本文關(guān)鍵詞：制種玉米開花特性與籽粒數(shù)模擬及節(jié)水調(diào)質(zhì)高效灌溉優(yōu)化決策研究　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：玉米制種是生產(chǎn)高產(chǎn)抗逆性雜交玉米種子的重要措施,因此制種玉米生產(chǎn)不僅要關(guān)注產(chǎn)量,還要保證其籽粒品質(zhì)。灌溉是影響干旱、半干旱區(qū)制種玉米生產(chǎn)的重要因素,通過灌溉制度優(yōu)化可以調(diào)節(jié)制種玉米的籽粒數(shù)和籽粒重。本文以西北旱區(qū)制種玉米為研究對象,于2014～2015年在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)石羊河實驗站進行了不同生育階段不同程度的水分虧缺試驗,于2016年在水分虧缺試驗的基礎(chǔ)上進行了不同授粉量的試驗,分析了制種玉米耗水、開花特性、生物量和產(chǎn)量及其構(gòu)成要素對水分虧缺的響應(yīng),建立了制種玉米水分-開花特性、水分-生物量增量、籽粒數(shù)預(yù)測模型和籽粒重預(yù)測模型,構(gòu)建了綜合考慮制種玉米籽粒數(shù)和籽粒重的灌溉制度優(yōu)化決策方法。主要成果如下:(1)拔節(jié)孕穗期和開花期水分虧缺均降低了制種玉米母本群體吐絲速率、母本單穗吐絲速率、母本單穗吐絲總數(shù)、母本雌穗受精結(jié)實能力、雌穗高度處的花粉密度,延遲了母本群體吐絲時間;僅拔節(jié)孕穗期水分虧缺降低了父本群體到達各散粉時期的速率,延遲了父本群體到達各散粉時期的時間,僅開花期水分虧缺增加了制種玉米吐絲-散粉時間間隔。拔節(jié)孕穗期、開花期和灌漿期水分虧缺降低了制種玉米耗水量、母本地上生物量和開花后地上生物量增量(以下簡稱為:生物量增量);拔節(jié)孕穗期和開花期水分虧缺減少了制種玉米籽粒數(shù),灌漿期水分虧缺降低了制種玉米籽粒重;制種玉米產(chǎn)量對水分虧缺的響應(yīng)與籽粒數(shù)一致。(2)根據(jù)對2014和2015年試驗數(shù)據(jù)的模擬對比,推薦采用Jensen模型通過拔節(jié)孕穗期和開花期耗水量模擬母本群體吐絲速率、母本群體吐絲時間、母本單穗吐絲速率、母本單穗吐絲總數(shù)、母本雌穗受精結(jié)實能力和開花期內(nèi)總花粉密度,通過拔節(jié)孕穗期耗水量模擬父本群體到達各散粉時期的速率和時間;推薦采用Jensen模型或Stewarrt模型通過拔節(jié)孕穗期、開花期、灌漿期和成熟期耗水量模擬生物量增量。(3)根據(jù)2014和2015年水分處理試驗數(shù)據(jù),對基于開花特性的籽粒數(shù)預(yù)測模型Flowering進行了改進與參數(shù)率定,不同水分處理籽粒數(shù)模擬值和實測值的相對均方根誤差從1.2812降至0.1923。將水分-開花特性模型和Flowering模型耦合,建立了 Water-Flowering模型,根據(jù)拔節(jié)孕穗期和開花期耗水量對籽粒數(shù)預(yù)測的平均相對均方根誤差為0.2216。(4)根據(jù)2016年授粉試驗數(shù)據(jù),建立了制種玉米籽粒重上、下限與源庫比的關(guān)系,并與水分-生物量增量模型和Water-Flowering耦合,建立了制種玉米籽粒重上、下限預(yù)測模型ULKW。經(jīng)檢驗2014和2015年實測籽粒重均在通過各生育階段耗水量預(yù)測的籽粒重上、下限范圍內(nèi),表明ULKW模型合理可行。(5)基于Water-Flowering模型和ULKW模型,以籽粒重下限為約束,以籽粒數(shù)最多為主要目標,以灌水量最少為次要目標,構(gòu)建了制種玉米節(jié)水、調(diào)質(zhì)、高效灌溉制度優(yōu)化決策方法,并求解得到了不同情境下的優(yōu)化灌溉制度,為實現(xiàn)制種玉米節(jié)水、優(yōu)質(zhì)、高效的水分管理提供了科學(xué)指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S513
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本文編號：1316809