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作物杂志,2026, 第1期: 231–239 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.01.029

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

基于不同温光尺度的烟草叶片发生模拟模型的建立与验证

王德权1(), 刘中庆1, 赵清海1, 赵洪军1, 孙刚1, 王毅1, 孙延国2(), 石屹2, 姜滨3, 吴开成3   

  1. 1山东潍坊烟草有限公司，261061，山东潍坊
    2中国农业科学院烟草研究所/农业农村部烟草生物学与加工重点实验室，266101，山东青岛
    3中国烟草总公司山东省公司，250101，山东济南
  • 收稿日期:2024-08-21 修回日期:2024-09-27 出版日期:2026-02-15 发布日期:2026-02-10
  • 通讯作者: 孙延国，主要从事烟草栽培研究，E-mail：sunyanguo@caas.cn
  • 作者简介:王德权，主要从事烟草栽培研究，E-mail：wdq_0418@163.com
  • 基金资助:
    山东潍坊烟草有限公司科技项目(2023-48);中国烟草总公司山东省公司重点项目(202001);中国烟叶公司烟叶技术改进项目(3032307);中国农业科学院科技创新工程(ASTIP-TRIC03)

Establishment and Verification of a Simulation Model for Tobacco Leaf Initiation Based on Different Temperature and Light Scales

Wang Dequan1(), Liu Zhongqing1, Zhao Qinghai1, Zhao Hongjun1, Sun Gang1, Wang Yi1, Sun Yanguo2(), Shi Yi2, Jiang Bin3, Wu Kaicheng3   

  1. 1Shandong Weifang Tobacco Co., Ltd, Weifang 261061, Shandong, China
    2Institute of Tobacco Research, Chinese Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Tobacco Biology and Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Qingdao 266101, Shandong, China
    3China National Tobacco Corporation Shandong Province Company, Jinan 250101, Shandong, China
  • Received:2024-08-21 Revised:2024-09-27 Online:2026-02-15 Published:2026-02-10

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PDF (PC)

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摘要：

为准确模拟烟草叶片发生进程、为烟叶生产精准管控提供参考依据，2022-2023年连续2年设置不同移栽期田间对比试验，建立基于不同尺度的烟草叶片数目变化动态模型，分析不同模型的模拟精度。结果表明，叶片发生速率随移栽期推迟而加快，达到最大叶片数的时间缩短，不同移栽期最终叶片数目基本一致；烟草叶片发生模型为无稳定增长期的非典型“S”型生长曲线；生长度日模型精度高于生长天数模型，在温度变化处于适宜范围时具有一定的实用性，温光效应模型精度高于生长度日模型，但预测精度在年度间存在波动，生理发育时间模型精度高于其他模型；山东烟区在4月下旬至5月下旬的移栽时间范围内，烟草叶片数目达到最大值的时间为37.63~46.62，生长度日为440.06~483.04，温光效应值为30.17~34.36，生理发育时间为29.13~31.80。基于生理发育时间的烟草叶片发生模型具有更高的可靠性与普适性，可准确表征植株发育进程，为烟叶生产精准管理提供支撑。

关键词: 烟草, 叶片发生, 温度, 光照, 模拟模型

Abstract:

In order to accurately simulate the initiation process of tobacco leaves and provided reference for precise management and control of tobacco production, field comparison experiments of different transplanting date treatments were carried out for two consecutive years from 2022 to 2023 to establish dynamic models of tobacco leaf changes based on different scales, and the simulation accuracy of different models was analyzed. The results showed that the rate of leaf initiation accelerated with the delay of the transplanting date, and the time to reach the maximum number of leaves was shortened. The final number of leaves (A value) in different transplanting dates was basically the same. The leaf initiation models of tobacco was an atypical “S” type growth curve with no stable growth period. The accuracy of the growing degree days model was higher than that of the growing day model, which had better practicality when the temperature changed in the appropriate range. The accuracy of the thermal-photo effectiveness model was higher than the growing degree days model, however, the prediction accuracy fluctuated across different years. The accuracy of the physiological development time model was higher than other models. The time for the tobacco leaves number to reach the maximum value was 37.63- 46.62, the growing degree days was 440.06-483.04, the thermal-photo effectiveness value was 30.17-34.36, and the physiological development time was 29.13-31.80, in the transplanting date from late April to late May in Shandong tobacco area. The simulation model of tobacco leaf initiation based on physiological development time had higher reliability and universality, which could accurately characterize the process of plant development and provide support for the precise management of tobacco production.

