玉米数字模拟器研究

以玉米为对象，对作物-环境-技术关系展开了数字化模拟研究。运用系统分析方法和动态模拟技术，构建了基于玉米生长发育过程的玉米产量与品质形成模拟器系统；应用组件化程序设计思想，采用标准化接口和模块化封装技术，研究了玉米生长、管理、调控与设计数字化模拟器系统；应用可视化技术实现了玉米动态模拟的可视化输出；从而实实现了玉米生产系统预测、管理、调控、设计的数字化和科学化。     

加强农作物生育信息调控研究建立高产与低风险最佳结合的技术体系

作者根据近20年以棉、粮作物为对象,在整株水平、群体水平上进行的生育信息（主要是激素系统）规律、调控技术与机理研究工作,探讨了作物管理科学如何从理论到实践纳入21世纪科学整体发展的轨道。提出：① 21世纪作物管理需要高产与低风险最佳结合的新技术体系;②作物整株水平的信息调控对品种遗传潜力的充分表达和抗逆潜能的的发挥有巨大潜力;③深入研究和发展作物生长发育的“双重调控”理论,创建有中国特色的作物安全高产化学控制栽培工程。     

水稻生长日历模拟模型与调控运行决策系统研究简报

水稻生长日历模拟模型(RICAM)由“多息回归模型库”、“生长发育”和“物质生产能力”3个子模型组成,大体上能反映品种的库源关系。模拟参数变化对生长发育的影响.以及预测品种的产量潜力.以此模型为基础,已研制成适用性和可操作性较强的水稻生产调控运行决策系统,为我国现有条件下的基层农业推广单位设计水稻生产调控决策系统提供了应用基础理论和技术,并为今后水稻生产形成规模经济后,发展为高级的决策支持系统提供了初步基础.     

作物施肥综合调控系统的建立和应用

本文论述了作物施肥综合调控系统建立的必要性和可行性；阐述了系统建立和研究思路，并键技术，子系统全关系及系统运行机制；分析了该系统的特色和应用前景，并以曲周县为例，提出了黄淮海平原冬小麦－夏玉米轮作肥决策方案。     

基于Agent技术的玉米生产管理协同决策系统研究

针对传统农业信息系统在解决分布式网络环境下的复杂决策问题的不足,利用多Agent技术智能性、交互性、协作性的优点,应用基于UML的面向Agent的系统分析方法,提出了基于Agent技术的作物生产管理协同决策系统的设计思想和实现方法,用于实现分布式环境下的作物信息共享、软件共享、协同工作和群决策支持;本文以玉米为实验对象,结合玉米生长模拟模型和玉米知识模型,实现预测功能和决策功能的有机耦合与集成。通过开发实践分析,多Agent作物协同决策模型及系统为解决农业系统复杂问题的决策提供了新的技术手段和方法,提高了作物生长预测和栽培决策的精确性。     

LncRNA:参与植物多种生物进程的调节剂

曾被认为是“暗物质”和“转录噪声”的非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)目前已经成为表观遗传学领域的研究热点。NcRNA包含小RNA(small RNA)和非编码长RNA(long non-coding RNA,lncRNA),通常不具有蛋白质编码能力，但有特定的功能性。其中lncRNA是一类保守性差的转录本，长度大于200 bp,可通过介导遗传信息的传递和表达参与植物生长发育和应激反应过程。本文系统介绍了lncRNA的定义、分类、来源；概述了其调控机制，如可作为信号分子、诱饵、支架、向导、参与mRNA的可变剪切等；总结了目前植物lncRNA研究领域的相关数据库，数据库中不仅包含大量已被鉴定的lncRNA信息，还可预测lncRNA是否具有编码肽段的潜能，以及lncRNA与多种大分子之间是否有相互作用；综述了lncRNA在植物花期调控、生长发育、非生物胁迫中的作用；探讨了lncRNA为何不遵循经典进化模式，以及其与物种生物学差异、新物种的生成、生物体复杂程度之间的关系。综合分析可知，lncRNA无普遍功能，且不独立发挥作用，需结合具体案例分析，研究较为繁琐，且其分类仍...     

