基于D-S证据理论的农作物气候品质预测方法研究:以晚熟杂交柑橘春见为例

【目的】基于多源气象数据构建果实品质(糖含量等级)预测模型,为科学评价果实气候品质及深入挖掘农产品气候资源提供科学依据。【方法】以晚熟柑橘春见果实为研究对象,利用多源数据融合技术、人工神经网络(BP神经网络、RBF神经网络和Elman神经网络)和D-S证据理论,包括气象数据质量控制、特征选取、特征级融合、决策级融合4个步骤,构建基于多源气象数据的果实品质(糖含量等级)预测模型。【结果】春见果实品质预测模型采用BP神经网络预测结果总体准确率为87.50%,平均绝对误差(MAE)为0.150,均方根误差(RMSE)为0.447;RBF神经网络预测结果总体准确率为85.00%,MAE为0.175,RMSE为0.474;Elman神经网络预测结果总体准确率为87.50%,MAE为0.150,RMSE为0.447;D-S证据理论决策融合总体预测准确率达95.20%,分别较BP神经网络、RBF神经网络和Elman神经网络提升7.7百分点、10.2百分点和7.7百分点,MAE和RMSE分别为0.040和0.214,均明显降低。【结论】D-S证据理论决策融合后的果实品质预测准确率相比单一神经网络预测更高、误差更小。

种植模式和留瓜节位对大棚厚皮甜瓜光合特性及产量品质的影响

以厚皮甜瓜‘西州蜜25号’为试验材料,于临沂设施农业气象试验基地温室大棚内开展双因素裂区试验,设置2种种植模式(垄上单行D1和垄上双行D2)和3种留瓜节位(11-12节位R1、13-14节位R2和15-16节位R3)共6个处理,测定植株叶面积、光合参数、产量构成因素及果实品质,探究不同种植模式和留瓜节位对大棚厚皮甜瓜光合特性、产量及品质的影响。结果表明:(1)垄上单行种植模式光合效率高于双行种植模式,单行种植模式下甜瓜果实果径、单果重和可溶性糖含量较双行种植模式分别显著增加2.4%、11.1%和9.5%(P<0.05)。留瓜节位高低对植株营养生长和生殖生长调节作用明显,R2处理植株光合特性、果长、果径及单果重均表现最佳,单果重分别较R1、R3处理增加9.41%和14.73%(P<0.05)。留瓜节位对甜瓜果实品质影响极显著(P<0.01),R1处理下可溶性糖含量最高,R2处理糖酸比最大,R3处理VC和可滴定酸含量最高。(2)种植模式和留瓜节位交互作用对厚皮甜瓜叶面积、SPAD及Pn、Ci、Gs、Tr影响显著(P<0.05),至成熟前D1R2处理叶片SPAD以及Pn、Gs、Tr值最大。交互作用对果长的影响显著(P<0.05),对果径、果形指数和单果重影响极显著(P<0.01),其中D1R1处理果径最大,D1R3处理果型指数最高;D1R2处理果长和单果重最大,平均单果重较其他处理最大增重达28.7%。交互作用对VC含量影响显著(P<0.05),对可滴定酸、可溶性糖含量和糖酸比影响极显著(P<0.01),其中D2R3处理VC含量最高,D1R3处理可滴定酸含量最高,D1R1处理可溶性糖含量最高,D1R2处理糖酸比最大。(3)在种植密度和功能叶数量(22500株·hm^(-2),25节打顶)相同情况下,垄上单行种植和13-14节位留瓜互作模式(D1R2处理)厚皮甜瓜产量、风味口感和VC含量评价指标得分最高,商品价值最佳,推荐该种植模式在北方早春大棚厚皮甜瓜立架栽培中应用推广。

