温室中绿色生态臭氧病虫害防治

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1、温室中的绿色生态臭氧病虫害防治摘要哥本哈根国际气候大会在丹麦举行之后，温室效应再次成为国际社会的热点。如何有效地利用温室效应来造福人类，减少其对人类的负面影响成为全社会的聚焦点。本文根据课题要求给出相应模型。问题一中根据中华稻蝗与稻纵卷叶螟对水稻参量的影响，首先分别通过SPSS拟合的方法建立两种害虫对水稻产量影响的单种模型，再通过二者的综合作用利用Matlab确定其综合影响模型；问题二中分别以产量最大化和利润最大化确定农药的使用方案，利用LINGO软件求解线性规划问题，给出具体的方案；问题三首先根据SPSS曲线拟合确定臭氧分解速率与温度的关系式，建立其效用函数，再根据已知数据对s、t、c做相

2、关性分析后，用线性回归拟合出三者之间的关系，通过Matlab进行计算、分析，求解时间与病虫害经臭氧处理时的剩余数量比例的关系式；问题四设计出合理的温室中臭氧扩散方案，据此通过CAD工程制图模拟出臭氧动态分布图，采用气体扩散规律和速度，将其假设为一个箱式模型，通过管道通入使房间里的各个地方都能充分利用杀虫。关键词：MatlabSPSS曲线拟合线性规划线性回归CAD工程制图一、问题的重述1.1背景2009年12月，哥本哈根国际气候大会在丹麦举行之后，温室效应再次成为国际社会的热点。如何有效地利用温室效应来造福人类，减少其对人类的负面影响成为全社会的聚焦点。臭氧对植物生长具有保护与破坏双重影响，其

3、中臭氧浓度与作用时间是关键因素，臭氧在温室中的利用属于摸索探究阶段。1.2需要解决的问题（1）在自然条件下，建立病虫害与生长作物之间相互影响的数学模型；以中华稻蝗和稻纵卷叶螟两种病虫为例，分析其对水稻影响的综合作用并进行模型求解和分析。（2）在杀虫剂作用下，建立生长作物、病虫害和杀虫剂之间作用的数学模型；以水稻为例，给出分别以水稻的产量和水稻利润为目标的模型和农药锐劲特使用方案。（3）受绿色食品与生态种植理念的影响，在温室中引入O3型杀虫剂。建立O3对温室植物与病虫害作用的数学模型，并建立效用评价函数。需要考虑O3浓度、合适的使用时间与频率。（4）通过分析臭氧在温室里扩散速度与扩散规律，设计

4、O3在温室中的扩散方案。可以考虑利用压力风扇、管道等辅助设备。假设温室长50m、宽11m、高3.5m，通过数值模拟给出臭氧的动态分布图，建立评价模型说明扩散方案的优劣。二、问题分析此题主要是通过研究在农业生产中，自然条件、杀虫剂防治害虫、温室中臭氧防治虫害的三种不同方案所得的经济效益，并设定合理的农药使用方案，和温室中臭氧扩散方案，以达到将效益提高到最大，并对自己提出的方案作出优劣分析。2.1问题一根据中华稻蝗与稻纵卷叶螟对水稻参量的影响，首先分别通过SPSS拟合的方法建立两种害虫对水稻产量影响的单种模型。在这个问题中可以发现中华稻蝗与稻纵卷叶螟均会造成水稻的减产，而对它们的多种因素分析中发

5、现这是一个复杂的过程，要综合考虑到数量、密度等关系，因此我们联系两种害虫的综合影响并考虑其影响的先后顺序用SPSS进行曲线拟合，画图，并进行模型的求解、分析。2.2问题二2.3问题三与问题二相似，首先根据SPSS拟合的确定臭氧分解速率与温度的关系式。确定其效用评价函数。再根据臭氧浓度真菌作用的实验数据通过对s、t、c做相关性分析，确定s、t、c三者之间是否有关系。再根据线性回归的方法，确定具体的关系式，通过Matlab进行计算，分析，求解时间与病虫害经臭氧处理时的剩余数量比例的关系式。2.4问题四本题属于设计性试验，要求我们自己设计出合理的温室中臭氧扩散方案，并根据我们的方案，通过数值模拟出

6、臭氧动态分布图。采用气体的扩散规律和速度，将其假设为一个箱式模型，通过管道通入使房间里的各个地方都能充分利用到杀毒。三、模型假设与符号系统3.1模型假设1.在实验中,除施肥量,其它影响因子如环境条件、种植密度、土壤肥力等,均处于同等水平2.在实际问题中,产量受作物种类、植株密度、气候条件以及害虫对杀虫剂的抵抗等各种因素的作用，而忽略以上各种因素的影响，仅仅考虑杀虫剂的种类和量的多少对生长作物的影响。3.忽略植物各阶段的生长特点对杀虫剂的各种需求量。4.农药是没有过期的，有效的。5.忽略病虫的繁殖周期以及各阶段的生长情况，将它以为是不变的生长速率。3.2符号系统符号意义单位中华稻蝗影响的水稻减

7、产率%中华稻蝗密度稻纵卷叶螟影响的水稻减产率%稻纵卷叶螟密度中华稻蝗先影响时水稻减产率%稻纵卷叶螟先影响时水稻减产率%两种害虫同时影响的水稻减产率%两种害虫先后影响的水稻减产率%T温度CV臭氧分解速率将风扇调至Z轴平行时间间隔将风扇调至X轴平行时间间隔三、模型的建立与求解4.1问题一模型1.由题设知在自然条件下，建立病虫害与生长作物之间相互影响的数学模型，并以中华稻蝗和稻纵卷叶螟为例，进行对模型的求解和分析。