基于DEA和GA-BP的温室黄瓜施肥决策方法研究

论文摘要

合理施肥是实现温室黄瓜高产稳产的主要措施,也是保持和提高土壤肥力、改善产品品质、保护生态环境的重要保障。针对目前温室黄瓜施肥过量、施肥效率不高,缺乏智能施肥量化决策方法等问题,从分析不同施肥方法的施肥效率入手,建立温室黄瓜的施肥模型,研究基于GA-BP方法的施肥推荐模型,旨在丰富温室黄瓜施肥决策的方法,为温室黄瓜实现科学施肥提供参考。主要研究内容和结论如下:（1）应用数据包络分析（DEA）方法研究温室黄瓜的施肥效率。利用已有的田间试验数据,通过计算相对效率、技术效率、规模效率和冗余率,对习惯施肥法、目标产量施肥法和数学模型施肥法的施肥效率进行了对比和分析。得到主要结论:不同施肥方法对施肥效率有重要影响,数学模型施肥法的施肥效率优于目标产量施肥法,目标产量法的施肥效率优于习惯施肥法。（2）研究了基于DEA模型的施肥数据提取方法。从优化投入产出效率的角度入手,利用DEA模型的“投影原理”,剔除原始施肥量（土壤养分中氮、磷、钾的含量与施入的N、P2O5、K2O之和）中存在的投入冗余量,得到与产出相对应的N、P2O5、K2O肥的有效量,可应用于温室黄瓜施肥数学模型的建立中。论文提取了连作年限为5年的施肥有效数据15个样本,提取习惯施肥法、目标产量施肥法和数学模型施肥法的施肥有效数据各27个样本。（3）建立了温室黄瓜的施肥模型。在获取温室黄瓜施肥有效数据的基础之上,采用回归分析方法,构建了温室黄瓜的施肥数学模型。分别考虑连作年限和施肥方法:a.建立了连作年限为5年的温室黄瓜产量与N、P2O5、K2O量之间的数学模型;b.分别建立基于习惯施肥法、目标产量法和数学模型法的温室黄瓜产量与N、P2O5、K2O量之间的数学模型。并探讨了N、P2O5、K2O肥对温室黄瓜产量的影响,为温室黄瓜生产实践提供决策依据。（4）研究了基于GA-BP方法的温室黄瓜施肥推荐模型。针对传统施肥模型具有模型参数难以确定、试验周期长、主观性强、工作量大等方面的不足,以温室地块的养分含量和目标产量为输入,N、P2O5、K2O肥的施用量为目标输出,并采用GA模型优化BP网络的权值和阈值,构建了基于GA-BP网络平台的施肥推荐模型。结果表明:N、P2O5、K2O肥施肥推荐模型的平均误差分别为3.64%、8.72%、6.48%,与BP网络模型相比,GA-BP模型的预测误差更小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出与研究意义
• 1.2 国内外的相关研究现状
• 1.2.1 施肥方法与施肥过量
• 1.2.2 施肥模式的研究
• 1.3 本文的研究内容及方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.4 技术路线
• 第二章 基于DEA 模型的温室黄瓜施肥效率研究
• 2.1 引言
• 2.2 基于DEA 模型的施肥效率研究
• 2.2.1 基本原理
• 2.2.2 数据来源
• 2.2.3 分析步骤
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 连作3 年施肥效率评价
• 2.3.2 连作4 年施肥效率评价
• 2.3.3 连作5 年施肥效率评价
• 2.4 本章小结
• 第三章 温室黄瓜的施肥模型的建立
• 3.1 引言
• 3.2 基于DEA 模型的温室黄瓜施肥数据提取方法
• 3.2.1 建模思想与方法
• 3.2.2 数据提取结果
• 3.3 温室黄瓜施肥模型的建立
• 3.3.1 建模方法与步骤
• 3.3.2 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于GA-BP 的温室黄瓜施肥推荐模型研究
• 4.1 引言
• 4.2 基于GA-BP 方法的温室黄瓜施肥推荐模型
• 4.2.1 建模思想和方法
• 4.2.2 GA-BP 网络模型的建立
• 4.2.3 结果与讨论
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介