用逐步趋近法确定南阳秋季丹桂开花低温预报指标

采摘、观赏桂花需要进行开花始期预报,基于2016-2022年南阳市丹桂开花全过程多批次的开花始期记录,依次统计每年第一批次开花前,以及上一批次开花结束至下一批次开花期间的日最高气温、日平均气温和日最低气温的最小值,从中挑出各自最大值作为各气温表达形式的低温日指标,根据低温日指标统计低温过程,将间隔时间较短的不连续的低温过程合并为一个低温过程,并与连续低温过程统一为合并低温过程进行分析,统计合并低温过程开始日和期间负有效积温,分析南阳丹桂开花始期与合并低温过程开始日的关系、开花批次属性与合并低温过程期间负有效积温的关系,用相关系数和一元线性回归法对预测结果进行检验。结果表明:(1)逐步趋近法确定南阳丹桂开花前低温指标以日最高气温效果最好,优于采用日平均气温和日最低气温的结果;(2)丹桂开花前低温日指标为日最高气温<22.3℃;(3)丹桂开花前低温过程指标为,日最高气温<22.3℃自然低温过程间隔日数≤1d的合并低温过程,第1个日最高气温<22.3℃合并低温过程期间负有效积温>3.4℃·d时丹桂开花一次完成,≤3.4℃·d则丹桂开花不能一次完成,当再次出现日最高气温<22.3℃后丹桂还将开花,直至日最高气温<22.3℃合并低温过程期间负有效积温>3.4℃·d丹桂才完成本开花季最后一次开花;(4)丹桂开花始期与低温过程的关系为,日最高气温<22.3℃合并低温过程次序与丹桂开花批序一一对应,合并低温过程开始日后4~13d为丹桂开花始期,每一个日最高气温<22.3℃合并低温过程开始日(X)与丹桂开花始期(Y)的一元回归方程为Y=1.1255X+1.4683,二者呈极显著直线正相关关系。

基于不同驱动因子的番茄生长模型比较

利用2018—2023年在山东省临沂、济南和济宁开展的日光温室试验测定数据,基于环境因素与番茄的不同生长指标,分别以辐热积、有效积温和适宜度指数为自变量,以番茄不同生长指标为因变量构建Logistic生长模型,并利用独立数据对模型进行验证,比较3种模型对番茄不同生长指标模拟的准确性和优缺点,得到番茄不同发育期的最优模型。结果表明:温室番茄开花期对光照不敏感,此时选择积温法建立Logistic模型,对开花数的模拟程度最优;影响番茄坐果数的主要气象因子为光照、温度和湿度,适宜度法建立的Logistic模型精确度最高;番茄果茎生长主要与光合有效辐射和温度有关,辐热积法建立的Logistic模型精确度最高。

花期低温对草莓叶片光合及气孔特性的影响

以四季草莓品种‘赛娃’(Fragaria ananassa cv.Selva)为试材,于2022年在南京信息工程大学Venlo型温室及人工气候室内设计环境控制试验。试验设置昼温/夜温15℃/5℃(T1)、20℃/10℃(T2)两个低温水平,低温持续天数设置3d、6d和9d,以25℃/15℃温室环境下生长的植株为对照(CK),系统测定叶片光合参数和气孔指标。结果表明:(1)花期低温明显抑制草莓植株叶片的光合能力,随着胁迫程度的加强,草莓花期叶片的最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈降低趋势;光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)、胞间CO_(2)浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)和水分利用效率(WUE)均呈升高趋势,引起光合速率降低的主要原因是气孔限制。(2)低温使得草莓花期叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量(a+b)及类胡萝卜素含量降低,随低温胁迫时间增加,光合色素含量略微回升,但仍显著低于CK。(3)低温胁迫对叶片气孔特性的影响尤为显著,气孔长度、气孔宽度、气孔开度、气孔周长、气孔面积和气孔开张比均随温度降低及胁迫时间增加显著减小,气孔密度有减小趋势但差异不显著。试验结果显示花期低温可降低草莓花期叶片气孔尺寸和叶绿素含量,抑制叶片光合能力。

优质蓝莓栽培的气象条件探究

蓝莓作为一种高附加值的果品,其种植与气候条件密切相关,优质的气候条件有助于提高蓝莓产量和品质。探究长白山地区气候条件对蓝莓栽培的影响,分析不同气候要素对蓝莓生长发育的影响,以及如何合理利用气候条件进行蓝莓栽培管理,为蓝莓种植提供参考依据。

