水稻生長模擬與決策支持系統(tǒng)的研究.pdf

1、水稻生長模擬模型與稻作管理決策支持系統(tǒng)的研究開發(fā)有助于實現(xiàn)水稻生長系統(tǒng)的動態(tài)預測及生產(chǎn)系統(tǒng)的管理決策，對于稻作系統(tǒng)的信息化和數(shù)字化具有重要的理論意義和應用前景。本研究旨在運用系統(tǒng)學方法和動態(tài)模擬技術(shù)，創(chuàng)建基于水稻一環(huán)境關(guān)系的籽粒品質(zhì)指標預測模型，以及基于生理生態(tài)過程的籽粒品質(zhì)形成模擬模型;采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O計和軟構(gòu)件技術(shù)，構(gòu)建符合COM標準的生長模型組件及基于模型組件集成的綜合性水稻生長模擬系統(tǒng);進一步應用決策支持技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)，研制

2、基于生長模型和Web應用的稻作管理決策支持系統(tǒng)，分別實現(xiàn)單機和網(wǎng)絡環(huán)境下水稻生長系統(tǒng)的動態(tài)預測和管理決策功能。研究成果將為不同條件下水稻生長與產(chǎn)品形成的預測預報及稻作管理決策的定量化和數(shù)字化奠定基礎(chǔ)。
　　在中國、日本、泰國不同生態(tài)環(huán)境下進行多品種秈型和粳型水稻（Oryzosativa)的區(qū)域種植試驗，通過分析水稻籽粒蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量以及稻米堊白度與緯度、海拔、抽穗后溫度和太陽輻射等氣候生態(tài)因子的相互關(guān)系，確立了影響這些籽

3、粒品質(zhì)指標的主要氣候生態(tài)因子函數(shù)，并使用權(quán)重系數(shù)來進一步修訂各氣候生態(tài)因子對籽粒品質(zhì)指標的作用，構(gòu)建出基于生態(tài)效應（主要氣候生態(tài)因子函數(shù)）的籽粒品質(zhì)指標預測模型。利用不同年份、不同生態(tài)點、不同品種類型的試驗資料對所建模型進行了檢驗，籽粒蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量以及稻米堊白度的預測誤差RMSE平均分別為0.25％、0.45％和0.98％，表明模型總體上具有較好的預測性和實用性。
　　通過不同品種與不同氮肥水平的試驗研究，結(jié)合已有水稻

4、生長模擬模型，在解析和綜合籽粒淀粉和蛋白質(zhì)形成過程的基本規(guī)律及其與環(huán)境因子關(guān)系的基礎(chǔ)上，采用生理發(fā)育時間作為定量生育進程的尺度，構(gòu)建了花前植株非結(jié)構(gòu)性碳水化合物成的模擬模型、氮吸收模擬模型以及基于碳氮流動態(tài)的水稻籽粒淀粉和蛋白質(zhì)形成模擬模型;進一步依據(jù)淀粉和蛋白質(zhì)含量在枝梗間分配的不均衡性，提出了枝梗穗淀粉和蛋白質(zhì)的空間分布模型。利用不同生態(tài)區(qū)域、不同品種類型、不同肥水管理條件下的試驗資料對籽粒品質(zhì)形成模擬模型進行了檢驗，結(jié)果表明籽粒淀

5、粉和蛋白質(zhì)含量的模擬值與觀測值之間具有較好的擬合度，均方差根分別為1.51％-2.75％和0.22％-0.26％，顯示本模型具有較好的預測性和適用性。
　　以氣候:土壤:品種—技術(shù)—生長的動態(tài)關(guān)系為主線，采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O計和軟構(gòu)件技術(shù)，構(gòu)建了符合COM標準的生長模型組件及基于模型組件集成的綜合性水稻生長模擬系統(tǒng)(RGSS)，系統(tǒng)包括發(fā)育進程、光合生產(chǎn)、物質(zhì)分配、器官建成、產(chǎn)品形成、養(yǎng)分平衡、水分平衡等模塊，可以預測不同生態(tài)環(huán)境

6、、品種類型和生產(chǎn)條件下水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)形成過程及其與水分和養(yǎng)分的動態(tài)關(guān)系。系統(tǒng)以VisualC++為開發(fā)語言，Excel設計數(shù)據(jù)庫，Windows為界面，通過下拉菜單、工具條、圖標、圖形和表格等方式與用戶進行交互，實現(xiàn)了系統(tǒng)功能與用戶界面的較好統(tǒng)一。
　　進一步運用決策支持技術(shù)，基于COM標準的水稻生長模擬模型組件，Access設計數(shù)據(jù)庫，VB6.0設計界面，建立了基于生長模型的稻作管理決策支持系統(tǒng)(GMDSSRM);并以V

7、isualC++.NET和VisualC＃.NET為開發(fā)語言，SQLServer設計數(shù)據(jù)庫，研制了基于COM+模型組件的網(wǎng)絡化稻作管理決策支持系統(tǒng)（GMDSSRMw）。系統(tǒng)由生長模型、數(shù)據(jù)庫、方法庫、知識庫和人機界面五部分組成，可以分別在單機和網(wǎng)絡環(huán)境下實現(xiàn)包括稻田管理信息咨詢、生育進程預測、生長動態(tài)模擬、產(chǎn)量品質(zhì)預報、管理方案評估、因苗動態(tài)調(diào)控和系統(tǒng)維護等功能，具有系統(tǒng)性、動態(tài)性、預測性和決策性。從而為稻作系統(tǒng)的模擬預測和管理決策提供