[发明专利]一种动态模拟计算水稻生长的模型构建方法及应用

权利要求书

1.一种动态模拟计算水稻生长的模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，选用水稻材料：选用三个株型差异明显的水稻材料TQ、YIL55和PAY1；

S2，水稻材料种植：将S1中选用的三种水稻材料分别在两个不同纬度地区进行种植，灌溉方式选择长期淹灌，水稻生长期内无病虫害发生，无强风天气及人为因素干扰水稻冠层结构；

S3，材料株型结构特征测定并重建水稻田间原位的三维静态结构模型：包括植株冠层结构的三维数字化测定、器官形态测定、水稻器官生物量测定、水稻器官发生过程观测，还原水稻在田间生长的真实形态，对S1中的三个不同株型水稻TQ、YIL55和PAY1进行调参，构建适用于这三个材料的静态结构模型，统计叶/茎基方位角数据，统计水稻的株型结构特征，为构建水稻动态结构模型提供依据；

S4，构建水稻的动态结构模拟模型：基于S3中叶/茎基方位角数据的统计结果，在GroIMP平台构建水稻的动态结构模型；

S5，参数校准及验证：基于S2中种植的三种水稻材料，对ORYZA2000模型进行了参数校准及验证，并利用“试差法”校准消光系数值，使得经参数校准后的ORYZA2000可准确模拟三个水稻材料在两个纬度地区的生长发育过程；

S6，水稻材料生长发育模拟：利用ORYZA2000模型对三个株型水稻材料在两个纬度地区的生长发育进行模拟与评价，模拟三个水稻材料在两个纬度地区的生长发育过程；

S7，构建水稻功能-结构耦合模型G-ORY：基于所述S4中水稻动态结构模型和所述S5中参数校准后的ORYZA2000模型，并结合田间实测数据与气象数据，在GroIMP平台构建水稻功能-结构耦合模型G-ORY，实现了模型间的优势互补；

S8，耦合模型G-ORY试验评价：定量评价耦合模型G-ORY在PAR、CO2同化速率、器官干重、叶面积指数、有效分蘖个数及器官形态结构等多方面的模拟效果，并与ORYZA2000的模拟值相互比较，与实测值相互比较，对耦合模型G-ORY模拟精确度进行试验并评价。

2.根据权利要求1所述的一种动态模拟计算水稻生长的模型构建方法，其特征在于，所述S2中两个不同纬度地区分别为北京和三亚。

3.根据权利要求1所述的一种动态模拟计算水稻生长的模型构建方法，其特征在于，所述S1中水稻采用小区域种植面积均为30平方米，待水稻发育至四叶期时，采用人工移栽的方式，单株单穴，南北行向种植，行距为0.25m，株距为0.20m。

4.根据权利要求1所述的一种动态模拟计算水稻生长的模型构建方法，其特征在于，所述S3中测量精度要求达0.08cm以内，角度精度要求达0.15°以内。

5.根据权利要求1所述的一种动态模拟计算水稻生长的模型构建方法，其特征在于，所述S3中自水稻开始拔节后，在水稻生长的3个关键生育时期进行三维数字化测定，分别是拔节期、抽穗期和灌浆期，每个水稻材料测定一天。

6.根据权利要求1所述的一种动态模拟计算水稻生长的模型构建方法，其特征在于，所述S3中器官形态测定时，沿各分蘖叶片中脉、茎和穗主轴，依次测定4至10个点，具体根据器官长度和伸展情况，且相邻2个测定点间的距离不超过10cm。

7.根据权利要求1所述的水稻功能-结构耦合模型G-ORY分析评价株型因子和纬度因子对水稻冠层光分布的影响的应用。