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作物数字模型构建 — 数字灌溉从理论到实践的基础知识
来源: | 作者:武汉睿农科技有限公司 | 发布时间: 2023-09-01 | 2803 次浏览 | 分享到:
作物的智慧灌溉,也叫数字化灌溉,简称数字灌溉,它是数字农业的重要环节 。在这里将会通过一系列文章介绍分析数字化灌溉在数字农业发挥的作用,讲述作物数字化灌溉基础理论及其应用的基础知识。


出于实用的原因,出现的时间被视为空气温度的一个函数。建立与土壤温度的关系的方法将会更为正确,但由于数据缺乏,这一点模型目前还没有做到。


作物经过连续的物候发育阶段。在WOFOST中,这些阶段以“日”表示,并由两个参数定义。TSUM1参数定义了出苗-开花期的天数,而TSUM2参数定义了开花-成熟期的天数。这些阶段的长度(以天为单位)取决于发育速度。发育速度主要受温度高低的影响、日照时间和温度的控制。在开花前的模型中,所有因素都是活跃的。开花后,只有温度的影响是可能的。


温度是影响发育速度的主要环境因素。较高的温度会增加发育速度,导致生长期缩短。该速率根据曲线关系对温度作出响应。然而,通常已经证明,在广泛的温度范围内,显影速率或多或少随温度线性增加(van Dobben,1962;van Keulen&Seligman,1987)。


在模型中,当用于计算发育速率的温度总和的有效增加取决于日温度时,采用了一种灵活的关系(Summer f ield&Roberts,1987)。AFGEN表中规定了这种关系,允许考虑非线性(下限和上限阈值以及最佳范围)。平均温度是AFGEN表中的独立变量。原产于温带地区的物种(小麦、大麦、马铃薯等)的基本温度为0~3°C,而原产于亚热带和热带的物种(玉米、高粱、甘蔗等)的基础温度为9~14°C(Angus等人,1981年)。在一个物种中,品种的温度要求可能有很大的差异。因此,必须对每个品种或品种组(成熟度等级)的温度总和进行表征。


春化是植物感受到冬季寒冷温度时促进开花的过程。春化过程要求是一种适应性作物特性,有助于防止冬季前开花,并允许在春季有利条件下开花(Choard,1960;Kim,Dong Hwan等人,2009)。作物的“春化要求”是为了诱导开花而暴露于低温的程度。


特别是对于冬季作物,必须考虑日长和春化对物候发育的影响,以避免秋季播种日期的选择对作物的开花和成熟日期产生重大影响。


WOFOST中实施的方法基于Wang和Engel(1998)以及van Bussel等人(2015)的工作。春化是通过假设一种作物需要一定数量的(品种特定)春化天数才能达到春化要求来模拟的。当日平均温度在春化的最佳温度范围内时,春化状态增加一个春化日。当温度超出此范围时,将添加小数天或零。使用描述春化温度响应曲线的AFGEN表(首字母缩写:VERNRTB)描述了该过化率(首字母缩略词:VERNR)。