温室园艺作物生长模拟模型的研究进展

作物生长模拟模型是进行作物生产精准管理和智能决策的有力工具.本文介绍了园艺作物生长模拟模型在国内外的发展现状和应用效果,分别从园艺作物叶面积、光合作用、干物质生产与分配、园艺作物发育和外观品质模拟模型进行了总结和评价;提出了温室园艺作物生长模拟模型研究中存在的问题和今后的发展方向.     

Venlo型玻璃温室黄瓜动态生长模型的研究

黄瓜发育动态模型对于动态掌握温室作物生长规律具有重要意义。以de Koning模型为基础建立温室黄瓜动态生长模型,分别对黄瓜生长的光合速率、蒸腾速率、呼吸速率、生育期、同化物暂存库、叶干质量、果实干质量模型等进行研究。通过实验得到各观测指标的模拟值与实测值之间的相关系数平方R2和根均方差RMSE依次为:叶干质量:R2=0.9998,RMSE=0.0601 kg·m2;果实干质量:R2=0.9975,RMSE=0.9596 kg·m2;日同化物积累量:R2=0.9983,RMSE=0.0067 kg·m2,结果表明该模型对作物生长发育具有较好的预测性,可为温室作物生长环境优化控制提供依据。     

我国主要作物生长模拟模型研究进展

作物生长模拟包括阶段发育、形态发生、光合与呼吸作用、干物质积累与分配、作物与水分的关系、作物的养分效应、作物气象环境的模拟等几部分内容．综述了近10年我国主要作物水稻、小麦、棉花、玉米等的生长模拟模型研究状况，将其与遥感技术、地理信息系统和计算机专家咨询系统结合，建立更完善的作物生产计算机决策管理系统，是这一研究领域在我国今后的发展方向．     

播期对水稻生长模拟影响及优化比较

为了进行水稻作物动态监测和科学管理,利用江西省农业气象试验站田间观测数据,结合同期气象资料分别采用ORYZA2000和WOFOST两个模型进行了水稻生长模拟,调试确定了水稻作物生育期参数,对生育期、叶面积指数、生产量等指标的模拟结果进行了验证与适应性评价。结果表明：两个模型对于江西地区水稻生长的模拟效果较好,实测值与模拟值基本一致。ORYZA2000模型模拟的各生物量的标准化均方根误差值(NRMSE)均小于30%,而WOFOST模型模拟的叶面积指数和穗干重NRMSE值偏差较大,为41%和51%,总体模拟性能不如ORYZA2000,后者在江西省推广使用有更好的前景。     

利用Delphi开发温室黄瓜生长动态模拟系统

介绍温室黄瓜生长动态模拟系统的设计思路、模块划分和各模块的主要功能．以通过实验得到的黄瓜光合作用数学模型及不同生育阶段中干物质分配比例等建模所需的作物参数为基础，运用积分的方法，进行黄瓜干物质增长量和在各器官中的分配的逐日模拟．研究表明：用Delphi开发的温室作物模拟模型比较简洁，易于实施；模拟值比实际值略高，误差在4．7％～14．8％之间，基本达到了预期的效果；如果进一步在模型中加入水肥等因子修正参数，则可以达到更高的精度．     

微机应用于作物干物质生产和生长解析的计算探讨

本文运用基本BASIC语言编制了作物叶片、光合作用强度、作物冠层消光系数干物质积累与运转的计算机程序.     

作物叶中蔗糖磷酸合成酶的生物学功能与调控的研究进展

介绍转蔗糖磷酸合成酶(SPS)的基本理化特性及SPS基因的克隆情况,综述利用转基因SPS植株研究作物叶中的SPS对光合作用产物的分配积累以及对作物的生长、发育、产量、品质、氮素转运的影响,以及SPS对高浓度二氧化碳的反应和SPS活性的调控等方面的研究进展.提出今后SPS的研究重点应该围绕解析SPS和磷酸蔗糖磷酸化酶(SPP)之间的关系,以及选育用于生产生物质能源的转SPS基因的甘蔗和木薯品种等方面开展.     

