一种基于叶面积指数比例的烟草株型确定方法与流程

本发明属于农业生产，尤其涉及一种基于叶面积指数比例的烟草株型确定方法。

背景技术：

1、株型对烟叶的品质和产量至关重要。不同株型的烟叶其物理特性、组织结构、生理代谢、营养积累都有很大差异。对于烟草株型的调节，往往根据育种和栽培管理进行改善，将高质量、高产量的优势性状进行综合协调，形成具有优势的株型结构。现有的研究认为烟草的优势株型结构应该“下部叶阳光充足、上部叶叶片展开、整株叶片厚薄适中”，以“缩小部位间烟叶质量差异”为重点，达到“叶尖和叶基的颜色一致，叶背和叶面的色泽一致”，且进一步提出了“中棵烟”的概念，即烟草大小中等，长势既不过旺也不过弱，产质量协调统一的群体长相。在河南许昌烟区也提出了“三一致”的烟草长相标准，即烟苗大小一致、烟草高矮一致、同部位烟叶成熟一致。在结合生产经验的基础上，已有的研究总结了优质烟草的田间长相：株型为腰鼓形或筒型。山东诸城提出烟草长相前期为腰鼓型、后期为筒型，株高100～120cm，单株有效叶数20片左右，最大叶长不超过75cm，中部烟叶单叶重9～12g。湖北十堰提出打顶后株高100～120cm，茎围8～10cm，节距4～5cm，下部叶长50～60cm、宽22～28cm，中部叶长55～70cm、宽25～30cm，上部叶长55～65cm、宽20～28cm。近年来，针对烟草株型划分指标的研究已有开展，采用了半定量化的方式对烟草株型特征与产量和品质的关系做了特征性研究，初步明确了烟草株型与产量和品质的关系。但现有的研究对烟草的株型认定往往是经验性的，没有对烟草株型的动态生长过程进行深入的探讨，难以对株型进行定量分析。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于叶面积指数比例的烟草株型确定方法，通过获取不同生长情况烟草的上部叶叶面积指数比例、中部叶叶面积指数比例和下部叶叶面积指数比例，初步确认了烟草株型，构建了烟草株型确认模型，计算了临界叶面积指数比例，实现了对任意获取的烟草进行烟草株型确认，解决了现有烟草株型确认方法缺乏对烟草动态生长过程分析和难以进行定量分析的问题。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

3、本发明提供的一种基于叶面积指数比例的烟草株型确定方法，包括如下步骤：

4、s1、设置烟草的氮肥和种植密度互作试验，得到若干组氮肥梯度和种植密度唯一且均互不相同的试验组；

5、s2、根据预设阶段时间，获取各试验组中各选中烟草的上部叶叶面积指数比例、中部叶叶面积指数比例和下部叶叶面积指数比例；

6、s3、基于各试验组中各选中烟草的上部叶叶面积指数比例、中部叶叶面积指数比例和下部叶叶面积指数比例，得到初步确认烟草株型；

7、s4、基于初步确认烟草株型，对各试验组中各选中烟草各生长发育阶段的株型赋值，并对应记录其上部叶叶面积指数比例，且构建基于叶面积指数比例的烟草株型确认模型；

8、s5、基于烟草株型赋值结果和对应的上部叶叶面积指数比例，通过烟草株型确认模型，得到第一临界叶面积指数比例和第二临界叶面积指数比例；

9、s6、基于第一临界叶面积指数比例和第二临界叶面积指数比例，利用烟草株型确认模型对任意获取的烟草进行烟草株型确认。

10、本发明的有益效果为：本发明提供的一种基于叶面积指数比例的烟草株型确定方法，通过设置烟草的氮肥和种植密度互作试验，提供了烟草不同生长发育的条件，获取到了不同生长发育条件下长成的选中烟草；本发明分别在烟草生长发育阶段的不同时间获取了选中烟草的上部叶叶面积指数比例、中部叶叶面积指数比例和下部叶叶面积指数比例，充分考虑到了烟草生长发育阶段的动态变化过程，丰富了量化烟草株型确认的烟草数据基础；本发明根据烟草各部分叶面积指数比例，初步确认了烟草株型可划分结果，明确了各烟草株型间的临界叶面积指数比例，使得烟草株型划分条件明确，提升了量化确定烟草株型的效率；本发明构建了基于叶面积指数比例的烟草株型确认模型，通过第一临界叶面积指数比例和第二临界叶面积指数比例，实现了快速准确地确认任意烟草的株型；本发明适用于烟草打顶后的株型确认，也能够为培育优质烟草，进行烟草高质量、高产量的优势性状综合协调提供保障。

