温室甜瓜生长模型的研究及栽培管理专家系统的建立

论文题目: 温室甜瓜生长模型的研究及栽培管理专家系统的建立

论文类型: 博士论文

论文专业: 蔬菜学

作者: 施泽平

导师: 郭世荣

关键词: 温室甜瓜,生长模型,专家系统,生长发育,光合生产,干物质积累与分配

文献来源: 南京农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 建立温室园艺作物生长模型,是进行温室环境和作物生长发育精确化控制和定量化管理的核心技术。甜瓜（Cucumis melo L.var. reticulatus Naud）是我国温室园艺的主栽作物种类之一,但由于环境控制和作物生长调控管理水平较低,单位面积产量仅为发达国家的1/4～1/2,其产量和品质潜力远未得到发挥,因此建立基于生长模型的温室甜瓜栽培管理专家系统,对于准确预测甜瓜生长发育动态和产量、对温室环境和作物生长的优化控制、生长期内的定量化管理和提高温室利用效益等方面具有十分重要的意义。本文在借鉴国内外温室蔬菜作物特别是瓜类蔬菜光合生产、干物质积累与分配模型研究的基础上,设计了3个品种、4个播期的试验,采集温室甜瓜生长发育过程中环境因子、生理生态和干物质积累等数据,通过数据分析,构建各类模型,并进行模型的验证,探讨制定温室甜瓜栽培技术规程,建立了温室甜瓜栽培管理专家系统,取得了初步的研究成果。主要研究结果如下: 1、创建了基于生长度日的温室甜瓜生育期模拟模型根据作物生长发育阶段生理发育时间恒定的原理以及栽培试验结果的统计分析,对温室甜瓜生长发育阶段进行划分,建立了温室甜瓜生育期模拟模型,并确定了各生育期生长度日的参数,系统地预测甜瓜的发育阶段。其生长发育阶段包括播种期、幼苗期、伸蔓期、开花座果期、果实生长盛期和果实成熟期,由于处理1～6各生育期的生长度日值比较接近,因此将6个处理各生育期生长度日的平均值确定为最终各生育期的模拟值,分别为574.3℃·d、391.8℃·d、113.8℃·d、441.8℃·d、453.9℃·d。利用处理7～9的试验资料对所建立的甜瓜生育期模型进行了检验,结果表明,通过试验创建的基于生长度日的温室甜瓜生育期模型具有较好的精确性和实用性,为建立基于生理生态过程的温室甜瓜生长模型奠定了坚实的基础。 2、创建了温室甜瓜光合生产、干物质积累与分配系列模型（1）建立了温室甜瓜光合生产动态模型单叶光合作用模拟模型:FG=PLMX×[1-EXP（-ε×PAR/PLMX）],确定了其中参数ε取值为0.48kg CO2hm-2h-1/(Jm-2S-1),PLMX取值为18 kg CO2hm-2h-1。冠层总光合作用的动态模型:DTGA=（∑（TFG[j]×WT[j]））×DL（j=1,2,3）,其中DTGA可由单叶光合作用速率对叶面积和日长进行积分求得。（2）建立了温室甜瓜干物质积累模型维持呼吸模型:RM=Rm（To）×FDTGA×Q10（Tmean-To）/10,FDTGA为每日冠层总同化量(kgCO2hm-2d-1),To=25℃,取Q10=2;Tmean为日平均气温;Rm（To）=0.015(g CO2/g CO2。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

