温室中的绿色生态臭氧病虫害防治.doc

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1、题目：温室中的绿色生态臭氧病虫害防治关键词：指数模型、线性回归分析、线性规划、量纲法摘要问题一主要通过比较病虫密度对于水稻各部分影响得出能够最直接地反映出病虫密度和水稻产量关系的因素，即为减产率和产量损失率。从而根据所给数据用EXCEL进行拟合，得到两个指数模型、。经过验证，在病虫密度为零时，水稻的产量与其自然产量相近，验证了所得的两个指数模型的合理性。问题二对于表3数据利用MATLAB中的多项式拟合，得到残留量函数，然后算出五个月中农药锐劲特的需求量，从而得到以水稻利润为目标的数学模型，计算得到16天放一次农药锐劲特最大利润为1711.85元/亩。通过查找资料得到锐劲特防

2、效效果与使用时间和使用剂量的变化关系，用MATLAB进行拟合，得到锐劲特使用量为10mg/kg时的防效效果与时间的关系图。再查找资料得到害虫增长模型，综合防效效果以及害虫增长模型得出新的害虫密度模型：，最后得到使用杀虫剂后生长作物、病虫害和杀虫剂之间作用的数学模型。通过对防效效果的分析，得到每四天放一次农药锐劲特使得水稻产量最大为785.34公斤/亩。问题三根据上网查找资料我们得到一个真实有效的公式是针对作物产量损失与不同臭氧浓度的关系的，根据这个模型再适当加以时间条件作为约束，我们建立了一个臭氧浓度对作物产量的影响模型，再根据表5的数据，进行线性回归分析，可以建立一个病虫

3、害与臭氧浓度的关系模型。之后我们联立两个模型，得出臭氧浓度与时间，作物产量和病虫害的综合评价模型后，得出最佳的浓度方案和使用频率。问题四我们在参考臭氧的扩散的特性等因素，将温室假设成一个矩形，在矩形的正上方横放一个管道，用压力风扇加速将臭氧扩散到整个温室。模型主要求输入温室的臭氧量，引入扩散速度和温室浓度等数据来表达这个表达式。我们还制定模型是否可控制以及臭氧扩散的的快慢等相关评价标准来给这模型进行评价。问题五是对前面问题进行总结，对于杀虫剂的喷放，就根据相应病虫害对水稻的影响时期、杀虫剂的喷放方式、效果、剂量进行考虑；对于在温室中臭氧的使用则根据臭氧的杀菌效果、扩散方式、

4、分解速率、温室温度从而制定出使用策略。一、问题重述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。假设农药锐劲特的价格为10万元/吨，锐劲特使用量10mg/kg-1水稻；肥料100元/亩；水稻种子的购买价格为5.60元/公斤，每亩土地需要水稻种子为2公斤；水稻自然产量为800公斤/亩，水稻生长自然周期为5个月；水稻出售价格为2.28元/公斤。根据背景材料和

5、数据，回答以下问题：（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O3在温室中的扩散方案。可以考虑利用压力风扇、管道

6、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。（5）请分别给出在农业生产特别是水稻中杀虫剂使用策略、在温室中臭氧应用于病虫害防治的可行性分析报告，字数800-1000字。二、问题分析2.1问题一由表一的数据可以得出：害虫的密度增加，直接地使水稻穗花被害率增大、结实率下降、千粒重下降，从而导致减产率增加，于是水稻的总体产量下降。所以究其根本，害虫的密度，直接反映出了减产率的大小，故只需考虑密度与减产率之间的关系，就可以得出病害虫对水稻的生长的影响即其综合作用。对于稻纵卷叶螟对水稻产量的影响同中华稻蝗类似，

7、都用相同的方法得出两个模型。虫害与生长作物的模型，大致类似人口模型，因此，可以用人口模型的一些知识进行求解，对于虫害与生长作物的关系，依然将其类比于指数函数。于是根据人口增长模型分别建立中华稻蝗和稻纵卷叶螟两种病虫与水稻产量的指数模型进行求解。把水稻的自然产量800公斤/亩假设为初始条件。2.2问题二要想建立生长作物、病虫害和杀虫剂之间作用的数学模型，必须先在问题一的基础上对一些条件进行合理，这里假设病虫害为稻纵卷叶螟。要考虑水稻、病虫害和杀虫剂之间作用的数学模型，就要先得出农药锐劲特在水稻中的残留量随时间变化的函