农田生态系统水分循环与作物水分关系研究

通过对我国不同类型农田生态系统水分循环与作物生产力关系的网络研究,探讨了我国主要类型地区小麦、玉米、大豆等几种主要作物的菡散耗水和需水规律、水分利用效率和作物水分生产函数,获得这些地区主要作物耗水需水特征及小麦水分生产函数。结果表明,在不同生态系统优化结构模式中作物与水分关系均得到极大改善,节约了作物用水,提高了作物产量和水分利用效率。     

中国中东部农田作物水分利用效率时空分布及影响因子分析

为研究中国中东部地区农田生态系统水分利用效率时空分布特征,该文利用遥感数据、气象数据以及国家分省区农业统计数据,基于农作物种植结构所划分的地区,通过趋势分析方法,分析了2003-2012年10 a间农田水分利用效率的时空分布特征。结果发现:华北地区农田多年平均水分利用效率(water use efficiency,WUE)高于南方水田区,山东半岛、辽东半岛以及江苏沿海地区农田WUE最高,多年农田WUE均值高达2.0 g/kg,而东北平原及东南丘陵地区农田WUE多年均值则较低,平均在1.5 g/kg以下。中国中东部农田WUE总体上呈上升趋势。其中,华北平原以及松嫩平原农田WUE增加趋势明显,最大年均增幅达0.02 g/(kg·a),而东南丘陵、江淮以及三江平原等地,农田WUE则呈减小趋势,最大年均降幅达-0.007 g/(kg·a)。整体上看,北方地区农田WUE的涨幅高于南方。考虑气候变化后,灌溉和施肥对中国中东部农田WUE的影响较小。气候变化则是影响中东部农田WUE的主要因素。在北方地区,对农田WUE变化有显著影响的因子为年降水量,而在南方地区,年均温的影响则更显著。相比于在中东部北方地区农田WUE年际变化主要受到年降水量对农田蒸散发(evapotranspiration,ET)的影响,在南方地区,农田WUE年际变化则主要受到年均温对农作物总初级生产力(gross primary productivity,GPP)的影响。该研究可为农田区水资源合理利用以及中东部农田生态环境持续发展提供参考。     

农田水分监测与决策支持系统的实现

农田水分的实时采集、传输与处理是精细农业中实现节水灌溉的重要环节，而长期困扰该环节的一个技术瓶颈是实时数据的分布式采集与联动式决策的一体化处理。该文提出了一种基于GSM和FSK技术的农田水分监测与决策支持系统解决方案。该系统采用AT89C51单片机、嵌入式MCU结合TC35T模块、FSK模块和传感器组成数据采集终端，通过FSK调制技术实现不同采集单元间的分布式数据通讯。采集到的数据通过GSM网络传至PC监控机，经水分决策支持系统将决策结果以SMS短信形式发送到用户手机上。该系统在新疆兵团111农场70 hm²滴灌棉田得到应用，实现了农田水分实时监测、数据无线远程传输与灌溉科学决策的智能化管理。该系统的实现为大范围、多测点无人值守农田进行数据采集、传输和处理提供了一套可行的技术框架。     

基于生长模型的油菜管理决策支持系统

基于生长模型的作物管理决策支持系统是数字化农作技术研究的重要内容。在气象因子、土壤条件、品种特征和栽培管理数据库的支持下，利用作物生长模拟技术、计算机软构件技术，构建了基于生长模型的油菜管理决策支持系统(GMDSSRSM)，包括单机版(GMDSSRSM^A)和网络版(GMDSSRSM^W)，其中单机版系统利用VB和VC++语言编程实现，网络版系统在.net平台上用C#语言开发。该系统实现了数据管理、模拟预测、方案评估、因苗预测、时空分析、敏感性分析、专家咨询和系统帮助等功能，具有机理性强、预测性好、通用性强、功能全面等特点。该研究为油菜生长与生产系统的动态预测和管理决策提供了定量化和数字化工具，可为数字化油菜农作系统的构建奠定技术基础。     

中国灌溉农田粮食作物水分利用效率的研究

以1980年至1986年、22个省(市、自治区)、10种作物、共计4422个站的年实测作物耗水量和产量数据为基础,用加权平均法计算得到全国灌溉农田上粮食作物平均水分利用效率值约为1.1kg/m³。并根据典型试验站作物产量、总耗水量及水分利用效率之间的相互关系,以及全国粮食作物单产随年分的变化趋势,经分析认为这一数值可以作为衡量全国灌溉农田上粮食作物平均水分利用效率的现状值     

