利用3D重建评估叶序与种植密度对田间玉米光能利用率的影响

高密度种植是提高玉米产量的广泛采用策略，但它引入了植株间竞争加剧和遮荫等挑战，这可能限制光截获和整体产量潜力。作为响应，部分玉米植株会自然重新定向其冠层以优化光截获，这一过程被称为冠层重定向。理解这种适应性反应及其对光截获的影响对于最大化农业产量潜力至关重要。本研究提出了一种端到端框架，将田间玉米的真实3D重建与光合有效辐射（PAR）建模相结合，以评估叶序和种植密度对光截获的影响。具体而言，利用源自田间数据的3D点云，为多种玉米基因型构建了虚拟田间，并使用田间PAR测量数据进行了验证。利用该框架，我们详细分析了在整个典型生长季中，冠层朝向、株距与行距以及种植行向对PAR截获的影响。我们的发现凸显了不同种植密度和冠层朝向之间光截获效率的显著差异。通过阐明冠层结构与光截获之间的关系，本研究为优化不同农业环境下的玉米育种和栽培策略提供了宝贵指导。