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基于模拟模型的玉米优质高效栽培管理信息系统

文献类型： 获奖成果

作者：

获奖名称： 科学技术进步奖

获奖等级： 二等奖

关键词： 优质高效;栽培;系统;优质高效栽培;高效栽培;管理信息系统;优质;管理;模型;高效;模;模拟模型;模拟;信息;玉米;栽培管理;信息系统

第一完成单位： 河南省农业科学院农业经济与信息研究中心

获奖时间： 2007

摘要： 该项研究采用了“将玉米生长发育模拟模型、玉米栽培优化原理与当地专家知识三者相结合”的技术原理，使得该系统同时具有较强的机理性、应用性、通用性和预测性。 主要有以下几方面的进展： 1.全面而系统地对玉米生长发育各主要生理过程进行模拟研究：从作物生理生态学理论和玉米生长的机理出发，建立了玉米发育期动态、叶龄发育、器官建成、叶面积动态、光合生产、干物质积累以及产量形成等模拟模型和玉米栽培优化等100多个数学模型。它们深刻反映了玉米生长发育与产量形成的规律以及玉米高产栽培的原理。这是信息系统开发的基础。 2．研制成功“作物模拟中的常年气候数据生成子系统”：建立了常年逐日气温、日照时数、降雨量、太阳辐射等气象要素的生成模型，特别是对前人的降雨量和太阳辐射模型进行了改进，取得满意效果。采用VB6.0作为系统开发工具，研制成基于Windows操作平台的“作物模拟中的常年气候数据生成子系统”。并利用南京40年和郑州30年的历史气候资料，分别对该系统进行检验，模拟值与实际情况吻合性很好，相关系数分别为0.93和0.89。这是系统运行的基础。 3．研制出了“玉米光合生产与产量形成模拟子系统”：根据“物质-能量转化-能量平衡”理论及作物生理学和农业气象学的基本原理，建立了玉米群体光合生产动态和产量形成模拟模型，模型考虑了群体叶面积动态、光合作用、呼吸作用、同化物向各器官的分配及干物质积累等主要生理过程。采用VB6.0作为系统开发工具，研制完成基于Windows操作平台的“玉米光合生产与产量形成模拟子系统”。并利用郑州和滑县的部分田间试验资料进行验证结果表明：具有较好的模拟精度。这是预测玉米生长发育进程及其产量的基础。 4．组装完成“基于模拟模型的玉米优质生产栽培管理信息系统（MCMIS）”，该系统的主要功能有： （1）数据库管理。MCMIS可以管理和维护系统运行所必需的气候、土壤参数和作物遗传参数等支持数据库。 （2）进行常年决策。可根据用户输入的特定地区和品种，生成并打印出“玉米栽培良种良法模式图”，生产者可依据该模式图选择种植品种。 （3）进行当年决策。能针对具体地点，气象资料及所选用的玉米品种特性，预测其生长发育动态，并可根据苗情提出最佳肥水管理、病虫害防治等栽培管理策略，具体决策田间作业方案。 （4）玉米生长发育与产量模拟。通过输入咨询地点的纬度、播种期及玉米生长季节的常年或当年的气象资料，模拟出玉米的生育进程和产量，用来指导农事安排。 （5）分析气候变化对玉米生长的影响。可以分析单一气候要素的变化对玉米生产的影响，也能预测多要素的综合影响。 （6）玉米品种参数管理。能够针对任一玉米品种调整其各种遗传参数，以使MCMIS适用于不同玉米品种。 成果的创造性、先进性： （1）研制了基于玉米生长发育机理的全生育期各个发育阶段的模拟模型100多个，充实了该领域的研究基础。 （2）对前人的降雨量和太阳辐射模型应用“二次加权”法加以改进，使得对气候的模拟精度明显提高，避免了一些不合逻辑的模拟结果。 （3）将系统预测模拟结果通过EXCEL表以“玉米栽培良种良法模式图”的形式生成并打印，结果清晰明了，方便应用。 （4）首次将模拟模型与玉米栽培原理相结合开发出了基于我国自研模型的管理信息系统，实用性更好。 推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见：根据MCMIS在周口、商丘、开封等地初步试验示范应用，结果表明，该信息系统的主要功能具有实际应用价值，对玉米优质安全生产有决策性的指导作用。经测算：与对照田（按经验管理）结果比较，通过减少投入又不降低玉米产量，每亩可节约生产成本7～8元，产量增值约3元，亩增效益10元。而通过合理利用肥水资源，减少农业面源污染，对保护环境，改善生态，其社会效益意义重大。示范效果良好，反映积极。 同时，试验点结果也表明：节本效益是否明显，主要取决于两点，一是能否准确获得当地包括气候、土壤、品种资料等基础数据，二是能否严格按照MCMIS提供的决策进行栽培管理。这也是该系统在进一步推广应用时可能存在的问题。只要我们能够很好地解决这两个问题，同时对系统本身进一步美化系统运行的操作界面，充实各地的气候、土壤资料及病虫害数据信息，该系统就具有十分广阔的推广应用前景，可在全国更大范围内推广应用，取得更大的社会、经济和生态效益。

  • 相关文献

[1]基于模拟模型的玉米栽培管理信息系统. 郑国清,段韶芬,张瑞玲,高亮之. 2004

[2]玉米光合生产与产量形成模拟模型. 郑国清,张曙光,段韶芬,高亮之. 2004

[3]玉米产量形成模拟模型研究. 尹红征,吕冰清,郑国清,段韶芬,高亮之. 2004

[4]我国玉米计算机模拟模型研究进展. 郑国清,张瑞玲,高亮之. 2003

[5]不同密度下玉米茎秆抗倒伏相关性状的产量构成分析. 鲁晓民,郭书磊,张新,魏良明,张前进,曹丽茹,刘海静,邓亚洲,张震,王振华. 2023

[6]豫西山区高山夏秋季花椰菜优质高效栽培技术. 毛丹,黄俊喜,陈海燕. 2019

[7]河南省阳光玫瑰葡萄优质高效栽培关键技术. 尚泓泉,王琰,王鹏,娄玉穗. 2019

[8]国审糯玉米郑黄糯2号机械化免耕精播栽培技术. 王定林,吴凤兰. 2015

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[15]新时期信息服务方式的创新与尝试. 卓文飞. 2000

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