作物生长条件下农田水盐运移模型

将农田水、盐运移与作物动态生长这一大系统分解、组合,分别建立了饱和—非饱和土壤水分运动、土壤盐分运动及农作物生长３个子模型,分析了３个子模型之间的动态耦合关系,并给出了相应的求解方法,结合实例进行分析,结果表明,实测资料与计算结果吻合较好,为节水灌溉和防治盐渍化提供了新的决策途径。     

冀西北高原旱作农田土壤水分动态与提高水分作物生产力研究

针对当地栗钙土坡梁地旱、薄的作物生产障碍,根据土壤水分时空变异和层位特征,充分利用有限的降水资源,采用聚水土沟作、聚水沟作等保护性耕作措施,较传统耕作莜麦产量提高１８．４％～２３．４％,水分利用效率由４．０５ｋｇ／ｍｍ·ｈｍ２提高到４．５７～４．６４ｋｇ／ｍｍ·ｈｍ２;而改变土壤营养环境则显著提高水分作物生产力。在贫水、平水和丰水三种降水年型下,氮磷肥合理配施莅麦产量可提高８９．８％～１６１．２％,水分利用效率可高达７．２７ｋｇ／ｍｍ·ｈｍ２。     

基于知识模型的玉米栽培管理决策支持系统

以作物与环境的关系为基础，运用系统分析方法和数学建模技术，构建了可适用于不同时空环境的玉米生育调控指标及栽培管理的动态知识模型。在此基础上，充分利用软构件的技术要点，在Visual C++平台上设计并实现了数字化和组件化的基于知识模型的玉米栽培决策支持系统，实现了产量目标的确定、播前技术方案设计、调控指标预测、产中实时调控、专家知识浏览和系统维护等功能。利用不同生态点、不同历史产量水平、不同水肥管理资料对所建系统的产量目标确定子模型进行了实例分析。结果表明，该系统具有普适性强、独立性好等特点，可为实现作物栽培管理的精确化和数字化提供了技术基础。     

黑土农田水肥条件对作物产量及水分利用效率的影响

长期定位试验研究黑土农田不同水肥作物产量和水分利用效率的变化结果表明,大豆对水分条件变化反映较敏感,而玉米对养分条件变化反映较敏感,适宜水分条件下3种作物随施肥水平的提高,其产量与水分利用效率相应增加;有机 无机肥配施处理3种作物随水分含量的增加,其产量与水分利用效率相应提高     

基于语义本体的柑橘肥水管理决策支持系统

利用信息技术实现柑橘精准生产管理是果树信息化管理的重点和难点。该文针对山地果园肥水信息化精准管理问题,研发了基于语义本体的柑橘肥水管理决策支持系统。柑橘肥水语义本体是决策支持系统的核心,它以资源描述框架三元组整合涉农信息。系统实现了施肥、生理病害防治和排灌监测3个功能。系统验证结果表明:1)施肥查询模块能够根据树龄、施肥时期、土壤质地、地形和产量5个因素计算氮、磷、钾施肥量,经216组数据验证其输出正确率100%;2)经100组涵盖12种营养素缺乏和过剩生理病害数据验证,病症查询模块能够根据输入病症正确判断生理病害;3)排灌检测模块能根据不同土壤质地对排灌实时监测,经小型气象站获取的土壤含水率数据验证,系统正确预警率达100%。经361组性能测试数据结果表明系统平均响应时间在0.23 s(浏览器端应用)和0.58 s(手机端应用)内,具备较优性能。该研究为农业领域知识建模和异构多源数据整合等问题提供了可行方案。     

旱地作物需水量预报决策辅助系统

旱地作物需水量预报决策辅助系统是利用人工智能技术,在Penman公式的基础上结合现有西北旱区的农学知识、模型以及经验进行系统集成而建立的智能化计算机软件系统,该系统是西北地区节水农业专家系统的一个子系统。在生产实践中可为陕西关中地区的冬小麦、夏玉米的栽培作出灌溉方案的决策咨询。     

节水灌溉预报、管理与决策专家系统研究

从节水灌溉的基本原理入手,分析了灌溉预报中的各个参量,提出了节水灌溉管理、决策的依据与方法,并介绍了灌溉预报、管理与决策专家系统的理论基础,系统结构,即以框架库、规则组库和黑板3部分组成的综合知识体结构的知识表示技术。节水灌溉预报、管理与决策专家系统的研制、开发与推广、应用,将会促进我国传统农业向现代化农业的转变,为把高新农业技术送到亿万农民手中开辟了一条崭新的途径。     