玉米发芽、初期生育期生长发育分析

本文利用干物质生产与幼苗形态特征相结合的研究方法,对王米发芽、初期生育期进行了生长发育分析。按营养方式,将该期划分成异养、异养和自养并进及完全自养三个生长阶段。干物质的分配有中心从地上部向根系转移的过程。地上部与根系生长之间存在着明显的相互影响。对各器官干物质变化的过程给出最优方程形式予以模拟。这一时期农业生产应以如何促进幼苗自养能力的尽快建立为中心。     

作物生育期模拟研究进展

综述了作物生育期模拟模型的研究概况以及水稻、小麦、棉花等作物生育期模拟的研究进展．     

看麦娘与小麦竞争关系的动态模拟研究

在ＩＮＴＥＲＣＯＭ模型基础,研究了看麦娘和小麦在潜在生产条件下的竞争关系,建立了动态模拟模型Ｉａ,ｈ,ｉ＝－ｄＩｈ,ｉ／ｄＬｉ＝ｋＪ（１－ρ）ｉＯｅｘｐ（－∑ＫｊＬｈ．ｊ）,并分析了看麦娘和小麦ＣＯ２同化量的日变化和干物质在各器官的积累与分配变化,根据竞争结果提出看麦娘有效防除时期为小麦出苗后的１５ｄ左右,后期看麦娘的生长对小麦不产生影响。     

大气CO2浓度升高对棉花生理特性和生长的影响

根据在人工气候室取得的试验资料,分析了大气ＣＯ２ 浓度倍增对棉花叶气孔阻力和导度、叶温、叶光合和蒸腾速率、生长状况与干物质积累等的影响．结果表明,大气ＣＯ２ 浓度倍增,棉花叶气孔阻力增加,导度降低,叶温增加,光合速率增大,蒸腾速率降低,水分利用效率明显提高,棉花生长加快．这些性质的变化在不同土壤水分条件下（高低两种水分处理）产生明显的差异,表现为大气ＣＯ２ 浓度增加对光合速率和生长的正效应及其对蒸腾的抑制作用削弱了水分胁迫对棉花光合和生长产生的不利影响,在低水分条件下棉花水分利用效率增加的比例大于高水分条件下的     

基于SWAP的旱稻灌溉模式研究

针对旱稻品种HD297,以土壤-水分-大气-作物系统模拟模型（SWAP）为工具,以2003－2004年在河南柳园口灌区惠北灌溉试验站开展的旱稻不同灌溉制度试验为基础,应用不同灌溉制度下灌水水平、土壤水势、旱稻叶面积指数、干物质量及产量等试验资料,对模型模拟旱稻灌溉制度及作物生长的适应性进行了验证,对模型参数进行了率定和检验。结果表明SWAP适合旱稻不同灌溉制度条件下的作物生长模拟。在此基础上应用SWAP分析了无水层灌溉、淹灌、雨养3种水分管理模式下旱稻干物质总量和水分生产率,以及不同地下水埋深对相关指标的影响。结果表明,3种灌溉模式以雨养模式水分生产率最高,其次为间歇灌溉,淹灌最低;地下水埋深对雨养模式的干物质总量和水分生产率影响最大,对间歇灌溉相关指标影响较小,而对淹灌模式则基本无影响。     

组态式牵引电动机故障诊断模型

摘要： 针对电动机典型的故障诊断模型网络结构复杂、训练困难等问题,提出一种组态式牵引电动机故障诊断模型.该模型由多个多输入单输出的子径向基函数神经网络构成,每个子模型识别一种故障特征.根据系统需要将多个子模型任意组合,用来识别类型繁多的电动机故障.利用特征提取后的样本数据对该模型进行训练,并通过测试样本验证了故障诊断模型的有效性.结果表明,采用组态式牵引电动机故障诊断模型,一个子模型仅识别一种牵引电动机故障状态,结构简单,模型训练难度小,提高了模型的故障识别能力以及应用的灵活性,为牵引电动机故障诊断提供了一条新思路.     