化学调控技术在农业生产中的应用及其展望

化学调控技术是指以应用植物生长调节物质为手段，通过改变植物内源激素系统，调节作物生长发育，使其朝着人们预期的方向和程度发生变化的技术。化学调控技术是伴随上世纪20年代化学调控理论的诞生而出现的，它作为一项新技术具有许多优点：技术简单、用量少、见效快、效益高、便于推广应用、多对环境和产品安全。在农业生产中可以代替许多常规的栽培技术，因此，化学调控技术是将来农业发展的主导技术之一。     

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。     

基于ArcGIS Engine的水稻生产潜力预测系统的设计与实现

针对以往作物模型都是基于单点进行研究而导致空间外推不理想、尺度上升困难等问题，根据水稻生产潜力模型和栅格计算的特点，将模型与地理信息系统集成，综合利用空间数据和属性数据，在Visual Studio NET 2005开发环境中嵌入ArcGIS Engine组件.利用COM技术，遵照软件系统设计思想，设计并实现了水稻生产潜力动态预测系统.该系统使模型参数得到系统化处理，模型计算更加高效，分析更加精确，能较好地实现水稻生产潜力动态预测功能，同时对农业资源管理也具有非常重要的作用.     

日光温室环境调控关键技术研究

设施蔬菜作物的生长发育与温室环境因子密不可分,生长发育进程明显受到温度的影响,而病害发生又与高湿度有着密切的联系。本文系统分析了日光温室内的光照、温度、湿度以及气体环境等特点,结合大棚的室内外环境特点,研究分析日光温室环境调控的关键技术。从加温、降湿、增加光照强度和补充二氧化碳等几个方面详细的阐述了进行温室环境调控,实现设施作物栽培的优质、高效生产,为日光温室的实际生产提供数据支持和技术依据。     

基于本体的水稻管理模型研究

水稻生产系统是复杂的多因子系统,基于水稻生育指标一环境因子一技术措施关系构建的水稻管理知识模型,初步实现了水稻管理知识表达的模型化和数字化。由于水稻生产管理中存在较多异构数据,现有模型难以克服时空适应性弱及代码重用等不足。本体（0ntology）作为一般化的数据库模式,可用于描述比普通数据库更复杂对象的语义结构,其支持信息共享和代码重用。本研究以水稻为对象,通过本体表示、本体构建和本体集成,拟建立基于本体的水稻管理模型,以实现水稻生长模拟、水肥运筹和病虫防治等功能。     

水稻黑条矮缩病发生流行规律、监测预警与防控关键技术

黑条矮缩病为灰飞虱传播的一种毁灭性的水稻病毒病。经2000—2005年协作攻关研究,初步探明了该病害发生流行规律、再猖獗原因与危害损失,提出了合理的防治指标、预测方法与测报调查规范;开发了“3S”监测预警技术,组建带毒率估测模型,应用于中长期预测预报;提出了以推广抗病良种、改进育秧方式、扒蘖补丛等保健栽培为基础,治秧田保大田、治虫防病的药剂防治为重点的防治新策略;初步形成适合于长江下游稻区特点的水稻黑条矮缩病综合防治的技术体系,生产上大面积推广应用,有效地控制了水稻黑条矮缩病发生危害,取得了显著的社会经济效益。     

水稻生长日历模拟模型（RICAM）的调控决策系统（RICOS）研究I水稻调控决策系统（RICOS）的系统结构设计

研究阐述在ＲＩＣＡＭ模型系统、专家知识系统和实时信息收集处理系统支持下的水稻调控决策系统的总体结构设计，使ＲＩＣＡＭ与ＲＩＣＯＳ联结，形成具有显著生产管理功能的决策系统。     

水稻高产栽培专家决策系统的研制

为了给水稻高产栽培管理决策提供优化方案，在Windows操作系统中，以Visual C 6.0为开发工具，采用面向对象的方法用原型类表示知识类型，以及原型和型自顶向下的方法，开发出了南方双季稻区水稻栽培专家决策系统，该系统依据可视水稻生长模型（VRGM）系统为基础，以水稻“旺壮重”高产栽培技术体系、一次性全层施肥法、水稻生产全程化控栽培管理民果为知识中心，试图覆盖水稻生产全部栽培过程和方式。     

