棉花生产管理决策支持系统 CPMSS 的设计与实现

一、前言随着农业生产的工业化和现代化,美国、荷兰、澳大利亚等国,从60年代开始就展开了作物生产的计算机模拟,在80年代初又把作物模拟技术与人工智能技术相结合,实现农业生产管理和措施推荐的智能化、现代化,为农业生产的发展开创了新的途径。较成功的例子有:美国以 Ritchie 为首研制的 CERES 系列软件,和 Baker 等研制的COMAX/GOSSYM;还有澳大利亚 Hearn 等研制的 SIRATAC。国内有江苏省农科院高亮之等人研制的 RCSODS 水稻栽培管理系统。“七五”期间,我们以系统论为指导思想,采用人工智能技术,广泛收集植棉专家和传统的棉花高产栽培经验,初步建成了一个可管理亩产100公斤左右皮棉的棉花生产管理决策支持系统 CPMSS。在多年棉花生理和生态理论研究的基础上,运用作物模拟技术,建立了高产栽培条件下的棉花生长发育和产量形成的动态模拟模型 CGSM,从而得到一个     

棉花生产管理系统研究进展

棉花生产管理系统研究进展中国农业大学生态环境系邱建军宇振荣肖荧南棉花生产管理系统是以棉花生长发育动态模拟模型和棉花栽培专家的知识与经验为内核，利用推理机和交互式人机接口，来完成棉花生产管理的具体决策。本文就棉花生产管理系统各核心部分的研究进展做简要阐...     

美国的COMAX-GOSSYM棉花生产管理模拟模型

农业研究中应用的模型可分为经验统计模型(静态)和系统动态模型二大类。动态模型不仅能模拟作物生长发育的动态过程,而且还能正确、全面地反映农业生产对象与环境条件的关系。现已取得突破性进展的就是在农作物生产管理方面影响较大的棉花管理模拟模型(COMAX-GOSSYM)。目前,震动全美植棉业的大事就是推广应用COMAX-GOSSYM棉花专家管理电子模拟系统。     

棉花生长发育模型及其在我国的研究和应用进展

棉花是一种重要的经济作物,棉花优质高产高效生产对于我国具有战略意义。棉花生长发育模拟模型从棉花的内部生理过程、外部形态结构及其与生长环境的动态交互出发,实现作物生长发育和产量品质形成过程的动态描述和精确模拟,为棉田生产管理措施的优化决策提供了极大的帮助和便利。本文在综合介绍棉花生理生态过程模型、棉花形态结构模型和棉花功能-结构模型的技术原理、组成结构和功能特点的基础上,深入探讨了棉花生长发育模拟模型在国内外研究进展,对棉花生长发育模型在我国棉花生长发育和产量形成、灌溉优化、施肥决策、病虫害管理及棉花生产区域系统评估方面的应用现状进行了系统介绍。根据我国棉花生产的实际情况,结合我国农业信息化发展方向,从模型的本地化研究、尺度提升及其推广示范方面为我国棉花生长发育模拟模型研究、发展和应用提出了建议,以期进一步推动我国棉花产业的现代化发展。     

智能化信息技术在区域平衡施肥专家系统中的应用

论述了区域平衡施肥专家系统的开发设计过程和主要使用功能。区域平衡施肥专家系统是以平衡施肥知识特别是以专家的知识和经验、农业自然资源数据、科技成果、市场需求信息为内核,利用人工智能、计算机、数据库、多媒体、模拟模型等技术,按一定的推理机制与构建方式建成的一种信息系统。其充分发挥信息技术的先导作用,利用智能化知识获取工具,丰富作物生产中的水肥管理、缺素诊断等技术知识,指导枸杞、葡萄等作物的栽培、生产和管理走向科学化、规范化,进而加快科学技术转换为现实生产力的步伐,对农业现代化建设具有重大作用。     

新疆棉花生产区域评估系统研究

 棉花生产区域模拟评估系统由数据库、模拟模型、空间分析与表达等部分组成 ,以棉花生长模拟模型为核心。模拟模型为光能利用模型 ,考虑光合生产、干物质分配、叶面积动态、产量形成等 ,并考虑天气、土壤、品种、管理措施的影响。模型模拟的干物质生长动态、叶面积动态与实际较接近 ,模拟莎车田间试验皮棉产量的平均拟合指数为 0 .93。模拟 1991～ 1996年区域代表地点的皮棉单产和区域平均单产的偏斜率分别为 - 0 .3%和- 2 .4 % ,说明模型可在气候变异对新疆棉花生产影响的评估中应用     

棉花株高动态模拟与预测方法初探

[研究目的]为棉花高产栽培提供科学、实用的株高动态模拟模型、诊断指标和预测方法.[方法]分别采用传统的日期-株高法和创新的叶龄-株高法、叶龄-相对株高法对两年6点棉花超高产试验中的株高资料进行统计分析.[结果]与传统方法相比,叶龄-相对株高法模拟精度高,适用范围广;用此法所制定的株高诊断指标,有广泛的适用性和灵活性;根据该方法提出的株高预测方法,简便、实用、可靠.[结论]叶龄-相对株高法不仅适用于对棉花株高的模拟、预测和诊断指标的制定,也可在其它作物上试用.     

