作物模型发展探讨

 为进一步深化与促进作物模型发展,并融入国际潮流,论文以系统学思想为指导,采用系统分析、分类、比较及认识论挖掘等方法,通过作物模型概念、分类、作用及其与数字种植业的关系分析,阐述了作物模型的作用,综述了国内外作物模型研究与应用新动态,比较了国际上作物生长模型四大研究组（DSSAT,School of de Wit,APSRU及中国）和功能-结构植物模型三大研究组（L-Studio,GREENLAB及中国）间作物模型的差异,分析了存在问题,提出了进一步发展的对策和建议。目前,虽然作物模型在数字种植业中的应用较少,但随着中国农业的发展,特别是城乡结构的变化,未来它将具有广阔的应用和发展前景。     

我国东部样带适应全球气候变化的若干粮食生产对策的模拟研究

根据在两种CO#-2有效倍增气候变化情景下进行作物模拟试验以及应用有关农业气候指标进行分析的结果,提出了中国东部样带为适应全球气候变化的若干粮食生产对策。在研究区域的北部与南部。分别采用UKMO和GISS情景进行作物模拟试验,作物模型采用的是在研究区域的23个样点经广泛检验的CERES模型系列。结果表明：研究区域的粮食生产仍有回旋余地和多种适应性对策可供选择,包括提高复种指数、发展多熟种植制度、调整品种布局、改善灌溉条件、引进和培育新品种、调整种植日期等。所有这些在模拟研究基础上得出的结论,为制定中国今后适应全球气候变化的农业发展战略与对策提供了科学依据。     

作物生长发育过程的计算机模拟决策研究概述

种植业是农业的基础产业 ,作物生长发育过程的计算机模拟决策研究是种植智能化、数字化与精确化的桥梁与纽带。本文对作物计算机模型的定义、模型分类、产生和发展、应用及意义等进行了概述。作物模拟技术经历了初创、发展及完善与成熟阶段。作物模拟研究的作用主要有解释作物生长过程的机理、预测及调控指导 3个方面 ,其目的主要有定量关系、综合知识、检验假设、进行模拟、支持决策与教学及连接其它模型等 ,其意义主要表现在为人们提供了新的认知工具 ,使作物生产决策向动态、定量、目标与优化方向发展 ,实现智能化与精确化管理 ,推动农业信息化与可持续发展     

甘蔗生长模型研究进展

作物生长模型在农业生态研究、作物管理、产量预测以及农业技术推广等过程中发挥着重要的作用。对甘蔗作物生长模型的研究与发展进行综述和回顾,对应用最广泛的2个主要模型(澳大利亚APSIM–Sugarcane和南非CANEGRO)的优势及差异进行了比较分析,并对AUSCANE和QCANE等其他甘蔗模型作了介绍。对甘蔗模型在生产应用中存在的问题和今后的发展方向进行了展望。     

作物生长模型（CropGrow）研究进展

农业信息技术是基于信息技术与农业科学的交叉融合而形成的新兴技术,催生了数字农业和智慧农业的快速发展。作物生长模型作为其核心内容之一,可以动态模拟作物生长发育过程及其与气候因子、土壤特性和管理技术之间的关系,从而有效克服传统农业生产管理研究中较强的时空局限性,为不同条件下的作物生产力预测预警与效应评估等提供量化工具。本文重点介绍笔者团队在作物生长模型的构建与应用方面形成的总体技术方法、最新研究进展及未来发展思考。通过20多年系统深入的探索和实践,本团队以小麦、水稻等作物为主要对象,以“生理机制解析-模型算法构建-生产力动态预测-效应定量评估-模拟平台研发”为主线,综合运用系统分析、动态建模、虚拟现实、情景模拟及决策支持等方法,开展了作物生长模型CropGrow的构建与应用研究。首先,利用系统分析方法与动态建模技术,构建了机理性与预测性兼备的综合性作物生长模型（CropGrow）,包括阶段发育与物候期、器官发生与建成、光合生产与物质积累、同化物分配与产量品质形成、养分动态、水分平衡以及作物三维形态建成与虚拟显示等子模型,可数字化、可视化表征不同条件下作物生长发育与生产力形成过程;然后,结合地理信息系统（GIS）和遥感（RS）技术,构建了基于模型、GIS和RS有效耦合的区域作物生产力预测技术;进一步量化了气候变化、品种更新、土壤改良、措施优化对区域作物生产力形成的影响,拓展了适宜方案生成、理想品种设计、气候效应评估、耕地利用评价以及农业政策制定等应用技术;最后,运用构件化程序设计思想,基于作物生产数据库、作物模型构件库等,集成开发了基于模型的数字化、可视化作物生长模拟系统与决策支持平台,实现了数据管理、参数优化、生长模拟、遥感耦合、区域预测、方案设计、效应评估、安全预警、产品发布等综合功能。未来作物模拟研究将在完善基础数据库的基础上,进一步提升预测能力、量化基因效应、拓展智能决策、耦合多功能模型等,为粮食生产的预测预警、情景效应的量化评估、生产管理的智能决策、作物品种的优化设计等提供数字化支撑,对于保障国家粮食安全和推进数字农业发展具有重要意义。     