11、进一步地，所述s1中烟草的氮肥和种植密度互作试验中，氮肥梯度和种植密度水平均不低于2个。

12、采用上述进一步方案的有益效果为：本发明在关于烟草的氮肥和种植密度互作试验中，对氮肥梯度和种植密度水平提出要求，充分提供了不同生长环境下烟草样本。

13、进一步地，所述s2包括如下步骤：

14、s21、根据预设阶段时间，分别在第一生长发育阶段、第二生长发育阶段和第三生长发育阶段对各试验组中若干选中烟草进行分部分划分，并确定各烟草的上部叶、中部叶和下部叶，其中，下部叶为烟草中自根部到顶端的第1～6片烟叶，中部叶为烟草中自根部到顶端的第7～12片烟叶，上部叶为烟草中自根部到顶端的第13～18片烟叶；

15、s22、分别测量各试验组中各选中烟草的上部叶、中部叶和下部叶的叶长和叶宽，得到各叶位的叶面积；

16、所述各叶位的叶面积的计算表达式如下：

17、sleaf＝l×w×αarea

18、其中，sleaf表示烟叶的叶面积，l表示烟叶的叶长，w表示烟叶的叶宽，αarea表示烟叶面积系数，其中，烟叶面积系数为0.6345；

19、s23、根据各叶位的叶面积，分别计算各试验组中各选中烟草的上部叶叶面积指数、中部叶叶面积指数和下部叶的叶面积指数；

20、所述各烟草中上部叶叶面积指数、中部叶叶面积指数和下部叶的叶面积指数的计算表达式分别如下：

21、

22、

23、

24、其中，表示上部叶叶面积指数，upi表示第i片上部叶，表示第i片上部叶的面积，np表示单位土地面积上的烟草数量，ula表示单位土地面积，表示中部叶叶面积指数，midi表示第i片中部叶，表示第i片中部叶的面积，表示下部叶叶面积指数，boti表示第i片下部叶，表示第i片下部叶的面积；

25、s24、根据各烟草中上部叶叶面积指数、中部叶叶面积指数和下部叶的叶面积指数，计算得到各试验组中各选中烟草的上部叶叶面积指数比例、中部叶叶面积指数比例和下部叶叶面积指数比例；

26、所述上部叶叶面积指数比例、中部叶叶面积指数比例和下部叶叶面积指数比例的计算表达式分别如下：

27、

28、

29、

30、其中，θup表示上部叶叶面积指数比例，θmid表示中部叶叶面积指数比例，θbot表示下部叶叶面积指数比例。

31、采用上述进一步方案的有益效果为：本发明在烟草的不同生长发育阶段，即第一生长发育阶段、第二生长发育阶段和第三生长发育阶段，进行了选中烟草的分部分划分，并通过上部叶、中部叶和下部叶的叶位面积计算得到了各部分的叶面积指数和叶面积指数比例，为初步确认烟草株型提供了叶面积指数比例的数据基础。

32、进一步地，所述s3中的初步确认烟草株型包括第一株型、第二株型和第三株型；

33、所述第一株型的下部叶叶面积指数比例大于上部叶叶面积指数比例和中部叶叶面积指数比例；所述第二株型的中部叶叶面积指数比例大于上部叶叶面积指数比例和下部叶叶面积指数比例；所述第三株型的上部叶叶面积指数比例大于中部叶叶面积指数比例和下部叶叶面积指数比例。

34、采用上述进一步方案的有益效果为：本发明根据烟草的叶面积指数比例指数对烟草的株型进行了划分，且第一株型、第二株型和第三株型有效的确定了烟草的株型结构，为量化确定烟草的株型提供了株型划分基础。

