冬小麥調(diào)控決策模型的建立與動(dòng)態(tài)優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)用研究.pdf

1、本研究以高蛋白冬小麥品種8901為研究對(duì)象，以均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)，提出了一種新的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法——?jiǎng)討B(tài)試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)建立了用以評(píng)價(jià)小麥長(zhǎng)勢(shì)的群體綜合指數(shù)這一指標(biāo)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)分段進(jìn)行，將群體綜合指數(shù)指標(biāo)作為一個(gè)因素參與到試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，實(shí)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。并在此基礎(chǔ)上，建立了以群體綜合指數(shù)為中間目標(biāo)、以產(chǎn)量為最終目標(biāo)的冬小麥動(dòng)態(tài)調(diào)控決策模型。主要研究結(jié)果如下： (1)提出了一種動(dòng)態(tài)優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。冬小麥生產(chǎn)調(diào)

2、控的關(guān)鍵時(shí)期分別為越冬期、起身期、拔節(jié)期和灌漿期。相應(yīng)的，本研究把小麥的一生分為冬前營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段、冬后營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段、生殖生長(zhǎng)階段和灌漿成熟階段四個(gè)階段，利用均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，在每個(gè)階段內(nèi)分別進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)思想主要體現(xiàn)在后三個(gè)階段，具體過(guò)程為在試驗(yàn)設(shè)計(jì)前首先進(jìn)行田間調(diào)查，獲得反映小麥長(zhǎng)勢(shì)的群體綜合指數(shù)，再把群體綜合指數(shù)與相應(yīng)的生產(chǎn)調(diào)控措施一起作為試驗(yàn)因子，參與試驗(yàn)設(shè)計(jì)，處理組合按均勻設(shè)計(jì)表的使用表安排，以達(dá)到動(dòng)態(tài)試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的

3、。 (2)在試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)逐步回歸分析方法，在冬前營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段、冬后營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段、生殖生長(zhǎng)階段和灌漿成熟階段分別建立了相應(yīng)的動(dòng)態(tài)調(diào)控決策模型。通過(guò)該模型可以在任一長(zhǎng)階段根據(jù)田間反饋的生長(zhǎng)情況，得到優(yōu)化的調(diào)控措施并對(duì)最終產(chǎn)量作出預(yù)測(cè)。 (3)建立了8901在產(chǎn)量形成過(guò)程中的各重要生理指標(biāo)的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型。這些生理指標(biāo)主要包括：葉面積指數(shù)、單株干物重、單株分蘗數(shù)及表征葉綠素含量的植株的SPAD值等。通過(guò)對(duì)上述各個(gè)因子在

4、冬小麥整個(gè)生育期內(nèi)的預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)量形成過(guò)程的預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)功能。 (4)通過(guò)圖像處理技術(shù)，提取了冬小麥冠層圖像的形態(tài)特征參數(shù)和顏色特征參數(shù)。形態(tài)特征參數(shù)主要是指圖像的覆蓋度，顏色特征參數(shù)主要是指圖像的R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))、H(色調(diào))、I(亮度)、S(飽和度)等參數(shù)，并對(duì)冬小麥冠層圖像的色調(diào)值(H)與葉片葉綠素含量的關(guān)系、實(shí)測(cè)葉面積指數(shù)與圖像冠層覆蓋度的關(guān)系進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)在各個(gè)主要的生育期色調(diào)值(H)和葉片的葉綠素含量(S