專利名稱：一種建立日光溫室長季節栽培番茄植株葉片數模型用于控制番茄長勢的方法
技術領域：
本發明屬于一種現代農業生產技術領域，特別涉及一種建立日光溫室長季節栽培 番茄植株葉片數模型用于控制番茄長勢的方法。
背景技術：
溫室是一個集合結構、機電、生物與環境為一體的綜合系統。溫室環境控制重點在 于協調地控制作物生長的微氣候，使作物正常地生長與繁殖，并獲得高產和優質。而作物對 環境的基本要求是所有環境控制系統設計的基礎。由于作物對環境條件的反應非常復雜， 因此溫室內生產的最大效益需借助復合環控裝置及控制方法才能得以完全發揮。即所謂的 “復合”除了多項環境調節設備的選擇之外，還要建立科學的控制方法，其前提是對作物生 長狀況與生長階段與環境關系的了解，并確立作物生長發育模型，以此基礎來完善和提升 環境控制系統。作物生長發育模型是綜合作物生理學、生態學、栽培學、農業氣象學、土壤肥料學 和計算機等相關學科，通過建立數學模型來描述作物生長發育、器官建成和產量形成等生 理生態過程與環境之間的數量關系，并在計算機上實現，來模擬作物生產全過程的系統。它 是農業多學科基礎性研究的結晶，將農業科學和計算機技術緊密結合，定量而系統地描述 作物生長發育及其與農業環境相互作用的關系。目前國外已經建立了用于溫室內環境控制的許多作物的生長模型，其中番茄生長 發育模型是研究重點之一。目前我國日光溫室的番茄生長發育模型研究尚缺乏系統研究。 本發明在北方日光溫室番茄長季節栽培方式下，提出了建立番茄生長發育中的重要性狀之 一-葉片數的生長模型的方法，以此用于日光溫室番茄栽培日常生產管理和溫室環境調 控。
發明內容
本發明的目的是提供一種通過北方日光溫室內栽培番茄試驗結果建立番茄葉片 數的模擬模型，并以此用于日光溫室番茄栽培打老葉日常生產管理中和溫室環境調控管 理，實現提高番茄產量和品質、增加經濟效益的目的。此方法可操作性強，易于普及。本發明提供的技術方案如下1、固定樣本，在溫室田間確定一定數量的植株，進行定植，即把番茄秧苗栽到溫室 中并進行標記。2、采集數據，自定植當天起開始第一次對3 5株樣本植株上著生的葉片數、穗數 進行觀測記錄，長度達到或超過2cm的葉片均要記錄，以后每間隔7 10天進行樣本植株 的觀測記錄，直至自下向上第十穗果成熟或番茄植株死亡為止；3、進行節點最大出現速率的計算，首先進行第n-1次觀測到第η次觀測期間的節點出現速率的計算①先計算第η次觀測的植株節點數減去第n-2次觀測的植株節點數所得的差值，用該差值除以第η次觀 測到第n-2次觀測的間隔天數，所得的比值稱為速率n n_2 ；②再計算第n+1次觀測的植株 節點數減去第n-1次觀測的植株節點數所得的差值，用該差值除以第n+1次觀測到第n-1 次觀測的間隔天數，所得的比值稱為速率Mblri ；③則速率n n_2與速率n+1 Μ的平均值即 為第n-1次觀測到第η次觀測期的節點出現速率。將各個觀測時期的新節點出現速率比較，從中選出最大的值即為節點最大出現速 率(Initrate)；4、建立葉片衰老與環境溫度間對應關系根據試驗中活體植株觀測結果，在自下而上第8穗果出現后，第一穗果下部葉片 開始衰老或因果實采收而被摘掉。葉片衰老的速率與溫室內日平均氣溫及葉片所處的年齡 級有關當葉片所處年齡級小于8時，葉片不衰老，當葉片所處年齡級達到或超過8時，葉 片的衰老速度與最下部葉片的衰老程度及溫室的日平均氣溫有關。因此我們提出這樣一個 方法來確定葉片的衰老速率(Pl(T，i，ageclass))與環境溫度(T)之間的對應關系
權利要求
一種建立日光溫室長季節栽培番茄植株葉片數模型用于控制番茄長勢的方法，其特征是A、固定樣本，在溫室田間確定一定數量的植株，進行定植，即把番茄秧苗栽到溫室中并進行標記；B、采集數據，自定植當天起開始第一次對3～5株樣本植株上著生的葉片數、穗數進行觀測記錄，長度達到或超過2cm的葉片均要記錄，以后每間隔7～10天進行樣本植株的觀測記錄，直至自下向上第十穗果成熟或番茄植株死亡為止；C、進行節點最大出現速率的計算，首先進行第n 1次觀測到第n次觀測期間的節點出現速率的計算①先計算第n次觀測的植株節點數減去第n 2次觀測的植株節點數所得的差值，用該差值除以第n次觀測到第n 2次觀測的間隔天數，所得的比值稱為速率n～n 2；②再計算第n+1次觀測的植株節點數減去第n 1次觀測的植株節點數所得的差值，用該差值除以第n+1次觀測到第n 1次觀測的間隔天數，所得的比值稱為速率n+1～n 1；③則速率n～n 2與速率n+1～n 1的平均值即為第n 1次觀測到第n次觀測期的節點出現速率；將各個觀測時期的新節點出現速率比較，從中選出最大的值即為節點最大出現速率Initrat；D、建立葉片衰老與環境溫度間對應關系，根據試驗中活體植株觀測結果，在自下而上第8穗果出現后，第一穗果下部葉片開始衰老或因果實采收而被摘掉；葉片衰老的速率與溫室內日平均氣溫及葉片所處的年齡級有關當葉片所處年齡級小于8時，葉片不衰老，當葉片所處年齡級達到或超過8時，葉片的衰老速度與最下部葉片的衰老程度及溫室的日平均氣溫有關；葉片的衰老速率(PL(T，i，ageclass))與環境溫度(T)之間的對應關系式中PL(T，i，ageclass)——葉片的衰老速率；T——環境溫度i——年齡級；ageclass——植株當前總的年齡級數；PL——最下部葉片每天衰老的數量片·株 1·天 