[发明专利]一种建立日光温室长季节栽培番茄植株叶片数模型用于控制番茄长势的方法

说明书

技术领域

本发明属于一种现代农业生产技术领域，特别涉及一种建立日光温室长季节栽培番茄植株叶片数模型用于控制番茄长势的方法。

背景技术

温室是一个集合结构、机电、生物与环境为一体的综合系统。温室环境控制重点在于协调地控制作物生长的微气候，使作物正常地生长与繁殖，并获得高产和优质。而作物对环境的基本要求是所有环境控制系统设计的基础。由于作物对环境条件的反应非常复杂，因此温室内生产的最大效益需借助复合环控装置及控制方法才能得以完全发挥。即所谓的“复合”除了多项环境调节设备的选择之外，还要建立科学的控制方法，其前提是对作物生长状况与生长阶段与环境关系的了解，并确立作物生长发育模型，以此基础来完善和提升环境控制系统。

作物生长发育模型是综合作物生理学、生态学、栽培学、农业气象学、土壤肥料学和计算机等相关学科，通过建立数学模型来描述作物生长发育、器官建成和产量形成等生理生态过程与环境之间的数量关系，并在计算机上实现，来模拟作物生产全过程的系统。它是农业多学科基础性研究的结晶，将农业科学和计算机技术紧密结合，定量而系统地描述作物生长发育及其与农业环境相互作用的关系。

目前国外已经建立了用于温室内环境控制的许多作物的生长模型，其中番茄生长发育模型是研究重点之一。目前我国日光温室的番茄生长发育模型研究尚缺乏系统研究。本发明在北方日光温室番茄长季节栽培方式下，提出了建立番茄生长发育中的重要性状之一-叶片数的生长模型的方法，以此用于日光温室番茄栽培日常生产管理和温室环境调控。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过北方日光温室内栽培番茄试验结果建立番茄叶片数的模拟模型，并以此用于日光温室番茄栽培打老叶日常生产管理中和温室环境调控管理，实现提高番茄产量和品质、增加经济效益的目的。此方法可操作性强，易于普及。

本发明提供的技术方案如下：

1、固定样本，在温室田间确定一定数量的植株，进行定植，即把番茄秧苗栽到温室中并进行标记。

2、采集数据，自定植当天起开始第一次对3～5株样本植株上着生的叶片数、穗数进行观测记录，长度达到或超过2cm的叶片均要记录，以后每间隔7～10天进行样本植株的观测记录，直至自下向上第十穗果成熟或番茄植株死亡为止；

3、进行节点最大出现速率的计算，

首先进行第n-1次观测到第n次观测期间的节点出现速率的计算：①先计算第n次观测的植株节点数减去第n-2次观测的植株节点数所得的差值，用该差值除以第n次观测到第n-2次观测的间隔天数，所得的比值称为速率_n～n-2；②再计算第n+1次观测的植株节点数减去第n-1次观测的植株节点数所得的差值，用该差值除以第n+1次观测到第n-1次观测的间隔天数，所得的比值称为速率_n+1～n-1；③则速率_n～n-2与速率_n+1～n-1的平均值即为第n-1次观测到第n次观测期的节点出现速率。

将各个观测时期的新节点出现速率比较，从中选出最大的值即为节点最大出现速率(Initrate)；

4、建立叶片衰老与环境温度间对应关系

根据试验中活体植株观测结果，在自下而上第8穗果出现后，第一穗果下部叶片开始衰老或因果实采收而被摘掉。叶片衰老的速率与温室内日平均气温及叶片所处的年龄级有关：

当叶片所处年龄级小于8时，叶片不衰老，当叶片所处年龄级达到或超过8时，叶片的衰老速度与最下部叶片的衰老程度及温室的日平均气温有关。因此我们提出这样一个方法来确定叶片的衰老速率(P_L(T，i，ageclass))与环境温度(T)之间的对应关系：

式中：i——年龄级；

ageclass——植株当前总的年龄级数；

PL——最下部叶片每天衰老的数量片·株^-1·天^-1，取值为0.068。

5、建立番茄叶片形成模拟模型，即确定每个年龄级叶片数的净变化率：

①、确定第1个年龄级的叶片个数净变化速率

由这一年龄级叶片的出现速率减去进入叶片下一个年龄级的速率得出：