作物水分胁迫补偿效应研究进展

根据国内外水分胁迫补偿效应的研究成果和笔者近年来的试验资料,对水分胁迫补偿效应的研究进展进行了分析和总结.分析结果表明,水分胁迫期间或旱后复水,作物在生长发育、干物质累积以及根系活力、叶绿素浓度、叶片光合作用等方面均可出现补偿效应;补偿程度与水分胁迫程度、胁迫时期和胁迫持续时间有关;营养生长阶段或生殖生长阶段的初期,水分胁迫往往具有较好的补偿效应.论述了光合作用、补偿生长之间的关系,对补偿效应产生的机制进行了初步探讨.提出了在补偿效应的产生条件、变化规律、生理生态机制以及在田间尺度上的效应等方面需要进一步研究的问题.     

温室温度分层递阶控制系统的设计与仿真

作物生长周期为小时级,温室温度变化为分钟级,两者响应时间尺度相差较大.针对这种双时间尺度特性,提出了一种温室温度分层递阶控制系统的设计方法.系统具体分为作物层和环境层.在作物层,根据奇异摄动理论获取解耦的低阶模型,设计优化控制器以求取温室温度设定值,使生产净成本达到最小,并将设定值传递给环境层;在环境层,设计模糊控制器以有效跟踪设定值.最后,对该控制系统进行了仿真验证,结果表明各层控制器均可有效发挥作用,控制效果良好.      

玉米杂交种株型生长解析

利用杂种优势培育塔型植株,已成为当今玉米育种方向之一、对当前在全国和新疆推广面积较大的三个杂交种的生理指标、净同化率、叶面积比、相对生产率、群体生产速率表明,绿色面积发展过程为“前快、中稳、后衰慢”。前期以茎叶干物质积累为主,后期茎杆物质向穗转移量约为50％。     

不同氮肥水平下紫苏生长的动态规律

采用田间试验定期采集紫苏样品,测定株高、叶面积、各器官干物质累量和分配情况,研究了不同氮肥水平下紫苏叶片生长和干物质积累与分配动态规律。结果表明,不同氮肥水平下紫苏株高、叶面积、干物质积累和分配动态相似,株高和干物质积累动态符合Logistic生长曲线方程,呈现“慢—快—慢”生长趋势,出苗后70-80 d出现株高增长高峰,高氮处理（N20,N15,N10）紫苏株高最大增长速度出现的时间较早、速度较快;出苗后80-100 d全株干物质积累速度最快,N5,N10处理,紫苏全株干物质积累量较高,最大干物质积累速度出现的时间较早,速度较快;出苗后100 d,紫苏叶面积大小和增长速度均达到最大值,N10和N5处理紫苏叶面积大小和增长速度明显高于其它处理;不同氮肥处理紫苏各器官干物质分配没有明显的区别。本试验条件下,紫苏施N量以75-150 kg·hm^-2较为适宜。     

基于WOFOST与CROPWAT模型的松嫩平原春玉米灌溉制度研究

从挖掘作物生产潜力和生育期优化配水的角度,运用WOFOST模型模拟典型年松嫩平原的5个典型站点春玉米的潜在产量和雨养产量,并应用FAO推荐的CROPWAT模型进行春玉米灌溉水量优化分析。研究表明:松嫩平原在枯水年、平水年、丰水年的潜在产量分别为5.94~10.18、7.20~10.57、7.43~11.59 t?hm?2;富裕和泰来在不同水平年的生产潜力分别为3~5、2~4 t?hm?2,长岭在平水年的生产潜力为3.85 t?hm?2。灌溉制度方面,春玉米在枯水年、平水年和丰水年的作物需水量为480~560 mm,灌溉总需水量分别为216.7~300.2、215.2~272.9、102.9~234.9 mm;快速生长期和生长中期是春玉米灌溉的关键期;作物需水量在不同生育阶段的灌溉需水量大小排序为生长中期、快速生长期、成熟期、初始生长阶段。