第一部分文献综述

第一章文献综述

1 作物生长模型研究进展

1.1 作物生长模型研究概述

1.1.1 作物生长模型的定义和特征

1.1.2 作物生长模型的分类

1.1.3 作物生长模型研究的发展历程

1.1.4 国内外作物生长模型研究进展

1.1.5 作物生长模型的应用

1.2 温室园艺作物生长模型研究进展

1.2.1 国外园艺作物生长模型研究进展

1.2.2 国内园艺作物生长模型研究进展

1.2.3 国外主要温室蔬菜作物生长模型

1.2.3.1 TOMGRO(1.0)

1.2.3.2 TOMSIM(1.0)

1.2.3.3 KOSI模型

1.2.3.4 HORTISIM(1.0)

2 农业专家系统

2.1 农业专家系统的定义

2.2 农业专家系统的基本组成

2.3 农业专家系统的分类

2.4 国内外农业专家系统研究进展

2.4.1 国外农业专家系统研究进展

2.4.2 国内农业专家系统研究进展

2.5 农业专家系统的应用

2.6 农业专家系统的发展趋势

3 课题研究的目的和意义

3.1 研究目的

3.2 研究思路

3.3 研究意义

参考文献

第二部分研究报告

第二章温室甜瓜生育期模拟模型的研究

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 试验设计

1.3 取样调查

1.4 发育阶段的划分

1.5 模型的描述与构建

2 结果与分析

2.1 模型中生育期生长度日的确定

2.2 模型检验

2.3 结果分析

3 小结与讨论

参考文献

第三章温室甜瓜光合生产与干物质积累模拟模型的研究

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 试验安排

1.3 观测项目和方法

1.4 模型的构建和描述

1.4.1 叶面积指数动态模型

1.4.2 作物光合生产动态模型

1.4.2.1 单叶光合作用模型

1.4，2.2 冠层光合作用模型

1.4.3 干物质积累动态模型

1.4.3.1 呼吸作用模型

1.4.3.2 群体干物质积累模型

2 结果与分析

2.1 参数确定

2.1.1 叶面积指数模型中SLA的确定

2.1.2 参数ε和参数PLMX的确定

2.2 模型检验

2.3 结果分析

3 小结与讨论

参考文献

第四章温室甜瓜干物质分配模拟模型的研究

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 试验设计

1.3 观测项目和方法

1.4 模型构建和描述

1.4.1 分配指数模型

1.4.1.1 分配指数的定义

1.4.1.2 分配指数动态模型的构建

1.4.2 各器官干物质分配模型

1.4.3 器官生长动态模型

1.4.3.1 主茎生长动态模型

1.4.3.2 单个果实鲜重与果径关系动态模型

2 结果与分析

2.1 参数确定

2.1.1 分配指数模型中参数的确定

2.1.2 器官生长模型中参数的确定

2.2 模型检验

2.3 结果分析

3 小结与讨论

参考文献

第五章网纹甜瓜温室栽培技术规程构建

1 研究内容

2 研究结果

参考文献

第六章基于生长模型的温室甜瓜栽培管理专家系统的研究

1 系统设计环境与工具

2 系统的组织结构及内容

2.1 数据库

2.1.1 气象数据

2.1.2 营养液配方

2.1.3 营养液管理管理

2.1.4 栽培管理

2.1.5 品种遗传系数

2.1.6 区域性栽培知识

2.2 模型库

2.3 知识库

2.3.1 领域专家

2.3.2 知识表示

2.4 推理机

2.5 人机接口

3 系统功能及实现原理

3.1 专家咨询

3.1.1 品种选择

3.1.2 育苗

3.1.3 温室栽培管理

3.1.4 病虫害防治

3.1.5 植物学特性

3.2 方案设计

3.3 预测调控

3.4 系统的运行使用与维护

4 系统的应用与分析应用

4.1 专家咨询

4.2 方案设计

4.3 预测与动态调控

5小结与讨论

参考文献

全文讨论

1 基于生长度日的发育模拟模型的建立

2 光合生产、干物质积累与分配、器官形态构建模拟模型的建立

3 甜瓜温室栽培技术规程的构建

4 基于生长模型的甜瓜温室栽培管理专家系统的建立

全文结论

1 建立了基于生长度日的温室甜瓜发育模拟模型

2 建立了光合生产、干物质积累与分配系列模型

3 制定了网纹甜瓜温室栽培技术规程

4 建立了基于生长模型的甜瓜温室栽培管理专家系统

创新之处

第三部分附录

附录一网纹甜瓜温室栽培技术规程(DB32／T777-2005)

附录二图版

附录三 2003年温室内外气温变化趋势

附录四 2003年太阳总辐射变化趋势

附录五生长模型Visual Basic部分源程

附录六专家系统知识库部分内容

致谢

在读期间发表论文

发布时间: 2005-07-19

参考文献

[1].西瓜与甜瓜细胞器比较基因组学研究[D]. 朱强龙.东北农业大学2018
[2].甜瓜耐贮藏基因工程研究[D]. 哈斯阿古拉.内蒙古大学2004
[3].甜瓜自交系再生与遗传转化体系的研究及蔗糖磷酸合成酶（SPS）基因的全长cDNA克隆[D]. 侯丽霞.山东农业大学2006
[4].温室甜瓜（Cucumis melo L.）对咸水灌溉的适应机理研究及盐害发生的风险分析[D]. 江雪飞.西北农林科技大学2007
[5].甜瓜细胞遗传学、单倍体创制及抗蔓枯病分子标记[D]. 张永兵.南京农业大学2007
[6].黄瓜及甜瓜属野生种种子油含量和脂肪酸的测定及油脂生物合成相关的关联作图[D]. Joyce Wanjiru Ngure.南京农业大学2015
[7].甜瓜属Cucumis×hytivus Chen and Kirkbride种间杂交的分子验证和细胞器基因的遗传分析[D]. 魏跃.南京农业大学2009
[8].甜瓜属遗传比较作图及黄瓜、辣椒NBS类抗病分子标记开发[D]. 李大伟.西北农林科技大学2012

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