作物生长模拟模型研究进展

作物生长模拟模型是对作物生长发育过程及其与环境条件、栽培管理技术的动态关系进行的定量描述和预测,模型的研究有利于农业科学成就的综合集成,同时也是作物种植管理决策现代化的基础.为此,较系统阐述了作物生长模拟模型的定义、发展、特点及建模原理.分析了目前国内外取得的成果及存在的问题.在此基础上指出作物生长模拟模型研究应趋于微...     

我国现代棉花栽培理论和技术研究的新进展

棉花是关系国计民生的大宗农产品和纺织工业原料作物，进入21世纪以来，我国棉花生产面临越来越严峻的挑战。在此关键节点，回顾总结我国现代棉花栽培理论和技术研究成果，对棉花栽培的成果转化和未来发展具有重要意义。近20年来，我国棉花科技工作者对棉花产量、品质和抗逆性的形成与调控进行了系统研究，促进了棉花栽培理论和技术的创新发展。本文主要评述了棉花轻简抗逆栽培方面的研究进展。内容包括，棉花集中成熟栽培理论和技术；盐碱地播种保苗、抗盐防涝栽培和水肥协同运筹技术；果-棉间作复合种植理论与技术；机采棉化控塑型与脱叶机理与技术；在智慧植棉方面也取得了重要进展。展望未来，棉花栽培通过与分子生物学技术、数字技术和农机装备等紧密结合，在深化和拓展栽培理论的基础上，不断提高栽培管理效果和拓展棉花产业链，促进棉花栽培理论和技术创新发展，为棉花产业高质量发展做出更多更大的贡献。     

温室微气候模拟与温室作物生长模型研究进展

现代的温室是一个复杂的环境系统,其中土壤、作物和微气候三个子系统间各种生物和非生物现象时常发生。农业数学模型可以用来模拟和预测温室内微气候和植物生长的变化,从而推荐最优化的生产管理策略。本文对国内外温室气候模型和温室作物生长模型进行了综述,温室气候动态模型可以预测关键气候因子,分为机械模型和黑箱模型。机械模型基于物理方程构建,它描述了基于过程的知识模拟的系统;黑箱模型属于经验模型,更多地用于温室系统控制、优化和设计的应用。作物生长模型是基于科学原理和数学关系的一种定量化工具,可以评估温室内土壤、微气候、水分和管理因素对作物生长发育的影响程度,预测作物生长状况。作物生长模型主要包括两类：描述性模型和解释性模型。温室作物模型是基于露地作物建立的最早的作物生长模型,并在几十年发展过程中对原来各功能模块进行修正、扩展和升级而来。功能-结构植物模型（functional–structural plant modeling,FSPM）是基于植物建筑学并结合气候和作物模块而形成,可以模拟单个植物的生长、形态以及它们与其生长环境的相互作用。最后指出未来趋势是利用数字技术、人工智能结合FSP模型,利用云...     

棉花生产中应重视钾肥的应用

棉花生产中应重视钾肥的应用刘纯敏，姚健（河南省农科院土壤肥料研究所，郑州４５０００２）近年，随着高产耐肥品种的推广栽培和夏种指数的提高，氮磷化肥施用量日趋增长。而土壤中与之平衡的钾素营养大有“弹尽粮竭”之势，作物逐渐表现钾素不足，抗病耐灾能力降低，病...     

棉花的播种与保苗

<正> 为了争取1980年全省棉花大面积平衡增产,现就棉花播种与全苗的有关技术谈几点意见。一、做好棉田及种子的准备工作,为棉花增产打好基础。棉花是深根作物,又是中耕作物,需要土层深厚、肥沃,排水良好的土壤条件,尤其在播种出苗阶段,要求土壤疏松,表墒充足,一般10厘米土壤含水率应保持14—20%。     

基于双作物系数模型的田间灌溉水利用效率估算

双作物系数模型是依据FAO56双作物系数法来模拟土壤水量平衡的计算方法,可以模拟每日田间尺度上的土壤水量平衡,预测作物腾发量,制定灌水规划和进行环境研究.该文在位于西北干旱区的盈科灌区制种玉米田开展了土壤水分、作物生长和实际耗水量等试验观测,通过调整基本作物系数,率定和验证了SIMDualKc模型.由灌溉水有效利用率计算公式计算得出盈科灌区8个典型试验田的田间灌溉水有效利用率在62％ ～77％之间.由于在干旱内陆河灌区,田间灌溉水有效利用为80％～90％,因此必须加强盈科灌区田间工程建设和提高灌水技术水平.     