水稻水分精确管理的知识模型研究

【目的】水稻是中国主要的粮食作物,其生长需消耗大量的水资源,因此水分精确管理对于水稻高效生产具有重要的意义。【方法】在分析和提炼水稻栽培理论与技术研究资料的基础上,通过定量描述水稻需水规律与栽培技术、品种类型、生态环境之间的动态关系,根据土壤水分平衡原理,采用土壤水势作为灌溉指标,建立水稻水分精确管理知识模型;基于系统工程思想,进一步在Microsoft Visual Studio.NET 2005平台上构建水分精确管理知识模型系统。【结果】模型具有灌溉管理方案设计以及动态调控的功能,在杭州和南京两个生态点进行的大田对比试验表明,两生态点按照模型设计方案进行水分管理的田块,其产量平均分别提高了6.9%和9.1%,灌溉水分生产率平均分别提高了53.61%和42.73%。【结论】该模型对于不同条件下的水稻水分精确管理具有较好的适用性和指导性。     

城市交通管理地理信息系统设计及应用

交通地理信息系统(GIS-T)是城市智能交通管理的基础，系统体系结构可采用C／S与B／S结合的方式，其主要内容和功能有交通地理数据源和数据管理、基础地理数据库、交通专题数据库及其属性数据库、图层显示和信息查询功能、道路信息管理、交通信息发布、交通地理空间数据分析、查询分析结果的统计输出等。基于GIS-T的城市道路交通事故信息系统以事故分析模型(黑点、黑段判别)为基础，采用GIS系统集成技术开发，具有基于地图的交通事故信息查询统计及分析等功能。     

基于WebGIS和知识模型的精确农作决策支持系统

在提炼和优化作物管理知识模型的基础上,以WebGIS为空间信息平台,运用软构件技术及B/S分布式网络结构,构建了网络化精确农作决策支持系统.系统实现了基本地图操作、信息查询、差异分析、决策支持、结果展示以及系统维护功能,其中决策支持功能可基于田区土壤肥力和苗情长势差异进行数字化管理方案生成和因苗动态调控.在水稻试验示范区的系统应用结果表明,根据系统推荐的方案进行水稻田间管理,可使该区整体产量水平提高12.16%,肥料施用量减少23.55%,产量变异度下降79.49%.研究结果为实现网络化、数字化、广适性的精确农作决策支持提供了基本平台.     

水稻信息综合管理系统设计与实现

为了实现我院水稻基地的信息化管理,应用ASP.NET和SQL Server 2000,采用B/S模式,设计了我院水稻信息综合管理系统。该系统实现了水稻品种、水稻病虫害、水稻图片、水稻图片评论、远程监控等信息化管理。系统功能包括数据的增加、修改、删除、查询、统计、自定义报表等,是农业科研单位进行水稻信息管理的理想工具。     

黔东南地区“糯禾改籼稻”的历史考察

黔东南是贵州的糯禾文化区,从清代中期改土归流以来,该地区在农业发展中多次推行“糯禾改籼稻”,结果使糯禾区变成了籼稻生产为主的农业区。糯禾改籼稻既是生态多样性被破坏的结果,也是经济发展中盲目追求量的增长的体现。     

基于WebGIS的水稻害虫自动预警系统

针对当前水稻害虫防治决策人为因素影响大、时效性差的状况,应用网络平台,结合公共气象信息,开发应用于生产的水稻害虫自动预警系统。系统包括基于积温函数的害虫发育模拟系统,能自动根据天气预报值预警多种害虫的发生期,并据此给用户提供参考;实时的气象信息包括气温和湿度等可随时提醒用户当前气候条件对害虫发生的适宜度,辅助用户决策害虫的发生趋势;基于WebGIS的病虫信息展示预警可提供宏观大范围的决策,纠正害虫防治决策中的工作失误。2012年该系统在江苏省范围内成功进行了灰飞虱、白背飞虱、褐飞虱和纵卷叶螟等害虫综合防治的决策,取得了明显的效果。系统基于Apache＋ PHP＋ MySQL＋ MapServer 架构,操作简单,实用性强,为病虫信息的信息化、标准化管理、精准化防治提供了技术支撑,为病虫预警决策提供了可靠的工具。