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1、,温空作物生长模拟模型的研究与应用,作物生长模拟模型的概念与研究意义概念所谓模型是指对现实系统经过简化的或抽象的表示。所谓模拟是指通过数学方法研究系统的结构、功能和相关行为作物生长模拟模型用以定量和动态地描述作物生长、发育和产量形成过程及其对环境的反应。该模型综合了作物牛理、生态、气象、土壤、水肥、农学等学科的研究成果,采用系统分析方法和计算机模拟技术对作物生长发育过程及其与环境和技术的动态关系进行定量描述和预测。核心是对整个作物生产系统知识的综合和对生理生态过程及其相互关系的量化,2研究意义科学价值通过作物模型的建立和模拟分析,研究作物生产系统的内部结构、要素之间的相互关系系统整体的机理和功
2、能等,从中发现新的规律和知识,为优化管理决策提供科学依据。,经济意义完善的模型可以不同成度地代替物理试验,田间需要几个月甚至若干年才能完成的试验,用计算机模拟只需要几分钟或几十分钟即可完成。它具有周期短、易于调控、不受人为因素和客观条件制约等特点,节省大量人力财产加快了研究周期除此之外,通过模型的应用指导生产中的管理决策,设施工程设计。,二、国内外研究与应用现状1、国际上世纪自60年代以来,随着农业计算机技术的应用普及,开展作物模拟的研究逐步兴起。以荷兰、美国为代表,在作物计算机模拟技术方面得到很大发展建立了不少作物模拟模型。较有代表性的如荷兰的 ELECROS模型作物碳素平衡模拟模型、MCA
3、ROS模型全年作物生长模型美国的 CERES(Crop- Environment resource Synthesis)模型作物-环境资源综合系统、COMAX-GOSSYMCotton Management Expertsystem- Gossypium Simulation Model)模型棉花专家管理计算机模拟系统模型。,荷兰的作物生长模拟模型特点是强调作物的共性,只要输入所需要的统一参数和数据,模型可适合于大多数作物。这就决定于模型在应用于评价农业生态系统生产力和农场决策方面的研究工作较深入。但模型对播种密度,光合产物在各器官分配受光温水影响,库和源间的关系和根系生长及其对养分和水分吸收
4、机理考虑较粗美国建立的作物生长模型,深入考虑作物共同生长机理,还强调各种作物的特点,建立不同作物生长模拟模型。主要目的是研究作物生长生物化学过程和环境的关系及解决作物栽培和管理中的一些实际问题,为作物生长管理和决策提供依据。,国际上大致在70年代末80年代开始进行温室作物模拟研究,较大田作物晚10年左右。研究集中在番茄、黄瓜等,也包括一些花卉如有代表性的模型有 TOMGRO( Tomato GrowthSimulation model),这是关于温室番茄生长的动态模型,另一个是 HORTISIM( Horticultural Simulator),意思园艺模拟器。,2、国内国内农业计算机的应用
5、开始于70年代中期,到80年代初期开始研究计算机应用于温室环境的控制管理。进入90年代随着国外现代化温室设备不断引进以及温室计算机应用水平的提高,特别是现代化信息技术的飞速发展,也为设施农业提供了前所未有的发展动力。但总体来说,国内温室作物模型的研究方面尚处于前期准备阶段或起步阶段。,三、现状与问题相当一部分温室、尤其是大型连栋温室生产效益低。生产能耗大、成本高。温室环境调控能力和调控水平、生产管理水平低,仍主要是依据管理者个人经验和主观感觉进行决策的粗放式管理。温室环境调控与生产管理设施未完善配套。温室是一个复杂的系统,室内环境受外界自然条件、结构和环境调控设施等因素影响;而温室栽培植物的生长和产量、品质是环境、水肥和生产管理等多因素综合作用的结果。因此,温室环境的合理调控和生产高效管理是一项复杂的工作,只有依靠有效的调控管理设施,采用现代计算机信息技术,实行智能化调控,才可以达到理想的效果。较多温室环境监测与控制系统硬件与软件依赖国外进口,四、研究成果1.基于现场总线技术的计算机分布式控制系统2.温室环境监测专用传感器的研制3.温室栽培作物生长模型仿真系统4.温室环境综合模拟、分析预测模型温室智能化监测与管理总系统软件6.灌溉施肥过滤一体化机7.温室水肥信息采集与灌溉施肥自动控制系统8.温室作物栽培管理专家决策支持系统,