棉花株型栽培计算机管理系统 Ⅱ.模拟模型

<正> 一、模拟模型的设计思想建立模型的目的在于表达棉花的生长与环境因子之间的关系,为专家系统的决策提供依据。同时,一定的栽培措施如密度、品种、化控等也影响个体与群体的发育,栽培措施对生长的影响也是模型力图表达的重要部分。在构造棉花生长发育模拟模型时,主要从以下几个方面考虑:1.模拟模型紧紧围绕棉花株型栽培管理决策时依据的条件,用模拟的结果去作为专     

华北平原主要农作物灌溉需水量的估算

本文根据华北平原农田水分循环特点,建立了一个农田土壤水分平衡模型.利用研究区内30个气象台站20～40年的气象资料,模拟计算了华北平原主要农作物(冬小麦、夏玉米和棉花)的历年灌溉需水量.在模拟过程中,考虑到华北平原土壤质地层次排列复杂,土壤持水特性不一,将土壤的最大有效含水量划分了5个等级.根据统计排频分析,确定了在干旱年、中等年及湿润年型下冬小麦、夏玉米和棉花的灌溉需水量.并分析了华北平原的1m 土层土壤最大有效含水量为180～240mm 范围时,3种作物多年平均的及不同年型的灌溉需水量在华北平原的区域分布特征.     

冬季南繁棉花栽培及管理技术

根据三亚气候和土壤特点,对棉花南繁育种栽培和管理技术进行了系统总结,有针对性地指出了制约棉花产量的限制性因素和增产机理,并提出棉花南繁育种从土地管理、水肥管理、病虫草害防治上的栽培管理措施,以期能为棉花南繁人员提供技术参考和帮助。     

棉花平衡施肥试验总结报告

为求得经济合理的肥料施肥量、配比和最佳利用率,我们对棉花膜下加压滴灌栽培方式的需肥规律进行了试验,现将试验结果总结如下。1材料与方法1.1试验地点试验地选择在昌吉市滨湖乡棉花膜下加压滴灌示范区。土壤类型灌淤土。前茬作物棉花,产量98kg/667m2。土壤养分含量:有机质12.     

小麦生育期内田间土壤水分动态变化过程及其模型模拟

【目的】田间土壤水分状况是灌溉管理的基础,土壤水分的动态变化过程是灌溉预报的重要依据。【方法】通过监测冬小麦田间不同深度土壤含水量和气象数据,分析了小麦生育期内田间土壤水分动态变化过程及其对降水和作物需水量的响应情况,采用土壤水量平衡模型对土壤含水量变化过程进行模拟。【结果】小麦全生育期内,根系主要活动层(0～50 cm)中各层土壤含水量为12.00%～34.53%,方差为5.74～34.05。20 cm土壤含水量与冬小麦根系主要活动层(0～50 cm)土壤含水量相关性最好,相关系数为0.96。20和40 cm深度土壤含水量对降水和作物需水量的响应存在12 h滞后。拔节期后冬小麦田发生轻旱和中旱。旬尺度内,土壤水量平衡模型模拟最大误差小于10%。【结论】在降水和作物需水量共同影响下,土壤深度对土壤含水量变化过程存在影响,且随深度的增加影响减弱;20 cm深度土壤水分与根系主要活动层土壤水分变化过程最接近,可作为土壤水分监测的代表深度;在降水频率P=25%的水文年型下,冬小麦田需要进行补充灌溉,小于1旬时间尺度的水量平衡模型可很好的模拟土壤水分动态变化过程。     

渭-库河绿洲种棉土壤pH与微量元素的相关性分析

为了调整微量元素在种植棉花的土壤中的含量,以及提高施肥的精度,最终达到保护环境质量和农业资源的目的。笔者在GPS野外定位、量取样品、分析样品等步骤的基础上,获取了土壤属性数据。运用相关分析模块和统计分析模块,将渭-库河绿洲的种植棉花的土壤作为研究对象,分别分析了土壤中的有机质和pH与四种微量元素之间的相关性特征。结果表明：该研究区中的土壤有机质与有效铁和有效铜呈极显著负相关关系,相关系数分别为-0.557和-0.458,而与有效锰和有效锌之间的相关性不明显,均没有达到显著水平。土壤pH与有效锰呈极显著负相关关系,相关系数为-0.406,与有效锌呈显著负相关,相关系数为-0.274。在生产过程中,应该根据研究区土壤的性质,在合理使用有机肥的同时,适当调节土壤酸碱度,平衡作物中的营养物质,有利于各种作物对微量元素的吸收,从而提高农作物的产量以及质量,保证西北干旱区农业生产的可持续发展。     

作物垄作栽培增产机理及技术研究进展

作物垄作栽培是在克服了传统栽培 (平作 )许多不利因素的基础上发展起来的一种耕作栽培方式。垄作栽培使土壤表面由平面型变为波浪型 ,增加了土壤的表面积 ,改变了土壤的光、热、水条件和微生物活动环境 ,较好地协调了作物赖以生存的小气候条件 ,最大限度地降低了不利因素的影响 ,产生了节能、降耗、高效的良好生态效益和社会经济效益。垄作栽培技术与常规栽培方法相比 ,可使水稻增产 2 0 %～ 5 0 % ,玉米(垄作 +覆膜 )增产 6 0 %以上 ,棉花增产 15 %以上 ,小麦增产 8%～ 2 0 % ,并具有明显的节水效益