农业模型与作物模型简介.pptx

农业模型简介作物模型简介作物科学

农业模型简介◆模型概念◆模型分类◆模型应用案例

农业模型，亦称农业系统模型、农业计算机模拟模型等，它是为研究农业问题的定量规律所建立数学模型的总称。具体而言，它是以农业系统要素为研究对象，根据农业系统学与农业科学原理，对农业系统要素内及要素间关系的定量化表达。农业模型概念

农业模型概念农业系统要素农业生物要素?动物?微生物?植物农业环境要素?土壤?气候或气象农业技术要素?生物技术?生态技术?信息技术?产后技术农业经济要素?资本?生产资料?劳动力?能源

农业模型分类依据研究对象农业生物模型农业环境模型农业技术模型农业经济模型包括农业植物模型（大田作物、设施作物等）、农业动物模型（畜、禽及水产等）和农业微生物模型（细菌、真菌、线虫及病毒等）等。包括农业气候或气象模型（温、光、湿、CO2及其他温室气体等）、农业土壤模型（土壤物理、化学及生物等性状）等。包括农业生物技术模型、农业生态技术模型、农业信息技术模型和农业产后技术模型等。包括农业经济计量模型、农业市场模型和农业管理模型等。

农业模型分类依据建模方法与本身性质经验性模型机理性模型半机理性模型

农业模型分类经验性模型经验性模型主要采用统计学方法建立，着重建立输入和输出变量之间的相互关系,而引起变化的机理较少或根本不予反映（或称黑箱，即把所有变量放在一起考虑),偏重于应用。例如：作物产量与某种肥料施用量间的一元二次通用模型：Y=a+bX+cX2其中Y为某一种作物产量,X为某一种肥料施用量,a、b、c为系数。X在某一用量下时,对应Y就有一个产量结果。需要通过田间试验,计算出某一气候条件下、某一地区的a、b、c系数。系数确定后,可以描述Y与X的关系,但无法模拟Y随X在生长期的变化过程。同时也未考虑环境条件变化对系数的影响。

农业模型分类机理性模型机理性模型即动态系统模拟模型，具有描述系统状态变化过程的功能，可响应气象和管理措施等外部变量。这类模型具有解释性，着重解释输入输出变量间的过程机理,以实现对系统过程的理论假设进行定量化描述，该类模型都把时间作为变量,以天或者小时为步长,因而具有动态性。半机理性模型半机理性模型介于经验性和机理性模型之间。

农业模型应用案例大田作物管理2015年以来，江苏省农业科学院农业模型团队将自主创建的水稻/油菜生长模型及其决策系统R/OCSODS与农业物联网、大数据等技术结合，开展了稻、油生产智慧化及主要灾害预警关键技术应用。“2015-2018年，该模型在江苏省南通、南京、泰州及盐城，湖北、四川、安徽、江西等地累计应用推广7101.8平方公里，新增纯收益96268.54万元，累计总经济效益15.92亿元。”图油菜生产智慧化及主要灾害预警关键技术应用框架

农业模型应用案例大棚作物管理2016年以来，江苏省农业科学院农业模型团队将自主创建的设施番茄生长模型及其决策系统（TCSODS）与自主研制的物联网检测采集终端iDCT-4、大数据等技术结合，开展了设施番茄生产智慧化关键技术示范。2018年8月至2019年1月在扬州市江都区吴桥镇蔬菜园区设施番茄栽培测试应用，结果表明，与相同条件下无精确栽培对照相比，大棚作物生长环境传感器监测与栽培优化决策方案可使番茄增产5.9％，水、肥、药、种等总利用率提高6.5％，总生产成本降低10.3％。图油菜生产智慧化及主要灾害预警关键技术应用框架

作物模型简介◆概念◆研究发展◆作用◆构建方法◆几种典型的作物生长模型

作物模型，即作物生长模拟模型（或称作物生长模型），是从系统科学的角度，基于作物生理过程机制，将气候、土壤、作物品种和管理措施等对作物生长的影响因素作为一个整体系统的数值模拟系统。能够以特定时间步长对作物在单点尺度上生长发育的生物学参数以及作物产量进行动态模拟，定量化研究环境因子以及田间管理措施对作物生长发育的影响。总的来说就是：以作物生理和生态过程为基础，对作物的生长发育和生物量、产量的形成过程及其环境影响因子进行动态模拟的一系列数学公式的综合表达，借助于计算机编程手段实现这种模拟过程。基础：物质平衡和能量守恒原理，以农田的光、温、水、肥等条件因子为驱动，模拟作物光合、呼吸、蒸腾等生理过程及其对环境条件的反馈结果。作物模型概念

作物生长模型的研究发展20世纪80年代发展中期20世纪60~70年代发展前期20世纪90年代以后发展后期模型研制阶段单一模型应用研究阶段综合模型应用研究阶段

作物生长模型的研究发展发展前期：模型研制阶段1970年1982年1965年20世纪60年代日本学者Monsi提出第一个详尽的植被光层截获光理论荷兰学者de