几种常见作物模型的研究进展及其参数优化

随着信息技术的迅速发展,"数字农业"已成为现代农业发展的热点,作物模型作为"数字农业"的核心,已经得到越来越广泛地应用。根据实际情况,选择合适的模型;通过信息化手段,获取更为优化的参数,可以为农业生产提供更好的模拟与预测。以作物模型ORYZA 2000、CERES、DNDC、Aqua Crop、APSIM以及CCSODS为例,介绍了其起源与发展,分析其原理、结构组成和研究应用,归纳各模型的参数,并从手动获取与自动获取两个方面总结了各模型的输入参数。最后展望了作物模型可以在两个方面进行优化,一是作物模型与栽培优化原理结合,二是作物模型与"3S"技术结合。通过对模型的概述及参数的总结,为作物模型的选择和优化提供依据。     

作物生长模型（CropGrow）研究进展

农业信息技术是基于信息技术与农业科学的交叉融合而形成的新兴技术,催生了数字农业和智慧农业的快速发展。作物生长模型作为其核心内容之一,可以动态模拟作物生长发育过程及其与气候因子、土壤特性和管理技术之间的关系,从而有效克服传统农业生产管理研究中较强的时空局限性,为不同条件下的作物生产力预测预警与效应评估等提供量化工具。本文重点介绍笔者团队在作物生长模型的构建与应用方面形成的总体技术方法、最新研究进展及未来发展思考。通过20多年系统深入的探索和实践,本团队以小麦、水稻等作物为主要对象,以"生理机制解析-模型算法构建-生产力动态预测-效应定量评估-模拟平台研发"为主线,综合运用系统分析、动态建模、虚拟现实、情景模拟及决策支持等方法,开展了作物生长模型CropGrow的构建与应用研究。首先,利用系统分析方法与动态建模技术,构建了机理性与预测性兼备的综合性作物生长模型(CropGrow),包括阶段发育与物候期、器官发生与建成、光合生产与物质积累、同化物分配与产量品质形成、养分动态、水分平衡以及作物三维形态建成与虚拟显示等子模型,可数字化、可视化表征不同条件下作物生长发育与生产力形成过程;然后,结合地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,构建了基于模型、GIS和RS有效耦合的区域作物生产力预测技术;进一步量化了气候变化、品种更新、土壤改良、措施优化对区域作物生产力形成的影响,拓展了适宜方案生成、理想品种设计、气候效应评估、耕地利用评价以及农业政策制定等应用技术;最后,运用构件化程序设计思想,基于作物生产数据库、作物模型构件库等,集成开发了基于模型的数字化、可视化作物生长模拟系统与决策支持平台,实现了数据管理、参数优化、生长模拟、遥感耦合、区域预测、方案设计、效应评估、安全预警、产品发布等综合功能。未来作物模拟研究将在完善基础数据库的基础上,进一步提升预测能力、量化基因效应、拓展智能决策、耦合多功能模型等,为粮食生产的预测预警、情景效应的量化评估、生产管理的智能决策、作物品种的优化设计等提供数字化支撑,对于保障国家粮食安全和推进数字农业发展具有重要意义。     

