温室黄瓜生长发育机理模型与实验分析

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1、第一章绪论1．1研究背景和意义在信息技术己高速发达的今天，农业信息化和数字化已成为各国农业进一步现代化的标志之一，信息技术在农业f：的全面应用已经离我们不远。发达国家的农业信息化主要表现在农业信息网络、精准农业、农业智能化、农业专家系统、农业管理决策支持系统、作物模拟系统、虚拟作物和虚拟农场等方面。我国20世纪80年代起也先后开始农业资源遥感调查、农作物估产、农业专家系统、作物生产管理模拟与决策支持系统研究，90年代又开始了精准农业、虚拟作物等研究。今后，农业信息化在中国将会具有更加广阔的前景(

2、潘学标，2003)。作物模型是未来进行农业生产诊断管理的重要上具，也是相荚农业科学研究最新知识的积累和总结，其最重要的意义是对整个作物生育系统的知识进行综合并对生理生态过程及其相互关系实现量化。成功的作物模型具有理解、预测和调控的功能。它能帮助快速分析在不同地区作物生长发育和产营形成的规律，分析作物生产的气候和管理风险，为管理部门进行作物合理布局和农户进行实时诊断管理提供决策支持(王向东等，2003)。我国在八十年代开始进行作物模型的研究，土要是大田作物生长模型和管理决策系统的研究，发展迅速，特

3、别是在人田作物模式化栽培方面的研究处于世界领先水平，而有关蔬菜作物生长模型的研究近年来才刚刚起步．相关研究比薄弱。自20世纪80年代以来，中国的设旌农业得到了快速发展．在我国农业现代化发展进程中起到了日益明显的作片j。在另一方面，目前我国已经成为世界设施园艺蔬菜生产的大国，黄瓜也是我国设施农业主栽品种之一。利用温室生产黄瓜已经越米越普遍，但种植者的生产管理水平却有很大差别，管理水平商的日光温室黄瓜每亩产量可达2×104公斤以上，管理水平低的只有几十公斤(孙小镭等，2002)。因此加强温室黄瓜高产

4、优质生产的基础性研究、提高栽培与环境管理技术、逐步改变以粗放管理为主的现状，是今后设施农业生产的重要任务之一。而且我国温室产占占一方面要继续满足国内日益增长的需求，同时还面临着入世(WTO)后来自国际的竞争和挑战，所以加强基础性研究，提高温室管理水平、增加产品的附加值和科技含量，对提高我国农产品的国际竞争能力，同样具有十分重要的长远意义。1．2国内外研究概况模型是在20世纪60年代随着计算机技术的发展而逐步兴起的，是信息技术应用于农业生产的一个重要的研究领域，它发展至今，经历了从定性的概念模型到

5、定量的模拟模型的过程，从单纯对植物的生理生态过程模拟发展成为综合的作物模拟模型。其发展动力主要来源于信息技术的发展、作物学知识的积累、管理决策的定量要求以及作物系统的独特性和变异性(-1-_向东等，中国农业科学院碗上学位论立第一章绪论2003)。1．2．1国内外作物生长模型的研究进展(1)国外研究进展荷兰：是世界上研究作物模犁最早的国家之一，并以理论性强而著称．荷兰作物模拟研究的特点是强调作物模犁的生物机理，其研究主要在瓦赫宁根地区的荷兰农业生物研究中心，以及瓦赫宁根大学进行(戚吕翰，1994)

6、。在c．工de．Wit教授的领导F，经过了30多年的发展，模型研究与发展的历程经历了对作物生长过程的透彻理解(1965---1980)、面向实际应用(1981--1990)和可业务化(1990年以后)三个阶段。并先后研究建立了一批应用十不同方面的作物模型(潘学标，2002)。如ELCROS(初级作物作物生长模拟程序)阳ewit，1965)、BACROS(基础作物生长模拟程序)(dewit，1978)、ARIDCROP(旱作作物模型)、SUCROS(简单和通用的作物生K模型)(PenningdeV

7、ires。1982)、MACROS(一年生作物生长模拟模犁)(Penningde'Cues，1989)、ORYZAI(灌溉水稻产量潜力模型)(Kropff，1993)、ELFⅪROS(作物碳素平衡模拟模型)等。美国：美国作物模型的研究咀综台考虑天气一土壤一作物之间的相互作用和突出管理决策为丰要特色．并r泛地对各种作物开展了模拟研究。其作物模拟研究主要涉及禾谷类作物、纤维作物、块根块茎类作物或作物病虫害等方面的模拟(KadnWisiol，1994；王会军，2004)。70年代初，在美国农业部农业研

8、究局(usDA．ARs)领导下，以T．J．Ritchie为首组织了农学、生理、土壤、气象、水文和计算机等专业数十位科学家经过几年的研究，70年代中期推出了CERES小麦(1．0版本)模拟模型，以后义相继组成了玉米、高粱、水稻、谷子和大麦等作物模型并不断更新版本，形成了CERES作物模型群，组成农业技术转让决策支持系统(DSSAT)用丁-作物生产管理和区域产最评估；90年代义将作物模型、DSSAT联结到G1S软什Arc／Info，形成农业环境地理信息系统(AEGIS)，用于预测拉丁美洲的波多黎各三