1，取值為0.068；F、建立番茄葉片形成模擬模型，即確定每個年齡級葉片數的凈變化率①、確定第1個年齡級的葉片個數凈變化速率由這一年齡級葉片的出現速率減去進入葉片下一個年齡級的速率得出 <mrow><mfrac> <mrow><msub> <mi>dN</mi> <mi>L</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mi>dt</mi></mfrac><mo>=</mo><mi>INIT</mi><mo>/</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>TPL</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><mi>DENS</mi><mo>-</mo><msub> <mi>r</mi> <mi>L</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>T</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><msub> <mi>N</mi> <mi>s</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中——第1個年齡級的葉片個數凈變化速率；NL(1)——為第1年齡級的每平方米葉片數；NS(1)——為第1年齡級的每平方米莖節數；rL(T)——在CO2濃度為350ppm時溫度為T度時的葉片最大發育速率(1/d)；INIT是受每天的溫度和CO2濃度影響而模擬出的每株結點出現速率；INIT＝INITRAT×Fn(T)式中INITRAT——節點最大出現速率；②確定每個年齡級葉片數的凈變化率 <mrow><mfrac> <mrow><msub> <mi>dN</mi> <mi>L</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mi>dt</mi></mfrac><mo>=</mo><msub> <mi>r</mi> <mi>L</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>T</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><msub> <mi>N</mi> <mi>L</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub> <mi>r</mi> <mi>L</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>T</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><msub> <mi>N</mi> <mi>L</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub> <mi>P</mi> <mi>L</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>T</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>ageclass</mi> <mo>)</mo></mrow><mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>></mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中dNL(i)/dtPL(T，i，ageclass)——葉片衰老函數，與溫室內日平均氣溫、所處的年齡級有關；NL(i 1)，NL(i)——分別為處于第i 1、第i年齡級的葉片數；它符號的意義同上；E、根據模擬的葉片數，進行打老葉管理，即根據給定一個確定的定植日期后，根據番茄秧苗定植的密度，溫室每天的日平均氣溫就能按在計算機上模擬出定植后任意一天的番茄植株上的葉片數，在實際生產中根據不同時期模擬出的葉片數對番茄進行日常打老葉管理，即對植株上所承擔的葉片數大于模擬的葉片數時，及時打掉最下面的老葉，增加日光溫室栽培番茄群體的通風透光性能、減少這些衰老葉片對光合物質的消耗；如果實際生產中番茄植株葉片數小于模擬結果時，啟動環境調控裝置使溫室增溫，加快番茄的生長發育進程。FSA00000209888400011.tif,FSA00000209888400022.tif
全文摘要
本發明提供一種建立日光溫室長季節栽培番茄植株葉片數模型用于控制番茄長勢的方法，其技術方案包括固定樣本、采集數據，建立番茄葉片形成模擬模型，根據模擬模型進行控制長勢管理。本發明確定了番茄葉片衰老與溫室環境的對應關系，優化了環境設備對溫室環境如溫度、濕度的調控，從而使日光溫室內的番茄能在一個比較適宜的環境中生長發育，實現高產優質栽培的目的。
文檔編號G06F19/00GK101950321SQ20101024028
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月30日 優先權日2010年7月30日
發明者李天來, 羅新蘭 申請人:沈陽農業大學