A pseudo-3D model to optimise the target traits of light interception in short-rotation coppice willow
A pseudo-3D model to optimise the target traits of light interception in short-rotation coppice willow
复制标题
优化短旋转矮林柳光拦截目标特性的伪3D模型
DOI：
10.1016/j.agrformet.2012.11.022
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发表时间：
2013
影响因子：
6.2
通讯作者：
Cerasuolo M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cerasuolo M
正在开发快速生长的短轮伐期矮林柳树，作为生物能源和生物燃料的生物量作物。英国多年生生物能源作物计划（BSBEC-BioMASS）旨在优化杨柳的生物量产量和木材成分。为了实现这一目标，2009年在两种不同的环境（潮湿和干燥）中建立了对比基因型（Endurance，Resolution，Terra Nova和Tora）的新试验，以进行深入研究并增加我们对工艺的理解。从第一个生长周期的数据，我们开发了一个模型的光截获，代表冠层结构，并占杨柳冠层的垂直和水平异质性。光截获的关键组成部分被认为是：叶倾角分布及其对消光系数的影响;丛生指数;和叶面积指数作为冠层高度的函数。该模型真实地反映了田间观测到的品种差异，并与实测数据进行了比较，预测了杨柳的光截获率（r2范围为0.91 ~ 0.99）。消光系数被证明是很好地代表使用一个标准的椭球分布函数（r2范围从0.81到0.97）。垂直叶面积分布和丛生指数被认为是最重要的光截获性状，与消光系数不同，丛生指数可以表示为叶面积的函数。我们的结论是，新的模型提供了一个有用的和简单的方法来验证光截获效率的杨柳基因型，可以帮助确定目标性状的选择与改进的光截获结构的品种。
Fast growing short rotation coppice willows are being developed as biomass crops for bioenergy and biofuels. The UK Perennial Bioenergy Crops programme (BSBEC-BioMASS) aims to optimise biomass yield and wood composition of willow. Towards this goal, new trials were established in 2009 of contrasting genotypes (Endurance, Resolution, Terra Nova and Tora) in two different environments (wet and dry) for intensive studies and to increase our process understanding. From data of the first growth cycle we developed a model for light interception, representing the canopy structure, and accounting for both the vertical and horizontal heterogeneity of willow canopies. The key components of light interception were considered as: leaf inclination distribution and its effects on the extinction coefficient; clumping index; and leaf area index as a function of canopy height. The model realistically represents the varietal differences observed in the field and predicts well light interception for willow (r2ranges from 0.91 to 0.99) when compared with measured data. The extinction coefficient proved to be well represented using a standard ellipsoidal distribution function (r2ranges from 0.81 to 0.97). Vertical leaf area distribution and clumping index were found to be the most important traits for light interception and, unlike the extinction coefficient, the clumping index can be expressed as a function of the leaf area. We conclude that the new model provides a useful and simple approach to characterise the efficiency of light interception in willow genotypes and can help to identify target traits for the selection of varieties with an improved architecture for light interception.
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