油菜生長(zhǎng)模擬與決策支持系統(tǒng)研究.pdf

1、中文摘要__油菜生長(zhǎng)模型及決策支持系統(tǒng)研究摘要作物生長(zhǎng)模型與決策支持系統(tǒng)的研究和廣泛應(yīng)用對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息化和數(shù)字化有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值.本研究借鑒國(guó)際上先進(jìn)的建模理論和本實(shí)驗(yàn)室形成的作物模擬方法體系和基本框架，運(yùn)用系統(tǒng)分析原理和動(dòng)態(tài)建模技術(shù)，通過(guò)不同類(lèi)型品種的播期和氮素試驗(yàn)對(duì)油萊生長(zhǎng)發(fā)育的基本規(guī)律及其與環(huán)境因子之間的關(guān)系予以定量解析和綜合，構(gòu)建了一個(gè)基于生理生態(tài)過(guò)程的油菜生長(zhǎng)模擬模型采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)、軟構(gòu)件技術(shù)及決策支持技術(shù)，構(gòu)

2、建了符合COM標(biāo)準(zhǔn)的油菜生長(zhǎng)模型組件，進(jìn)一步研制了基于生長(zhǎng)模型的油菜管理決策支持系統(tǒng)(包括單機(jī)版、網(wǎng)絡(luò)版)，實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)和單機(jī)環(huán)境下油萊生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)模擬預(yù)測(cè)和管理決策支持功能，為數(shù)字化油作系統(tǒng)的構(gòu)建莫定了基J出。以油菜生理生態(tài)過(guò)程為基礎(chǔ)，通過(guò)定量分析油菜對(duì)溫度(包括春化作用)和光周期的反應(yīng)，構(gòu)建了以生理發(fā)育時(shí)間為尺度的油萊生育期模擬模型.每日生理發(fā)育時(shí)間由每日生理效應(yīng)累積形成，每日熱效應(yīng)、春化效應(yīng)、光周期效應(yīng)與品種灌裝速率互作共同決定每日生

3、理效應(yīng)大小.模型通過(guò)引入溫度敏感性、生理春化時(shí)間、光周期敏感性和基本灌裝因子4個(gè)參數(shù)反應(yīng)不同油萊品種的遺傳差異，從而使得每個(gè)油菜品種達(dá)到特定生育時(shí)期所需的生理發(fā)育時(shí)間恒定.建立油菜葉面積指數(shù)模擬模型綜合基于庫(kù)或源限制下的葉面積增長(zhǎng)模式，其中庫(kù)限制下葉面積指數(shù)的增長(zhǎng)呈指數(shù)方程，且受到溫度、水分和氮素因子的影響源限制下葉面積指數(shù)增長(zhǎng)用比葉面積法來(lái)模擬.油萊角果面積指數(shù)由比角果面積和角果干物重來(lái)決定.比葉面積和比角果面積均為生理發(fā)育時(shí)間的函數(shù)

4、。針對(duì)油菜冠層生態(tài)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，構(gòu)建了油菜光合作用和干物質(zhì)積累的模擬模型.采用“三層模型”法，即通過(guò)對(duì)花、角果、葉三層分別計(jì)算光能截獲和光合作用，利用高斯積分法計(jì)算每層的光合量而得出每日的冠層總同化量.模型充分量化了油菜生理年齡、溫度、氮素、水分等因子對(duì)最大光合速率的影響，同時(shí)考慮了維持呼吸與生長(zhǎng)呼吸的消耗，使模型具有較強(qiáng)的機(jī)理性和通用性.利用油菜器官生育進(jìn)程及環(huán)境因子之間的定量關(guān)系，構(gòu)建了基于分配指數(shù)的油菜地上部器官干物質(zhì)分配動(dòng)態(tài)模擬模

5、型.各器官干物質(zhì)分配指數(shù)隨著生理發(fā)育時(shí)間而動(dòng)態(tài)變化，基因型、播期、氮素及水分水平對(duì)各器官千物質(zhì)分配指數(shù)的模式?jīng)]有顯著影響，但影響各器官干物質(zhì)分配指數(shù)的大小.其中，氮素營(yíng)養(yǎng)水平對(duì)綠色葉片干物重分配影響最大，氮素營(yíng)養(yǎng)水平越高，綠色葉片分配指數(shù)越大播期影響角果分配指數(shù)，STUDYONGROWTHSIMULATIONMODELDECISIONSUPPTSYSTEMINRAPESEEDABSTRACTTheresearchandapplicati

6、onofcropgrowthmodelanddecisionsupportsystemforrapeseedmanagementwouldbeimportantforfacilitatingdevelopmentofinformationalanddigitalagriculture.Inthepresentstudytherelationshipsofgrowthanddevelopmenttoenvironmentfactorswe

7、reanalyzedandintegratedbyusingthefieldexperimentsdatawithdiferentgenotypessowingdatesandnitrogenapplicationlevels.Byadoptingstudyingadvancedmodelingtechnologyabroadandthemethodologyofcropgrowthmodeldevelopedbyourlabaphys

8、iologicalprocessbasedrapeseedsimulationmodelwasdevelopedthroughthesystemanalysisandmathematicalmodeling.Byusingobjectorientedframeworkstructureandcomponentdesignacomponentbasedrapeseedgrowthmodel(RapeGrow)wasdevelopedwit

9、hCOMstandard.Thenagrowthmodelbaseddecisionsupportsystemforrapeseedmanagement(GMDSSRSM)wasestablishedbyintegratingdecisionsupporttechniqueswhichrealizedthefunctionsofdynamicsimulationgrowthpredictiondecisionmakinginrapese

10、edproductionundertheenvironmentsofstandaloneandnetworkrespectively.Thepresentstudyshouldbeusefulforpredictionofgrowthperformanceunderdifferentconditionsandconstructionofrapeseeddigitalmanagementsysteminrapeseedcrop.Based

11、ontheecophysiologicalprocessesofrapeseeddevelopmentasimulationmodelforpredictingphenologicalstagesofoilseedrape(brassicanapusL.)wasdevelopedwiththephysiologicaldevelopmenttime(PDT)astimescaleandbyquantifyingtheefectsofte

12、mperature(includingvernalization)andphotoperiodonoilseedrape.Theinteractionamongdailythermalefectivenessphotoperiodefectivenessvernalizationefectivenessandfillingratedeterminedthedailyphysiologicalefectivenesswhichwasacc

13、umulatedtoobtainphysiologicaldevelopmenttime.Fourspecificgeneticparametersastemperaturesensitivityphysiologicalvernalizationtimephotoperiodsensitivityandbasicfillingdurationfactorwereaddedtoadjustthegenotypicdiferencesin