作物生长模拟模型的研究与应用

作物生长发育模型与模拟是近40年来国际学术界的一个新的生长点,目前已发展为当今最为活跃的农业前沿性研究领域之一,是数字农业的重要基础和关键技术。上世纪90年代以来,作物模拟继续朝着应用多元化方向发展,作物生长模型的机理性和预测性不断得到改进和提高。现作物模型已成功地应用于农业生产及资源环境的管理中,从而在社会经济发展中将会起着日益重要的作用。文章系统介绍了作物生长模型发展的4个主要阶段,指出了各阶段生长模型的研究进展,并对模型的建立过程及涉及的关键技术进行阐述,指出生长模型在农业生产和科研中的应用。     

RS和GIS技术与作物模型结合的研究进展

借助于RS和GIS技术,可以将作物模型的应用提升为区域尺度。在文献综述的基础上,全面总结了RS、GIS技术与作物模型结合的国内外研究进展,阐述了RS与GIS技术和作物模型各自的优势、结合的必要性以及相结合的方式、层次和结合点,列举了一些结合应用的例子,目前研究应用的现状,并分析了二者与作物模型结合的不足与研究前景。随着RS与GIS技术发展越来越成熟,RS与GIS技术和作物模型结合,是作物模型发展的重要趋势之一,并且这一趋势将促进RS、GIS、作物模型在农业中的广泛应用。     

作物生长模型的研究进展

作物模型是指通过数学方程把植物生长过程在计算机上表达出来，其可以帮助科学家概化和联系复杂的作物生长现象、理解耕作系统的过程、预测产量、预报气候变化对作物的影响，以及优化、利用、管理土地和水资源，是农业研究的强有力工具。但在实际模拟应用中作物模型仍存在一些不足，如作物模型参数获取与校准难、受气候变化影响严重、模型结构和模型输入存在较大的不确定性等。该文简要地对作物模型的发展历程进行了综述，总结了作物模型研究方面的不足，并对作物模型未来的发展方向进行了展望，为今后的模型研究和应用提供参考。     

试论农业种植各因素在农业种植结构中的影响

在现阶段下,土壤、肥料、植物营养、栽培等不合理运用产生了一系列的严重的生态环境问题。现代农业要寻求可持续发展的模式以及相关思路,要思考农业种植各因素在农业种植结构中的影响,要考虑到在农业种植结构中,农业种植各因素的有效利用要适应中国有机农业的新技术。要依靠科技,提高栽培农作物的单产量,奠定种植业的调整的物质基础。     

中国农作物病虫害防控科技的发展方向

中国是世界上农作物病虫害发生最严重的国家之一,常年发生1700余种。近年来,受全球气候变化、经济一体化和农业产业结构调整等诸多因素的影响,中国农作物病虫害问题趋于严重。化学农药是目前中国防治农作物病虫害的最主要手段,农药的大量使用在控制有害生物的同时,也带来了农药残留超标、环境污染、害虫抗药性与再猖獗等一系列问题。因此,发展绿色防控科技,大幅度降低化学农药的用量是中国植物保护科研工作的核心任务,其重点发展方向包括：产业结构调整、全球经济一体化和气候变化等因素对重大病虫害种群演替规律的影响,基于现代生物技术、信息技术、新材料与先进制造的植保新理论、新方法与新产品,绿色防治关键技术与产品,化学农药精准施药和残留检测追溯技术,智能化植物保护装备,以及区域性病虫害绿色可持续控制模式等。     

浅谈我国作物栽培技术的进展

近50年来，我国栽培技术的改进是农业生产发展的重要因素。栽培技术的改进主要包括：探索形成了中国特色的作物栽培学理论体系，探索形成了中低产地区大幅度增产的技术体系、模式化栽培技术、化学调控技术、农业机械化应用技术等。     

