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基于冠层反射指数和产量潜力理论定义的小麦产量预测模型
发布时间:
2023-01-16
来源:
植物表型资讯
作者:
PhenoTrait
图1. 田间水平计算的叶片覆盖指数的图形表示。叶盖度是以每平方米土壤叶面积的平方米为单位的。早期活力期:Z2.4至叶覆盖面积达到90%时的累积叶面积;累计绿叶面积:Z2.4至Z6.5的累积叶面积;持绿期:Z6.5至S10的累积叶面积。
图2. 2015年和2016年产量预测模型。皮尔逊积矩相关系数(R),在5%的显著水平上评价实测值与预测值之间的相关性(F检验)。虚线表示1:1分割线
图3. 小麦产量预测模型组件及其在整个生长期进展的图形表示。直到抽穗期(Z5.7)生物量积累对高NDVI和LUE有响应。NDVI的维持和WS的增加以及较高的太阳辐射使生物量积累速率保持到Z7.5。Z7.5开始,生物量积累速率随NDVI、WS和LUE的降低而降低。垂直虚线表示特定Zadoks(Z)阶段的测量时间点。彩色虚线代表估计点和测量点之间的趋势线。LUE(光利用效率,单位为g C MJ−1;棕色)、WS(水分状况指数,蓝色)、NDVIcor(单位:%;浅绿色)、RAD(累积辐射,单位:MJ m−2;黄色)和预测生物量(单位:t C m−2;深绿色)。
表1. 两年间(2015年-2016年)小麦产量预测模型(模型1-模型4)与实测籽粒产量的评价指标。NDVIcor和WS的共同参与使预测产量和实测产量之间的相关性在2015年提高到0.59 (p < 0.001),在2016年提高到0.64 (p < 0.001)。注:p < 0.001。r,各模型预测产量与实测产量之间的Pearson相关系数;Yieldp:模型预测的产量、HI:收获指数、NDVIcor:修正的归一化差异植被指数、LUE:光能利用效率、WS:水状况指数、RAD:阳光辐射。
表2. 两年间(2015年-2016年)实测和预测性状与籽粒产量相关性(基于产量模型)。2015年预测产量和预测生物量的相关性分别为0.59 (p < 0.001)和0.56 (p < 0.001),高于任何测量和计算性状的最大相关性(NDVI (Z3.4),r = 0.48, p < 0.001;LUE (Z3.4),r = 0.47, p < 0.001;2016年,Yieldp (r = 0.64, p < 0.001)。与籽粒产量的相关性高于实测和计算性状、WI (Z7.4) (r =−0.59,p < 0.001)和LUE (Z3.7和Z5.7) (r = 0.44, p < 0.001)。与单一性状相比,该模型在2015年和2016年分别提高了11%(0.59-0.48 = 0.11)和5%(0.64-0.59 = 0.05)的产量预测能力。预测生物量与产量之间的相关性随着作物周期增加,在开花期和籽粒发育期达到最大值。2015年,花期最大(Z6.5;r = 0.54, p < 0.001),但在初期也很高(Z4.5;R = 0.53, p < 0.001)。2016年籽粒发育时相关性最大(Z7.1、Z7.5和Z7.9;r = 0.50, p < 0.001),但与花期比较接近(Z6.5;r = 0.48, p < 0.001)。注:* p < 0.05;** p < 0.01, *** p < 0.001, NS不显著。Yieldp:模型预测的产量;HI:收获指数;生物量,由产量模型预测的周期结束时积累的生物量。EV:早期活力;AGA:累计绿化面积;SG,持绿。生物量(Z), Yieldp模型预测的Z阶段累积生物量。NDVI (Z),Z阶段归一化植被指数;LUE (Z),Z阶段的光利用效率;WI (Z), Z阶段水分指数。Z为植物发展阶段的Zadoks尺度值。
表3.Yieldp模型简化模型的评价指标。2015年NDVIcor对模型的影响最大,其次是LUE和HI。2016年,HI对产量预测的影响较大,其次是NDVIcor和LUE。单项对最终模型的影响缺乏一致的模式,突出了模型对不同季节的灵活响应。注:p < 0.001。r:各模型预测产量与实测产量之间的Pearson相关系数; RMS:各模型的均方根误差;HI:收获指数;NDVIcor:修正的归一化差异植被指数;LUE:光能利用效率; W:S水状况指数;RAD:阳光辐射。
来 源
Pennacchi, J.P., Virlet, N., Barbosa, J.P.R.A.D. et al. A predictive model of wheat grain yield based on canopy reflectance indices and theoretical definition of yield potential. Theor. Exp. Plant Physiol. 34, 537–550 (2022).
编 辑
Sona
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