Key words: Tobacco, Leaf initiation, Temperature, Light, Simulation model

图1

不同移栽期下气象数据

表1

烟草叶片发生模型参数

自变量
Independent variable		 处理
Treatment		 模型参数Model parameter R2
A B K N
生长天数GD A1 40.833 689.746 14.693 479.172 0.997**
A2 40.667 583.130 13.438 422.498 0.996**
A3 40.814 709.781 17.309 497.594 0.997**
A4 40.748 445.869 11.766 310.362 0.998**
均值 40.645 708.780 16.903 504.512 0.990**
生长度日GDD A1 41.026 23.013 0.053 16.493 0.996**
A2 40.681 52.997 0.122 40.449 0.995**
A3 40.855 39.364 0.086 30.243 0.996**
A4 40.918 43.451 0.092 31.475 0.995**
均值 40.872 44.227 0.098 32.783 0.993**
温光效应TPE A1 41.170 13.540 0.461 9.520 0.996**
A2 40.693 45.184 1.527 34.277 0.995**
A3 40.834 62.262 2.027 47.644 0.998**
A4 40.833 80.168 2.547 58.131 0.995**
均值 40.852 51.784 1.696 38.553 0.995**
生理发育时间PDT A1 41.068 16.826 0.593 12.239 0.996**
A2 41.048 27.059 0.937 20.518 0.995**
A3 40.913 61.947 2.144 47.064 0.996**
A4 40.833 64.961 2.199 46.130 0.995**
均值 40.847 43.558 1.521 32.177 0.995**

图2

烟草叶片发生模拟模型

表2

烟草叶片发生模型检验

年份
Year		 处理
Treatment		 均方根误差RMSE 相对误差RE (%)
生长天数
GD		 生长度日
GDD		 温光效应
TPE		 生理发育时间
PDT		 生长天数
GD		 生长度日
GDD		 温光效应
TPE		 生理发育时间
PDT
2022 A1 2.29 1.00 0.84 0.89 8.89 3.89 3.26 3.46
A2 0.92 1.16 1.02 0.97 3.58 4.52 3.96 3.79
A3 0.98 0.71 0.68 0.76 3.54 2.57 2.45 2.75
A4 2.40 1.18 1.14 1.07 8.66 4.25 4.10 3.84
均值 1.78 1.01 0.98 0.91 6.67 3.80 3.43 3.42
2023 B1 2.93 0.91 0.90 0.75 12.82 3.99 3.96 3.30
B2 0.79 1.07 0.96 0.86 3.17 4.34 3.88 3.46
B3 1.81 0.98 1.03 0.94 6.89 3.71 3.92 3.59
均值 2.04 0.99 0.97 0.85 8.28 4.01 3.92 3.47

图3

烟草叶片数目模拟值与实测值比较

图4

烟草叶片发生速率

表3

烟草叶片发生模型特征参数

自变量Independent variable Va Vmax TVmax WVmax T1 T2 T3
生长天数GD 0.62~0.77 1.23~1.51 37.41~46.52 40.00~40.31 36.92~46.10 37.90~46.94 37.63~46.62
生长度日GDD 0.05~0.06 0.10~0.11 381.32~434.80 34.49~37.10 325.33~396.33 434.98~473.27 440.06~483.04
温光效应TPE 0.82~0.86 1.41~1.64 24.48~29.88 32.15~38.07 19.01~28.27 29.64~31.50 30.17~34.36
生理发育时间PDT 0.85~0.93 1.49~1.75 24.15~27.80 33.25~37.67 19.56~26.03 28.74~29.57 29.13~31.80
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