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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 | 2267 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。

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。


作物的数字模型是解决科学种植和数字化种植的基础,有了数字化的作物生长模型,通过用数字模型深入模拟水分和养分在土壤、作物中的变化,才能了解水肥两者是如何促进作物生长的。构建一个作物数学模型是一个参与者众多,历经几十年才能够完成的工作,WOFOST是由一群来自荷兰荷赫宁根大学开发的众多模型之一,C.T de Wit教授们对此做出了突出贡献,Photosynthesis of leaf canopies (de Wit 1965)。


WOFOST是个机理性模型,它解释了作物基本的发育过程和这些过程如何被环境条件所影响,如光合作用和呼吸作用等等。


这个机理模型需要达到的目标是作物模型与现实作物原型的数据表现要趋向于一致,需要具备以下功能。


为此,模型需要Integrate knowledge on plant growth processes 整合有关植物生长过程的知识内容。


模型需要通过Test hypothesis by mathematical reproduction of experiments in laboratory or  trial fields 实验室或试验场的实验,能够用数学模型复制来检验假设是否正确。


可以通过Explain crop responses under a range of conditions (ecological,  management), covered by experiments 解释实验涵盖的一系列条件(生态、管理)下的作物反应。


可以扩展到Explore crop responses under a range of conditions not yet covered by  experiments 探索实验尚未涵盖的一系列条件下的作物反应。


WOFOST是WOrld FOod STudies的首字母缩写,其目的是具备完全的作物种植系统的模拟模型。因此,该模拟了作物与环境的相互作用,包括天气、土壤和农业管理。WOFOST模型的输出包括模拟的总作物生物量和作物产量,以及叶面积和作物用水量等变量。




作物的生长的过程见上图,其中 WLV 红色曲线部分是作物的叶片生长过程,WST 绿色曲线部分是作物的茎器官发育曲线,WSO 黄色曲线部分是作物的生殖器官发育曲线,TAGP是地上部分总的生物量发展曲线。