基于生物量的香蕉葉片主要幾何屬性研究

劉永霞，何應(yīng)對，連子豪，王麗霞，殷曉敏，王必尊，曹宏鑫

(1 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院?？趯嶒炚荆？?，570102；2 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所，南京，210014)

香蕉是世界上主要的熱帶經(jīng)濟作物，主要種植區(qū)域分布在南北緯20°之間。 2018年全球香蕉種植面積565.4萬hm2，產(chǎn)量達(dá)11 456萬t；我國香蕉種植面積33.19萬hm2，位居世界第六，產(chǎn)量1 122.17萬t，其中總產(chǎn)量及單產(chǎn)均居世界第二。我國是主要的香蕉生產(chǎn)國，也是香蕉消費國，2016—2017年，進口額都穩(wěn)定在5.8億美元左右，2018年中國香蕉進口增長54%，達(dá)到8.96億美元，創(chuàng)歷史新高[1-2]。

葉片是植物主要組成器官，其空間散布狀態(tài)決定了植物地上部的形態(tài)結(jié)構(gòu)，進而影響植物的光截獲且決定了植物最終的光合產(chǎn)量。20世紀(jì)80年代開始，作物功能結(jié)構(gòu)模型(FSPMs)是將生長模型功能與形態(tài)模型結(jié)構(gòu)有機融合產(chǎn)生的新一代模型[3]，許多學(xué)者建立了水稻、小麥、玉米和棉花等多種作物的葉片形態(tài)及群體結(jié)構(gòu)特征[4-10]，然而這些模型是純形態(tài)結(jié)構(gòu)模型，不具有植物生理學(xué)機制，不能很好模擬作物生長。國際上，小麥、水稻、玉米、棉花等作物以L-PEACH[11]、GREEN-LAB[12]和LIGNUM[13]等為代表的功能—結(jié)構(gòu)植物模型研究有：Cieslak等[14]應(yīng)用L-studio系統(tǒng)軟件基于生物量和冠層光合作用完成了獼猴桃藤分支結(jié)構(gòu)的三維重建。Kang等[15]以向日葵生長模型SUNFLO為基礎(chǔ)，結(jié)合GreenLab中生物量分配模塊開發(fā)了向日葵功能結(jié)構(gòu)模型SUNLAB。Cao等[16]基于生物量研究了水稻出苗期地上部器官的生長規(guī)律。張文宇等[17]基于油菜的生物量構(gòu)建了葉長、最大葉寬和葉柄長模型。張偉欣等[18]通過分析油菜生物量與器官形態(tài)間的關(guān)系，構(gòu)建了基于生物量的油菜越冬前植株地上部、分枝各器官形態(tài)結(jié)構(gòu)模型。……