基于SCI论文的作物转基因育种领域发展态势分析

转基因育种技术是作物遗传改良的一个重要技术,通过对作物转基因育种领域的SCI论文进行文献计量学、主题研究领域分析,以期获得作物转基因育种领域主要研究方向、发展态势以及制约其发展的关键技术。结果表明,中国的发文数量排名第一,高达2 956篇,约占发文总量的22.1%,篇均被引频次为7.9次。机构中以中国科学院发文最多,其研究涉及一些理想植物植株模型,抗性、细胞发育、胁迫反应的锌指蛋白功能分析,利用模式植物研究生物代谢、抗病、抗逆性的机制规律等。作物转基因研究涉及最多的前三种作物分别为水稻、玉米、小麦。该结果也为我国作物转基因育种领域科研技术人员准确把握领域内发展趋势和关键科学问题提供参考,为科研管理机构制定作物转基因育种领域扶持政策和确定重点扶持领域提供科学依据。     

淄博市农作物秸秆综合利用现状调查分析

淄博市近几年紧紧围绕发展循环农业,改善农村生态环境这一重点,针对农作物秸秆问题,采取了一系列行之有效的措施,大力推广了多项技术,取得了一定的效果,但尚未得到利用的秸秆数量还较大,秸秆焚烧还时有发生,秸秆综合利用工作中还存在着一些制约因素。针对这些情况,作者通过调查提出了自己的一些看法。     

Possible adoption of precision agriculture for developing countries at the threshold of the new millennium

The concept of precision agriculture, based on information technology, is becoming an attractive idea for managing natural resources and realizing modern sustainable agricultural development. It is bringing agriculture into the digital and information age. The practice has smoothly extended into some developing countries. The basic principle of managing soil and crop variability within a field is certainly not new. It was named ‘intensive and meticulous cultivation’ by the Chinese people and has been long regarded as the cream of Chinese conventional agriculture. Toward the new millennium, China is preparing to follow the experience of the developed world and is starting to investigate the new technology. This paper considers the possible adoption of precision agriculture for developing countries and ideas in conducting the practice in China.     

我国玉米生物学研究进展

玉米是我国当前种植面积较大，总产量较高的重要粮食作物，在保障我国粮食安全的重大战略中占有重要地位。近年来，我国玉米生物学研究取得了重大进展，发表了一系列有重要影响的研究成果。从玉米基因组学、雄性不育遗传调控、玉米株型遗传调控、玉米籽粒发育遗传调控、玉米单倍体育种技术、玉米抗生物胁迫遗传调控、玉米抗非生物胁迫遗传调控、玉米种质资源相关基础、玉米分子遗传研究技术和平台共9个方面对近3年来我国玉米生物学的研究进展进行了总结，以期为今后玉米分子育种研究提供思路和参考。     

我国农作物秸秆综合利用发展模式及政策建议

加快推进农作物秸秆的综合利用,对于稳定农业生态平衡、缓解资源约束、减轻环境压力、促进农业可持续发展均具有十分重要的意义,形成可复制、可持续推广的利用模式是促进秸秆综合利用整体水平提升的关键。在分析我国秸秆综合利用发展背景的基础上,总结了我国在促进秸秆综合利用方面制定的政策、资金、技术、考核等保障措施,归纳分析了秸秆全量化利用和收储运体系的发展模式,并从工作创新机制、资金投入机制、政策创设机制、技术支撑机制、示范带动机制等方面提出建议措施,以期为我国秸秆综合利用的科学有序推进提供理论支撑。     

西吉县农业科技发展现状及可持续发展对策探讨

从作物新品种的引进、栽培模式的推广、农业产业化发展的支撑、农业信息管理系统建设、农民培训、农业技术推广体系建设等方面回顾了西吉县农业科技在"十一五"期间取得的成效。按照创新科技发展的思路,从发展节水农业、支撑特色优势产业、服务对象多元化、服务形式多样化、服务手段现代化、培训体系网络化、服务队伍扩大化等方面提出了西吉县农业科技服务可持续发展的对策。     

我国主要农作物品种养分及质量控制样品的定值

随着农业科学技术的进步,我国农作物品种在近20年有了很大变化,目前,我们掌握和应用的农作物养分值依然是20年前农作物品种养分数据。了解并掌握当前我国主要农作物品种养分状况是必要的。受全国农业技术推广中心的委托,黑龙江省农产品质量检验检测中心在2001年承担农业部植株质量控制样品及我国7种主要农作物品种养分的定值。