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温室番茄生长发育模型建立与参数实验研究

褚金翔  
【摘要】: 温室作物模拟模型是进行温室作物生产管理和环境优化控制的有效工具,对温室产业具有重要的意义。本文以温室番茄为研究对象,进行了氮磷钾营养因子对番茄生长发育影响的实验,建立了生长发育的机理模型并确定了相关参数,通过后续两个生长季的实验对模型进行了检验。然后对模型进行区域化验证,利用验证后的模型对全国温室番茄的潜在生产力进行了分析,对产量进行了风险评估。最后,利用Asp.net技术,设计了基于Web的温室番茄生长发育模拟系统。本文的研究内容与成果如下: 1.建立了温室番茄生长发育的机理模型并确定了相关参数,同时用后续的试验数据进行了验证。建成后的模型以温室环境数据和施肥量为输入因子,输出番茄的生育期、各器官的干鲜重和产量等结果。本模型包括营养因子吸收、生育期、光合吸收、呼吸消耗、干物质生成、干物质分配和产量形成等模块。结果表明,此模型能很好的模拟温室番茄的生长发育。 2.进行了模型的区域化验证并利用模型预测全国温室番茄的潜在生产力。在全国范围内选取十个区试点,用本实验室开发的“农业环境无线远程实时监控系统”采集气象因子数据,现场调查施肥数据,利用上述两组数据模拟各区试点温室番茄的产量值,将模拟值与区试值进行比较,验证了模型。然后利用该模型对全国温室番茄的潜在生产力进行预测,结果表明,西藏地区温室番茄的潜在生产力最高,四川、重庆和黑龙江北部地区的潜在生产力最低。 3.进行了产量的气候风险评估。以天然光的年平均总照度为分区标准,将我国分成五个区,Ⅰ区主要在西藏和青海;Ⅱ区主要在内蒙古;Ⅲ区分别在北疆、广东广西和河北山东;Ⅳ区分别在吉林和长江中下游地区;Ⅴ区分别在重庆和黑龙江。然后利用该模型模拟五个分区的光合产量,分析各分区不同光照年型的产量风险。结果表明,在相同的光合产量上,Ⅰ区风险最低,Ⅴ区风险最高;在相同的风险上,Ⅰ区产量最高,Ⅴ区产量最低。 4.设计了基于Web的温室番茄生长发育模拟模型系统。该系统利用Asp.net规范设计,用户通过客户端浏览器输入温室环境因子和施肥量,就可以运行该模型并查看模拟结果,模型的维护和升级等较繁琐的工作均在服务器端进行,该模型利于更新升级以及大范围使用和快速推广。


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