35、进一步地，所述s4包括如下步骤：

36、s41、分别在烟草的第一生长发育阶段、第二生长发育阶段和第三生长发育阶段下，当各试验组中选中烟草为第一株型时，则对选中烟草赋值为1，并记录其上部叶叶面积指数比例；

37、s42、分别在烟草的第一生长发育阶段、第二生长发育阶段和第三生长发育阶段下，当各试验组中选中烟草为第二株型时，则对选中烟草赋值为2，并记录其上部叶叶面积指数比例；

38、s43、分别在烟草的第一生长发育阶段、第二生长发育阶段和第三生长发育阶段下，当各试验组中选中烟草为第三株型时，则对选中烟草赋值为3，并记录其上部叶叶面积指数比例；

39、s44、基于各选中烟草的赋值和对应的上部叶叶面积指数比例，构建基于叶面积指数比例的烟草株型确认模型；

40、所述烟草株型确认模型的计算表达式如下：

41、p＝6.74θup+0.17

42、其中，p表示烟草模型量化值。

43、采用上述进一步方案的有益效果为：本发明基于初步确认烟草株型对烟草不同生长发育阶段下的株型进行了赋值，并分别记载了其上部叶面积指数比例，为通过充分多不同株型烟草的上部叶面积指数比例数据确定第一临界叶面积指数比例和第二临界叶面积指数比例提供基础，本发明提供了烟草株型确认模型的计算方法，实现了量化确认烟草株型，既充分考虑了烟草各个生长发育阶段，也提升了烟草株型确认的效率和准确度。

44、进一步地，所述s5包括如下步骤：

45、s51、获取烟草株型赋值为1的烟草的上部叶叶面积指数比例最大值，以及烟草株型赋值为2的烟草的上部叶叶面积指数比例最小值，通过烟草株型确认模型，得到第一临界叶面积指数比例；

46、所述第一临界叶面积指数比例的计算表达式如下：

47、

48、其中，θ1表示第一临界叶面积指数比例，表示第一株型的烟草对应的上部叶叶面积指数比例最大值，表示第二株型的烟草对应的上部叶叶面积指数比例最小值；

49、s52、获取烟草株型赋值为2的烟草的上部叶叶面积指数比例最大值，以及烟草株型赋值为3的烟草的上部叶叶面积指数比例最小值，通过烟草株型确认模型，得到第二临界叶面积指数比例；

50、所述第二临界叶面积指数比例的计算表达式如下：

51、

52、其中，θ2表示第二临界叶面积指数比例，表示第二株型的烟草对应的上部叶叶面积指数比例最大值，表示第三株型的烟草对应的上部叶叶面积指数比例最小值。

53、采用上述进一步方案的有益效果为：本发明基于充分多的烟草在不同生长发育阶段下的株型数据及烟草对应的上部叶叶面积指数比例，确定了不同株型间划分的临界指标，为量化确定烟草株型提供了明确的分类标准。

54、进一步地，所述s6包括如下步骤：

55、s61、获取任意烟草的上部叶叶面积指数比例；

56、s62、根据该烟草的上部叶叶面积指数比例，利用烟草株型确认模型计算得到该烟草的烟草模型量化值；

57、s63、针对该烟草的烟草模型量化值小于第一临界叶面积指数比例，则该烟草的烟草株型为第一株型；

58、s64、针对该烟草的烟草模型量化值大于第一临界叶面积指数比例且小于第二临界叶面积指数比例，则该烟草的烟草株型为第二株型；

59、s65、针对该烟草的烟草模型量化值大于第二临界叶面积指数比例，则该烟草的烟草株型为第三株型。

60、采用上述进一步方案的有益效果为：本发明提供了基于烟草株型确认模型对任意获取的烟草进行烟草株型确认的具体方法，实现了高效且准确地将烟草分类至第一株型、第二株型或第三株型，适用与烟草生长发育的各个阶段，且为培育优质烟草，进行烟草高质量、高产量的优势性状综合协调提供了保障。