Acta Geographica Sinica, Volume. 75, Issue 9, 1879(2020)

Damage evaluation on soybean chilling injury based on Google Earth Engine (GEE) and crop growth model

Juan CAO1, Zhao ZHANG1、*, Liangliang ZHANG1, Yuchuan LUO1, Ziyue LI1, and Fulu TAO2
Author Affiliations
  • 1State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology/MEM & MoE Key Laboratory of Environmental Change and Natural Hazards, Faculty of Geographical Science, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
  • 2Key Laboratory of Land Surface Pattern and Simulation, Institute of Geographic Sciences and Resources Research, CAS, Beijing 100101, China
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    Figures & Tables(14)
    Overview of the study area
    The cold years in Northeast China
    Comparison between simulated and observed variables of soybean
    Daily leaf area index (LAI) outputs from 512 simulations of the CROPGRO-Soybean model
    The coefficient of determination for the regression models
    The maximum LAI and its specific observation dates of early and late growing season windows obtained from Sentinel-2 in 2018
    Estimated yields by calibrated CROPGRO-Soybean model under different cold injury scenarios
    The comparison between actual and simulated yield losses
    Spatial distribution of estimated yields in normal year (2017) and cold year (2018)
    The spatial distribution of yield losses in 2018 relative to 2017
    • Table 1. The basic information of six crop fields

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      Table 1. The basic information of six crop fields

      基本信息五岔沟兴盛春亭阁春林乃木河小库莫
      经度(°)124.42124.49124.49124.42124.11124.17
      纬度(°)50.1049.9749.8349.8349.449.7
      高程(m)486393380365381447
      品种黑河38黑农35合丰50合丰25合丰39黑河18
      熟性中熟中熟中熟中晚熟中熟中熟
      栽培方式平作条播条播条播垄作条播平作条播
    • Table 2. The observation information of key growth period, planting density and yield of crop fields

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      Table 2. The observation information of key growth period, planting density and yield of crop fields

      年份观测数据五岔沟兴盛春亭阁春林乃木河小库莫
      2014播种日期5月16日5月18日5月1日5月18日5月28日5月11日
      开花普遍期7月14日7月12日6月30日7月6日7月18日6月30日
      开花成熟期9月26日9月28日9月18日9月28日9月28日9月24日
      种植密度(株/m2)39.6930.4247.7336.7537.9838.47
      产量(kg/hm2)11601350165011506101050
      2015播种日期5月16日5月16日5月28日5月8日5月17日5月18日
      开花普遍期7月16日7月10日7月2日7月12日7月16日7月8日
      开花成熟期9月16日9月14日9月28日9月28日9月28日9月8日
      种植密度(株/m2)47.9435.638.1826.2425.8428.58
      产量(kg/hm2)980110014101030510860
      2016播种日期6月6日5月16日5月6日5月22日5月18日5月18日
      开花普遍期7月20日7月14日6月28日7月28日7月2日7月2日
      开花成熟期9月30日9月26日9月18日9月30日9月18日9月14日
      种植密度(株/m2)32.9730.5540.0442.940.835.82
      产量(kg/hm2)12801450185013706701110
      2017播种日期5月24日5月23日5月21日5月18日5月24日6月2日
      开花普遍期7月8日7月12日7月22日7月8日7月1日7月14日
      开花成熟期9月28日9月24日9月22日9月18日9月18日9月24日
      种植密度(株/m2)43.535.7627.5636.940.652.36
      产量(kg/hm2)13501500124015007501200
    • Table 3. CROPGRO-Soybean model parameters and the genetic coefficients of crop fields

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      Table 3. CROPGRO-Soybean model parameters and the genetic coefficients of crop fields

      参数定义默认值五岔沟兴盛春亭阁春林乃木河小库莫
      CSDL临界短日长(h)12.1514.0312.2313.0614.5811.914.03
      PPSEN生长发育光周期响应斜率(/h)0.20.2350.2940.2870.2290.1460.304
      EM-FL出苗到开花期的时间间隔(d)2113.0918.3315.4616.5326.1422.74
      FL-SH第一次开花到第一次结荚时间间隔(d)6666666
      FL-SD第一次开花到第一次结实时间间隔(d)1219.8221.0618.4218.3911.2612.06
      SD-PM第一次播种到成熟的时间间隔(d)2637.5624.536.6331.2722.2534.33
      FL-LF第一次开花到叶片停止生长时间间隔(d)20202020202020
      LFMAX最大叶片光合速率(mg CO2/(m2 s))1.031.0231.0521.0341.0111.1961.257
      SLAVR在标准生长条件下, 品种比叶面积(cm2/g)385311.2303.8301317.6337.9301.1
      SIZLF整个复叶的最大叶面积(cm2)137138.1145.1138141.2188.5217.6
      XFRT每日生长中分配给种子和外壳最大比例1111111
      WTPSD单粒种子的最大重量(g)0.1550.1620.1570.1610.1810.1950.186
      SFDUR所有荚内籽粒灌浆持续天数(d)2225.4224.8824.2225.3621.6221.94
      SDPDV标准生长条件下每荚平均粒数(荚数)2.22.4152.2762.092.242.3971.794
      PODUR最佳生长条件下, 到结痂期持续天数(d)13131313131313
    • Table 4. The estimated yield losses of soybean at village level

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      Table 4. The estimated yield losses of soybean at village level

      乡镇名减产率(%)乡镇名减产率(%)乡镇名减产率(%)
      卡日楚村21.23卧北村29.77向阳村24.35
      岭南村14.64扎西村19.54乌尔其村31.14
      讷尔克气村22.61五岔沟村15.86朝阳猎民村21.19
      青松沟村24.52乃木河村25.15十六栋房村32.28
      团结村19.38马尾山村18.34诺敏河村6.54
      渔场村8.76库维地村22.58小二红村18.08
      新兴村9.55跃进村28.83龙头村29.25
      欧肯河村18.24奎勒河村5.29新丰村20.63
      兴盛村28.04东升村21.52卧罗河村30.79
      二十里村-29.94小库莫村17.63铁东村30.05
      乌鲁布铁猎民村9.53都柿沟村21.30大库莫村21.58
      红旗村22.65朝阳沟村22.67二根河村7.97
      马鞍山村18.52新发村26.92东升村21.52
      春林村26.02春亭阁村16.09毛家铺村18.77
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    Juan CAO, Zhao ZHANG, Liangliang ZHANG, Yuchuan LUO, Ziyue LI, Fulu TAO. Damage evaluation on soybean chilling injury based on Google Earth Engine (GEE) and crop growth model[J]. Acta Geographica Sinica, 2020, 75(9): 1879

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    Paper Information

    Received: Jun. 15, 2019

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    Published Online: Apr. 14, 2021

    The Author Email: Zhao ZHANG (zhangzhao@bnu.edu.cn)

    DOI:10.11821/dlxb202009005

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