[發明專利]一種樹脂包膜氮肥施用下冬小麥生長模擬方法及系統有效
| 申請號： | 202110225443.0 | 申請日： | 2021-03-01 |
| 公開（公告）號： | CN112949179B | 公開（公告）日： | 2023-05-12 |
| 發明（設計）人： | 李建政;許世衛;莊家煜;李干瓊;李燈華;王禹 | 申請（專利權）人： | 中國農業科學院農業信息研究所 |
| 主分類號： | G06F30/27 | 分類號： | G06F30/27;G06Q10/04;G06Q50/02;G06F111/10 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 樹脂 包膜 氮肥 施用 冬小麥 生長 模擬 方法 系統 | ||
本發明公開了一種樹脂包膜氮肥施用下冬小麥生長模擬方法及系統。本發明通過設計田間試驗、構建養分釋放模型、結合APSIM機理模型、GLUE算法優化模型參數，來實現樹脂包膜氮肥施用下冬小麥生長的準確模擬，有利于未來冬小麥產量的準確預測。
技術領域
本發明涉及冬小麥生長領域，特別是涉及一種樹脂包膜氮肥施用下冬小麥生長模擬方法及系統。
背景技術
樹脂包膜氮肥可一次性施入農田，在水-熱耦合作用下，養分的釋放能夠與作物氮素吸收基本同步，有利于作物生長和產量的提高，可提高氮肥利用率、降低勞動成本和減少化肥的污染與浪費。
為了準確預測農作物的產量，機理模型得到了廣泛的應用，如APSIM、DSSAT、DNDC等可根據不同的農田管理措施和氣象數據來預測作物的生長。但目前，農作物模型還都無法較好地對樹脂包膜氮肥的養分釋放進行逐日模擬，將影響模型對作物生長以及最終產量的準確估算。
目前養分釋放模型多為室內試驗得到的理論模型，田間作物條件下土壤溫度和水分復雜多變，理論模型難以真正反映田間條件下養分釋放的真實狀態。
發明內容
本發明的目的是提供一種樹脂包膜氮肥施用下冬小麥生長模擬方法及系統，通過設計田間試驗、構建養分釋放模型、結合APSIM機理模型、GLUE算法優化模型參數，來實現樹脂包膜氮肥施用下冬小麥生長的準確模擬，有利于未來冬小麥產量的準確預測。
為實現上述目的，本發明提供了如下方案：
一種樹脂包膜氮肥施用下冬小麥生長模擬方法，包括：
設置三個冬小麥田間試驗，為第一田間試驗、第二田間試驗以及第三田間試驗；
基于所述第一田間試驗構建樹脂包膜氮肥養分釋放模型；
采用GLUE算法對所述樹脂包膜氮肥養分釋放模型的參數進行優化；
通過所述第二田間試驗的試驗數據，采用GLUE算法對APSIM模型中的作物參數和土壤水分溫度參數進行優化；
基于優化后的樹脂包膜氮肥養分釋放模型以及優化后的APSIM模型構建更新后的APSIM模型；
通過所述第三田間試驗的試驗數據，采用GLUE算法對所述更新后的APSIM模型中的養分釋放參數、作物參數和優化后的土壤水分溫度參數進行優化，得到優化后的參數；
基于所述優化后的參數、預設管理數據和氣象數據進行冬小麥產量預測。
可選地，所述樹脂包膜氮肥養分釋放模型的構建如下：
Nt＝N0[1-exp[-kSW，T(t-tlag)]]
其中，Nt為t時間養分釋放率，N0為養分的最大釋放率，t為時間，kSW,T為養分釋放速率常數，SW為土壤體積含水量，T為土壤絕對溫度，tlag為養分釋放滯后期，kB為玻爾茲曼常數K，EB和Eb分別為kSW,T和tlag中的激活能，A、C、a、c皆為樹脂包膜氮肥養分釋放模型的參數。
可選地，所述第二田間試驗的試驗數據包括生物量、產量、開花期、成熟期、土壤溫度和土壤體積含水量。
可選地，所述第三田間試驗的試驗數據包括生物量、產量、開花期、成熟期、土壤溫度和土壤體積含水量。
可選地，所述GLUE算法如下：
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