓在生長發(fā)育過程中最高 最適和最低溫度 表 2 2 相對光周期效應 RPE 的計算式為 表 2 草莓不同發(fā)育階段的三基點溫度 Table 2 Three fundamental points of temperature at different development stages of strawberry in facility 發(fā)育階段 Development stage 最高溫度 Max temperature 最低溫度 Min temperature 最適溫度 Optimal temperature 苗期Seedling 35 5 20 開花期Flowering 35 5 25 坐果期 Fruit setting35 5 20 成熟期Harvesting 35 5 25 c cc ooc o 0D L D L RPE DL DL DL DL DL DL DL 1D L D L 4 式中 DL c 指草莓光周期效應的臨界日長 16h DL o 為草莓光周期效應的最適日長 10h DL 是實 際日長 計算式為 19 24 DL arccos tan tan 5 284 n 23 45sin 2 365 6 式中 為地理緯度 試驗地的 32 02 為 太陽赤緯 n 是所計算日期在一年中的日序數(shù) 如 1 月 1 日為 1 12 月 31 日為 365 DL 的計算從定植 后開始 模型二 輻熱積模型 TEP Product of Thermal Effectiveness and PAR 主要考慮溫度和光合有效輻 射條件 20 TEP 為逐日作物冠層日光合有效輻射總 量與日平均熱效應的乘積的累積值 iii TEP DTEP RTE PAR 7 式中 DTEP i 為定植后第 i天的輻熱積 MJ m 2 RTE i 為定植后第 i 天的日平均相對熱效應 PA R i 為 定植后第 i 天的日光合有效輻射總量 MJ m 2 d 1 TEP是一定時期內(nèi)每天的輻熱積累值 MJ m 2 模型三 有效積溫模型 Growing Degree Days GDD 主要考慮溫度條件 GDD 是日平均氣溫與 作物發(fā)育下限溫度之差的累計值 計算式為 21 xn min avg max avg min avg min max avg max TT T T T 2 T T T T T T T 8 avg min GDD T T 9 式中 T avg 為日平均氣溫 T x 為日最高氣 溫 T n 為日最低氣溫 T max 和 T min 為生 長發(fā)育的最高溫度和最低溫度 取值見表 2 1 5 模型檢驗 采用均方根誤差 RMSE Root Mean Squared Error 和相對誤差 RE Relative Error 進行模 型模擬值和實測值的檢驗 RMSE 和 RE值越小 表明模擬精度越高 22 用模擬值與實測值的 1 1 線表示模型的一致性和可靠性 RMSE 和 RE的計 算式為 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 41 卷 648 n 2 ii i1 OBS SIM RMSE n 10 n i i 1 RMSE RE n 100 OBS 11 式中 OBS i 和 SIM i 分別為觀測值和擬合值 n 為樣本量 2 結(jié)果與分析 2 1 苗期高溫處理對草莓生育進程的影響 由表 3 可見 苗期不同高溫及不同處理天數(shù)均 對草莓主要生育期產(chǎn)生影響 適宜的生長條件下 CK 定植到初花期 坐果期和初次采收期分別經(jīng) 歷 60 66 和 94d 其它高溫處理達到開花 坐果和 采收期的時間均有不同程度的提早或延遲 具體來 看 在高溫程度較低 32 條件下苗期處理 2 5 8 和 11d 后 高溫程度稍高 35 條件下苗期處理 2 5和 8d 后 以及高溫程度更高 38 條件下苗 期處理 2d 和 5d 后 草莓植株后續(xù)進入開花期 坐 果期和采收期的時間比 CK提前 1 3d 高溫程度稍 高 35 條件下處理時間到 11d 以及高溫程度更 高 38 條件下處理時間到 8d 和 11d 草莓植株 后續(xù)進入開花期 坐果期和采收期的時間均比 CK 有 所延遲 各生育期延遲 1 12d 當苗期溫度升至更 高的 41 時 經(jīng)過 2 5 8 和 11d 處理后 草莓植 株后續(xù)進入開花期 坐果期和采收期的時間均比 CK 延遲 且延遲程度明顯加重 開花期分別延遲 5 6 7 和 7d 坐果期分別延遲 4 5 5和 6d 采收期分別 延遲 9 12 16 和 18d 可見 苗期較低程度或較短 時間的高溫對草莓植株后續(xù)發(fā)育有促進作用 而較高 程度或較長時間高溫對發(fā)育期卻有明顯阻滯作用 表 3 苗期不同高溫水平和處理時長條件下草莓后續(xù)各主要發(fā)育期的觀測結(jié)果 Table 3 Observation results of strawberry growth stages under different high temperature levels and treatment durations at seedling stage 溫度 Temperature 處理天數(shù) Treatment days d 定植時間 月 日 Planting date mm dd 定植 開花天數(shù) Days of planting to flowering d 開花 坐果天數(shù) Days of flowering to fruit setting d 坐果 采收天數(shù) Days of fruit setting to harvesting d CK 10 02 60 6 