山東水稻智能化管理決策系統(tǒng)研究.pdf

1、關(guān)于水稻模擬技術(shù)，國(guó)內(nèi)外已有大量報(bào)道，目前國(guó)內(nèi)已研發(fā)成功了WCSODS(小麥栽培模擬優(yōu)化決策系統(tǒng))，水稻生產(chǎn)調(diào)控系統(tǒng)或水稻管理專家系統(tǒng)的研究也取得了不少成果，本研究是在前人研究基礎(chǔ)上，按照作物生理生態(tài)學(xué)理論，從作物生產(chǎn)的機(jī)理出發(fā)，建立水稻群體動(dòng)態(tài)(包括群體干物質(zhì)、葉面積指數(shù)和群體總莖數(shù))模擬模型，根據(jù)水稻栽培優(yōu)化原理，建立水稻最適群體動(dòng)態(tài)模型(包括最適群體光合生產(chǎn)、最適群體葉面積指數(shù)和最適群體總莖數(shù))模擬模型以及水稻栽培優(yōu)化數(shù)學(xué)模型(最

2、適產(chǎn)量模型、最適施肥決策模型)：根據(jù)土壤氮素平衡和轉(zhuǎn)化原理建立適于山東水稻生長(zhǎng)期間土壤氮素動(dòng)態(tài)模型。分別利用山東的氣象、土壤、品種資料調(diào)試確定參數(shù)，檢驗(yàn)與驗(yàn)證模型，進(jìn)而將水稻生長(zhǎng)發(fā)育模擬與水稻栽培的優(yōu)化原理相結(jié)合，以最優(yōu)化模型模擬結(jié)果為目標(biāo)進(jìn)行水稻生產(chǎn)決策研究，開(kāi)發(fā)形成山東水稻智能化管理決策系統(tǒng)。主要研究結(jié)果如下： 1.建立水稻群體干物質(zhì)動(dòng)態(tài)模型并進(jìn)行了驗(yàn)證。模型如下：W(t)=λβPND/(1-∈)式中，轉(zhuǎn)換系數(shù)λ(CO2到葡

3、萄糖)=0.682；轉(zhuǎn)化系數(shù)β(葡萄糖向碳水化合物)=0.81，ε為干物質(zhì)中的礦物質(zhì)含量，取ε=％；PND為冠層日凈光合產(chǎn)量(gCO2/m2/d)；W(t)為水稻冠層干物質(zhì)的日增量(gCO2/m2/d)。 2.建立水稻群體葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)模型并進(jìn)行驗(yàn)證。水稻群體葉面積指數(shù)的動(dòng)態(tài)在水稻抽穗以前和抽穗以后變化較大，因此其模型以抽穗期為界點(diǎn)分為兩部分：抽穗前葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)模型：LAI(t)=LAl(t-1)+△LAI(t)LAI(t)和

4、LAI(t-1)分別為出苗后第t天和第(t-1)天的葉面積指數(shù)；△LAI(t)為出苗后第t天葉面積指數(shù)的日凈加增量；抽穗后葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)模型：LAI(t)=LAIx/1+d1DVI(t2)DVI(t)=∑DPDI/Noi=1LAIX為最大葉面積指數(shù)；DVI(t)為抽穗后第t天的發(fā)育指數(shù)。0≤DVI(t)≤1；No為抽穗至成熟期間所需要的發(fā)育生理日數(shù)；d1為參數(shù)。 3.建立水稻群體總莖數(shù)動(dòng)態(tài)模型并進(jìn)行驗(yàn)證。其模型可表達(dá)如下：TIL

5、N(t)=TILN(t-1)-△TILN(t)，式中TILN(t)、△TILN(t)分別為出苗后第t天的總莖數(shù)及日增量(個(gè)/m2)；TILN(t-1)為出苗后第(t-1)天的總莖數(shù)初值(個(gè)/m2)。 4.建立土壤有效氮基本模型并驗(yàn)證。表達(dá)式如下：TSN(t)=SN(t)+CFN(t)+MAN(t)式中，SN(t)為某一土層土壤有機(jī)質(zhì)凈礦化的有效氮量(kg/667m2)：CFN(t)為施入土壤的化肥提供的有效氮量(kg/667m2

6、)：MAN(t)為施入土壤的有機(jī)肥提供有效氮量(kg/667m2)：t為時(shí)間天數(shù)。 5.進(jìn)行水稻最適季節(jié)模型研究，表明：水稻抽穗期葉面積可由以下因素決定：(1)當(dāng)?shù)厮境樗肭昂?0天內(nèi)的太陽(yáng)輻射總量；(2)當(dāng)?shù)厮境樗肫陂g的平均晝長(zhǎng)；(3)當(dāng)?shù)厮境樗肫陂g的平均日較差；(4)水稻品種的光補(bǔ)償點(diǎn)；(5)品種株型以及消光系數(shù)等；水稻有效分蘗可靠葉齡期的最適葉面積決定于以下因子：(1)有效分蘗可靠葉齡期的適宜總莖數(shù)；(2)此期的單株葉

7、面積。而水稻最適基本苗為：BSO=HNO/ES；最適畝穗數(shù)為：HNO=15×666.67FHO/FHS；最適總莖數(shù)為：TNEO=15×666.67FEO/FESHNO為最適穗數(shù)(萬(wàn)/ha)；ES為單株可靠成穗數(shù)；FHO為抽穗期最適葉面積指數(shù)；FHS為水稻抽穗期的平均單穗葉面積(m2)TNEO為水稻拔節(jié)期適宜總莖數(shù)(萬(wàn)/ha)；FEO為水稻拔節(jié)期最適葉面積指數(shù)；FES為水稻拔節(jié)期單莖葉面積(指主莖葉面積)(m2) 6.確立稻田最適