[發(fā)明專利]一種拔節(jié)后受凍冬小麥產(chǎn)量損失早期預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111013108.0
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113592201B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武永峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02;G06F18/24
• 代理公司: 北京康盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 李欣芮

本發(fā)明涉及一種拔節(jié)后受凍冬小麥產(chǎn)量損失早期預(yù)測方法，主要步驟為：確定冬小麥拔節(jié)開始日期dsubgt;j/subgt;；在所述冬小麥拔節(jié)開始日期開始觀測麥田逐小時草面溫度Tsubgt;t/subgt;；根據(jù)凍害對冬小麥不同發(fā)育階段的影響構(gòu)建脆弱性系數(shù)VC曲線，所述脆弱性系數(shù)VC隨冬小麥發(fā)育進(jìn)程整體上呈上升趨勢；根據(jù)以往觀測數(shù)據(jù)，預(yù)選凍害溫度閾值Tsubgt;h/subgt;；構(gòu)建綜合霜凍脅迫指數(shù)IFS；通過設(shè)定不同所述溫度閾值Tsubgt;h/subgt;以計算所述IFS指數(shù)，利用所述IFS指數(shù)和受凍冬小麥的減產(chǎn)率進(jìn)行擬合，依據(jù)二者間模型的決定系數(shù)和均方根誤差來確定合適的凍害溫度閾值Tsubgt;h/subgt;。該方法不僅適用于拔節(jié)后受凍冬小麥產(chǎn)量損失的早期預(yù)測目的，而且預(yù)測精度顯著提升，適用性強(qiáng)、推廣應(yīng)用價值高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于小麥產(chǎn)量預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種拔節(jié)后受凍冬小麥產(chǎn)量損失早期預(yù)測方法。

背景技術(shù)

黃淮冬麥區(qū)是中國小麥重要產(chǎn)區(qū)，大部分屬黃淮平原，地勢平坦，春季寒流入侵頻繁，可對拔節(jié)后冬小麥幼穗造成顯著傷害，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量損失。大田小麥遭受晚霜凍害的癥狀通常在凍后5至10天內(nèi)顯現(xiàn)，隨凍害程度加重，葉片枯黃、幼穗萎蔫趨勢愈發(fā)明顯。鑒于冬小麥在凍后仍須較長時間(至少1個多月)才成熟，因而為實施各種補(bǔ)救措施或管理戰(zhàn)略(如糧食宏觀調(diào)控)等提供了契機(jī)，這就要求在短期內(nèi)對冬小麥減產(chǎn)風(fēng)險及空間分布做出早期預(yù)測，這是確保各類措施精準(zhǔn)和高效實施的前提。因此，早期預(yù)測應(yīng)將關(guān)注點放在凍害癥狀顯現(xiàn)之前，這對凍后管理具有重要指導(dǎo)價值。

當(dāng)前，可用于對拔節(jié)后受凍冬小麥產(chǎn)量損失進(jìn)行早期預(yù)測的技術(shù)手段主要是田間調(diào)查、氣象觀測和遙感手段。田間調(diào)查手段通過考察幼穗凍害來評估產(chǎn)量損失，精度較高，但是僅限于田塊內(nèi)的產(chǎn)量損失預(yù)測，針對大范圍空間區(qū)域的產(chǎn)量損失早期預(yù)測而言，該手段耗時且工作量巨大。遙感手段主要依靠逐日時相的地表溫度(LST)或植被指數(shù)(如NDVI)數(shù)據(jù)。由于凍害通常發(fā)生于0至7點之間，與衛(wèi)星在當(dāng)?shù)剡^境時間并不一致，且LST的遙感反演精度受下墊面影響而不確定性較大，因而基于LST數(shù)據(jù)的方法適用性較差。常見遙感方法是依據(jù)凍后植被指數(shù)隨時間變化規(guī)律以構(gòu)建凍害遙感指標(biāo)，進(jìn)而評估冬小麥實際凍害和預(yù)測產(chǎn)量損失。此類方法未從冬小麥冠層光譜響應(yīng)凍害機(jī)制的角度來挖掘敏感的遙感指數(shù)，而是直接將植被指數(shù)作為可響應(yīng)凍害的遙感指數(shù)，由于植被指數(shù)響應(yīng)凍害具有時間滯后性，在凍害癥狀顯現(xiàn)前的敏感性相對較差，會影響其預(yù)測精度。與遙感手段相比，氣象手段評估凍害的時效性更強(qiáng)、數(shù)據(jù)精度和穩(wěn)定性更高，因而在晚霜凍害評估中應(yīng)用廣泛。氣象手段主要依靠氣象觀測臺站記錄的百葉箱溫度數(shù)據(jù)，通過集成低溫強(qiáng)度和其持續(xù)時長，來構(gòu)建霜凍害脅迫指標(biāo)。實際上，除了低溫強(qiáng)度和持續(xù)時長外，冬小麥發(fā)育進(jìn)程是另一個影響凍害的關(guān)鍵因子，但現(xiàn)有指標(biāo)未能將發(fā)育進(jìn)程因子集成進(jìn)來。而且，由于受下墊面環(huán)境等的影響，百葉箱溫度在判定凍害時的穩(wěn)定性相對較差?？梢?，當(dāng)前方法由于指標(biāo)建設(shè)方面的不足，存在著預(yù)測精度較低的問題。為此，本發(fā)明立足于拔節(jié)后凍害影響機(jī)制、以及產(chǎn)量損失機(jī)制等的研究基礎(chǔ)，考慮加入發(fā)育進(jìn)程和草面溫度，全新構(gòu)建對凍害最敏感的指數(shù)，進(jìn)而解決產(chǎn)量損失早期預(yù)測精度較低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種受凍冬小麥產(chǎn)量損失預(yù)測方法，用于解決受凍冬小麥產(chǎn)量損失早期預(yù)測精度較低的技術(shù)問題。

本發(fā)明的實施例內(nèi)容如下：

一種拔節(jié)后受凍冬小麥產(chǎn)量損失早期預(yù)測方法，包括以下步驟：

確定冬小麥拔節(jié)開始日期d_j；在冬小麥拔節(jié)開始日期開始觀測麥田逐小時草面溫度T_t；根據(jù)凍害對冬小麥不同發(fā)育階段的影響構(gòu)建脆弱性系數(shù)VC曲線，脆弱性系數(shù)VC隨冬小麥發(fā)育進(jìn)程整體上呈上升趨勢；根據(jù)以往觀測數(shù)據(jù)，預(yù)選凍害溫度閾值T_h；

構(gòu)建綜合霜凍脅迫指數(shù)IFS：