28 2d 58 5 28 5d 58 6 27 8d 58 6 28 32 22 11d 10 02 59 6 27 2d 59 5 28 5d 58 7 28 8d 59 6 27 35 25 11d 10 02 63 6 34 2d 59 6 28 5d 59 6 28 8d 63 6 35 38 28 11d 10 15 65 4 37 2d 65 5 33 5d 66 5 35 8d 67 4 39 41 31 11d 10 15 67 5 40 注 32 22 和 35 25 處理 11d 8d 5d 和 2d 的開始日期分別為 9 月 21 24 27 和 30 日 結(jié)束日期 定植日期 為 10 月 2 日 38 28 和 41 31 處理 11d 8d 5d 和 2d 的開始日期分別為 10 月 4 7 10 和 13 日 結(jié)束日期 定植日期 為 10月 15日 Note The start date of treatment at 32 22 and 35 25 for 11d 8d 5d and 2d were September 21 24 27 and 30 respectively and the end date planting date was October 2 The start date of treatment at 38 28 and 41 31 for 11d 8d 5d and 2d were October 4 7 10 and 13 respectively and the end date planting date was October 15 第 10 期 徐超等 苗期高溫對草莓生育期的影響及其模擬 649 2 2 苗期高溫處理對草莓主要生育期光熱指標的影響 利用 2018 年氣象數(shù)據(jù)和式 1 式 9 分別 計算各處理下草莓定植 開花期 定植 坐果期和定 植 采摘期所需要的草莓生理發(fā)育時間 PDT 積累 輻熱積 TEP 和累積有效積溫 GDD 結(jié) 果 見 圖 2 由圖可見 32 處理下 35 處理 8d 以內(nèi)和 38 處 理 5d 以內(nèi)草莓進入關(guān)鍵生育期 開花期 坐果期和 采收期 所需的 PDT TEP和 GDD 均小于對照相應 值 而 35 處理 11d 38 處理 5 11d 和 41 持續(xù) 下所需的 PDT TEP和 GDD 均大于對照的相應值 可見 苗期不同高溫和不同處理天數(shù)影響草莓進入 關(guān)鍵生育期累積的 PDT TEP和 GDD 其中 輕度 和中度持續(xù)可以促進草莓提前進入開花期 坐果期 和采摘期 而重度和特重度持續(xù)則延遲草莓進入上 述關(guān)鍵生育期的時間 2 3 三種模型對苗期高溫處理后草莓生育進程模擬 結(jié)果及其驗證 利用 2019 年數(shù)據(jù)對模型進行檢驗 分別根據(jù)式 1 式 9 計算不同高溫和持續(xù)天數(shù)處理后每日 的 PDT TEP和 GDD 將各日值累計相加直到累計 值達到圖 1 中相應的值 此時所對應的天數(shù)即模擬 值 同時觀測各處理下達到具體生育期的天數(shù) 此 時所對應的天數(shù)即實測值 模擬天數(shù)與實測天數(shù)的 對比結(jié)果見表 4 圖 2 苗期不同高溫和持續(xù)天數(shù)處理后草莓進入主要生育期對應的生理發(fā)育時間 累積輻熱積和累積有效積溫 Fig 2 The corresponding physiological development time PDT product of thermal effectiveness and PAR TEP and growing degree days values GDD of strawberry entering the main growth stage after different high temperatures and different stress days at seedling stage 注 PF代表定植 開花期 PS代表定植 坐果期 PH代表定植 采收期 Note PF represents planting to flowering stage PS represents planting to fruit setting stage and PH represents planting to harvesting stage 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 41 卷 650 基于 3 種模型模擬的精確度比較如表 5 由表可 見 3 種模型對草莓的開花期 坐果期和采收期預測 精度不同 其中 PDT 模型能更精確預測草莓的開花 期 其次是 TEP模型 GDD 模型預測的效果最差 PDT 模型預測開花期的 RMSE 和 RE 分別為 1 39d 和 2 27 TEP 模型分別為 2 09d 和 2 99 GDD 模 型分別為 2 50d和 4 07 同樣 對于坐果期和采收 期的預測 PDT 模型的預測精度仍最高 TEP 模型 次之 GDD 模型最差 可見 與 TEP 模型和 GDD 模型相比 PDT 模型可以較好預測草莓的開花期 坐果期起止時間和采收期 基于 PDT 模型 TEP 模型和 GDD 模型模擬值 與觀測值的比較如圖 3 由圖可以明顯看出 PDT 模 型對草莓開花期 坐果期和采收期的預測精度高于 TEP 模型和 GDD 模型 基于 PDT 模型對開花期模 擬的方程決定系數(shù) R 2 為 0 84 高于 TEP模型和 GDD 模型的 0 77和 0 74 基于 PDT 模型對坐果期模擬的 