基于作物模型的温室环境管理系统设计与实现

为改进温室环境管理系统的性能,获取实时动态生成的决策信息,建立了基于作物模型的温室环境管理系统。在借鉴前人先进研究成果的基础上,通过实验建立了简化的温室番茄和黄瓜作物生长模型;其次,通过收集资料和专家经验建立了温室环境管理知识库;最后,应用农业环境实时监测数据,综合利用模型预测和知识推理建立了温室环境管理决策支持系统。通过实际运行表明,系统可实时动态输出室内温度、光照等参数的优化值及其它相关辅助决策信息,通过进一步完善可望取得更好的应用前景。     

土地整理项目管理与决策支持系统的构建

土地整理项目管理信息化是提高项目管理效率和科学化水平的重要途径。该文从土地整理和土地整理项目的基本概念入手，对项目管理进行了信息化需求分析，阐述了“土地整理项目管理与决策支持系统”研制的背景与现实意义，介绍了土地整理项目管理与决策支持系统的结构与功能，以及系统构建采用的关键技术。     

基于CERES-Maize模型春玉米水分优化管理决策

在完成DSSAT(4.0.1.0)中CERES-Maize模型参数的校正和验证之后,利用30年(1976-2005年)的气象资料针对北京地区的春玉米生产进行模拟.结果表明,在充分灌溉的条件下,春玉米4月底播种多年平均产量为11.5 t/hm2,当播期推迟至5月底时产量平均提高了4.1%.推迟播期后,春玉米生育期内降雨分布更加均匀,4月底播期的推荐灌溉量多年平均为150 mm,推迟播期后推荐灌溉量减少了50 mm,水分利用率提高了14.9%,在仅灌底墒水及雨养条件下,推迟播期后WUE则分别提高了25.4%和35.6%.5月底播种时,仅灌底墒水在67%的年份里产量达到充分灌溉的水平,即使在雨养条件下仍在50%的年份里和自动灌溉持平.     

粮食产后智能决策支持系统的研究

介绍了粮食产后系统的智能决策支持系统的研制开发,该系统包括粮食产后信息管理、粮食产量预测、粮食产后处理机械技术经济适应性分析及选型、粮食产后处理模式评估与优化、数据实时采集等子系统,为粮食生产经营和管理部门对粮食产量的预测、产后处理模式评估和优化、产后作业方式和作业机具的选型配备等问题的决策提供了有效的辅助决策工具。     

农业决策支持系统研究综述

农业决策支持系统是在农业信息系统，作物模拟模型和农业专家系统的基础上发展起来的。它通常划分为田间，和区域尺度３种类型。目前它正朝着群决策支持系统和网络决策支持系统方向发展。     

面向奶牛生产管理的专家决策支持系统

从系统的观点出发,充分考虑到奶牛生产管理的各个环节,研究并设计了一个面向奶牛生产管理的专家决策支持系统。该系统集管理科学、优化设计,计算机技术、模糊数学、决策理论等现代化技术为一体。它的成功开发,为奶牛生产现代化管理提供了一个高效的决策环境和决策支持。     

精确农业智能决策支持平台的设计与实现

系统基于Internet/Intranet技术,研究并集成了精确农业中的关键技术——地理信息系统(GIS)和专家系统(ES),可以为精确农业实践提供决策支持。通过访问该系统,用户不仅可以得到基于农田地块的地理信息,进行农田肥力分析;同时可进行有关品种、施肥、灌溉、病虫草害防治等方面专家智能决策。系统具有可靠、易维护、安全和易操作等性能     

作物调亏灌溉的适宜时间与调亏程度的研究

作物调亏灌溉是建立在作物与水分关系基础上的一种节水高产灌溉技术。根据陕西长武、甘肃民勤等地的田间试验资料分析了适度缺水对作物产量的有益效应,表明调亏灌溉的适宜时段应该在作物的早期生长阶段。陕西长武和甘肃民勤小麦和棉花的试验结果表明,其水分亏缺程度可达到田间持水量的45%～50%,而对作物的产量没有不利影响,但可明显提高作物水分利用效率。并且讨论了调亏灌溉目前存在的一些问题。