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《中国农业大学》 2005年
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冬小麦水氮高效利用专家决策系统的研究

李永宾  
【摘要】:本论文以冬小麦京冬8号为研究对象,于2002-2004年开展了不同水、氮优化组合模式定位试验,研究了不同组合模式对冬小麦生长发育、产量形成和水、氮利用的影响,以此为基础并结合前人多年的研究成果和小麦栽培知识,建成了综合协调作物产量与土壤、气候和水肥之间关系的冬小麦生产管理水、氮高效利用专家决策系统。主要研究结果如下: (1)在传统灌溉—优化施肥、优化灌溉—传统施肥及优化水肥的组合模式下,冬小麦产量与传统水肥无显著性差异,水分利用效率略有提高但不显著;优化灌溉—传统施肥的氮肥当季利用率与传统水肥差异不显著,传统灌溉—优化施肥、优化水肥的氮肥当季利用率显著提高。 (2)不同水、氮组合模式对冬小麦生长指标和产量结构的影响:①优化灌溉—传统施肥、优化水肥下的叶面积指数接近于传统水肥,而传统灌溉—优化施肥叶面积指数始终略低于传统水肥;②传统灌溉—优化施肥、优化灌溉—传统施肥、优化水肥抽穗前干物质积累量低于传统水肥,但抽穗后高于传统水肥;③传统灌溉—优化施肥、优化水肥返青—拔节期植株N(%)下降的速度比较平缓小于传统水肥;拔节—孕穗期植株N(%)增加速度较慢低于传统水肥;孕穗—成熟期植株N(%)下降速度缓于传统水肥。而优化灌溉—传统施肥在整个生育期均比较接近于传统水肥;④传统灌溉—优化施肥、优化灌溉—传统施肥在亩穗数、穗粒数和千粒重上与传统水肥差异均不显著;优化水肥的亩穗数与传统水肥差异不显著,但穗粒数明显低于传统水肥处理,千粒重明显高于传统水肥处理。 (3)从品质、产量方面比较,传统灌溉—优化施肥、优化灌溉—传统施肥及优化水肥组合模式与传统水肥筹异均不显著;但从经济效益方面比较著异显著,传统灌溉—优化施肥的经济效益明显高于其余各组合模式;综合比较传统灌溉—优化施肥为较经济高效的水、肥优化组合模式。 (4)分析了北京市冬小麦历年来不同生育阶段降水因子的变化特征,研究了利用神经网络BP模型对冬小麦不同生育阶段的降水因子数值和年型的预测准确率。结果表明,以神经网络BP模型对冬小麦降水因子年型的预测准确率较高。 (5)根据作物生产特点及生产管理决策模型分析,采用了面向对象的VB6.0程序语言,辅助以BP神经网络、matlab等,以ACESS作为后台数据库开发,并采用产生式表示法表示专家知识,正向推理机制实现推理机,开发了综合考虑作物因子信息、土壤因子信息、气象因子信息、栽培技术因子的冬小麦水、氮高效利用专家决策系统,实现了水、氮高效利用的决策功能、生长发育指标的动态预测功能、生育期生长指标的预测调控功能以及常规管理知识的查询功能。由于系统中的灌溉指标、氮肥指标均来之于北京地区,系统可在北京地区直接使用。其它地区只要需要修改部分指标、参数即可建立本地化的应用系统,而无须修改知识规则及推理机。
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