方程決定系數(shù) R 2 為 0 82 高于 TEP 模型和 GDD 模 型的 0 71和 0 61 基于 PDT 模型對采收期模擬的方 程決定系數(shù) R 2 為 0 97 高于 TEP 模型和 GDD 模型 的 0 89和 0 84 表 4 三種模型對草莓從定植期到各生育期天數(shù)的模擬值和擬合誤差 實測值 擬合值 d Table 4 The simulation values and fitting errors measured values simulated values by the three models for the number of days from the planting stage to the each phrenological stage of strawberries PDT TEP GDD 模擬值 Simulated value 誤差 Error 模擬值 Simulated value 誤差 Error 模擬值 Simulated value 誤差 Error 生育期 Stage 溫度 Temperature 2d 5d 8d 11d 2d 5d 8d 11d 2d 5d 8d 11d 2d 5d 8d 11d 2d 5d 8d 11d 2d 5d 8d 11d 32 22 58 59 58 59 1 2 2 16 15 95 86 0 2 2 2 2 62 60 62 55 3 3 23 35 35 57 59 60 65 2 1 1 26 05 66 26 4 1 2 3 1 62 57 60 65 3 1 1 2 38 28 59 59 63 65 1 1 1 16 16 06 06 2 1 2 2 0 62 61 63 66 2 3 1 2 開花期 Flowering 41 31 66 67 65 66 1 1 2 1 67 67 66 69 2 11 2 68 69 70 64 3 3 33 32 22 63 64 66 64 1 1 2 16 56 56 26 8 3 22 3 59 66 61 68 1 1 4 1 35 35 66 67 66 67 2 2 0 16 56 86 87 0 1 3 2 1 61 66 68 70 4 40 1 38 28 67 67 70 69 2 1 2 16 26 97 17 23 3 3 2 68 68 72 72 3 2 4 2 坐果期 Fruit setting 41 31 71 73 70 71 1 1 2 27 17 27 47 0 1 1 2 2 68 74 68 73 1 4 4 1 32 22 93 94 92 92 1 1 1 19 09 09 39 123 2 2 96 90 85 91 4 3 6 2 35 35 91 95 97 101 1 1 2 19 29 69 81 0 2 2 2 3 2 94 97 92 95 4 335 38 28 96 97 104 102 2 2 1 3 97 98 105 103 3 3 2 2 95 91 106 106 1 4 3 1 采收期 Harvesting 41 31 108 112 113 115 2 2 1 1 101 111 110 111 5 1 2 3 110 108 115 110 4 2 3 4 表 5 三種模型模擬的精確度比較 Table 5 Comparison of simulation accuracy among three models 生育期 Growth stage 模型 Model 均方根誤差 RMSE d 相對誤差 RE 決定系數(shù) R 2 樣本數(shù) n PDT 1 39 2 27 0 84 16 TEP 2 09 2 99 0 77 16 開花期 Flowering GDD 2 50 4 07 0 74 16 PDT 1 50 2 23 0 82 16 TEP 2 26 3 38 0 71 16 坐果期 Fruit setting GDD 2 67 3 94 0 61 16 PDT 1 56 1 57 0 97 16 TEP 2 59 2 61 0 89 16 采收期 Harvesting GDD 2 86 3 53 0 84 16 第 10 期 徐超等 苗期高溫對草莓生育期的影響及其模擬 651 圖 3 三種模型對草莓定植 開花 結(jié)果期和采收期的觀測值與模擬值的對比 Fig 3 Observed days from planting date to each key development stage ending vs simulated values by the three models 3 結(jié)論與討論 3 1 討論 本研究發(fā)現(xiàn) 不同高溫和處理時間對草莓花芽 分化后苗期的發(fā)育和坐果均有影響 與對照相比 較低高溫和短期較高溫的輕度持續(xù) 32 下處理 2d 和 5d 和中度持續(xù) 35 下處理 11d 會促進花的發(fā) 育 導致草莓的開花期提前 這樣的結(jié)果在對小麥 23 的研究中也有發(fā)現(xiàn) 可能是因為一定程度的高溫可 以促進花芽生長 導致開花提前 24 但若采用高限 高溫處理 如 38 下處理 11d 反而抑制花芽生長 這應該是因為過高溫度遲滯花芽發(fā)育速度 導致了 開花延遲 25 而在持續(xù)最高溫下 41 的生育期嚴 重推遲 很可能是高溫已經(jīng)造成器官的嚴重傷害 26 作物的生育期模型 又被稱為作物物候期模型 通過生育期模型可以模擬作物生長和發(fā)育的過程 同時也可以模擬作物各個生育期出現(xiàn)的時間 對作 物生產(chǎn)指導意義重大 27 通常作物需要達到一定的 溫度后 才會開始一個生育期的發(fā)育 據(jù)此提出了 有