基于AHP法的黄金百香果气候品质评估

为摸清福建省武平县黄金百香果(Passiflora edulis Sims)的气候品质特征,利用武平县2012—2021年气象观测资料,采用查阅文献和专家经验法明确影响黄金百香果品质的气象关键期和关键因子,构建品质气候适宜度指标和气象灾害指标,基于层次分析法确定各指标权重,通过加权集成法建立黄金百香果气候品质评估模型,得出气候品质评估指数,划分气候品质等级并开展评估,最后将黄金百香果气候品质指数与果实实际品质进行对比验证。结果表明,影响武平县黄金百香果品质的主要气象因子是采摘前30 d的平均最高气温和平均日温差、采前60 d的日照时数和平均相对湿度,主要气象灾害是干旱和高温。从武平县3个不同采摘阶段的黄金百香果气候品质指数来看,9月上旬各乡镇采摘的黄金百香果气候品质指数均在2.0以上,产出的百香果品质最高,7月下旬至8月上旬和10月下旬至11月上旬采摘的品质次之。不同年份黄金百香果的平均气候品质指数为2.1~2.7,其中2014年最高。近10年武平县黄金百香果优和特优等级比例高达94.4%,其中特优等级比例达35.2%,尤以象洞镇表现最好。

农业气象条件对常宁市烟叶种植的影响及其对策探讨

烟叶作为重要的经济作物,其产量和品质对农民收入和地方经济发展至关重要。气象条件是影响烟叶生长的关键因素之一,合理评估和利用气象资源,对提高烟叶产量、改善品质具有重要意义。为给湖南省常宁市烟叶种植提供理论支撑和决策参考,促进常宁市烟叶产业高质量可持续发展,以常宁市为研究对象,分析了气温、降水、日照和气象灾害等对烟叶不同生育期的影响。并在此基础上,提出了完善农业基础设施、优化栽培模式与时间安排、培育适应性强的烟叶品种、实施人工增雨和防雹作业、加强气象监测预警服务及加强农业保险保障等对策。

土耳其:气候变化将影响葡萄产业

土耳其最近的一项研究指出了气候变化对土耳其葡萄种植的影响。葡萄对气候变化较敏感,不利气候将影响葡萄产量及品质。研究预测,近年来的气温上升和降雨量减少等将对土耳其未来30年葡萄生产的适宜性产生严重影响,土耳其主要的葡萄产区马尼萨和德尼兹利省的苏丹娜葡萄产量将下降。

牡丹生长适宜性气象指标研究

利用2017—2023年在洛阳市牡丹研究院观测的13个牡丹品种物候数据,结合气象资料,分析了牡丹不同生长发育阶段的适宜性气象指标。结果表明:洛阳牡丹自2月上旬萌动,4月上旬进入初花期,平均发育天数在54 d左右,其中平桃期的持续时间最长,平均为12 d;牡丹花蕾露出期、翘蕾期、立蕾期、小风铃期、大风铃期、圆桃期、平桃期、破绽期、初花期对应的日平均气温分别为4.9、5.9、8.2、8.5、11.0、12.5、13.7、15.9、16.9℃,≥3.6℃活动积温分别为33.1、28.6、43.4、50.1、53.9、53.6、175.8、61.7、42.3℃·d;牡丹自鳞片开裂至初花期的平均日照时数为312.8 h,降水量在22.5 mm左右;洛阳牡丹初花期与春季不同时段的日平均气温成负相关关系,与日照时数、降水量关系不显著,说明春季气温是影响牡丹开花的重要气象要素。

莱阳梨种植气候条件适宜性及主要气象灾害分析

本研究利用1994—2022年莱阳站气候观测资料,分析了莱阳梨各生育期气温、降水、光照等气候条件及对莱阳梨生产的影响,并对影响莱阳梨生长发育的主要气象灾害及发生规律进行了分析,以期为莱阳梨科学生产和防灾减灾提供参考依据。结果表明,莱阳市气温、降水、空气相对湿度和光照等气候条件均能满足莱阳梨各生育期生长发育的需求,莱阳梨生产中主要的气象灾害有萌芽至开花期霜冻、花期和采收期大风、膨大期暴雨涝害和冰雹。

气候变化对蔬菜质量的影响及其机制

近年来,全球气候变化愈发显著,导致极端天气事件频发,如干旱、洪涝、高温等。这些气候变化给农业产业带来了巨大挑战,特别是对蔬菜生产造成了直接影响。蔬菜作为人类营养的重要来源之一,其质量受到人们的广泛关注。综合现有研究成果,对气候变化对蔬菜质量的影响进行深入探讨,以期为蔬菜生产和人类饮食健康提供科学依据。

阎良区甜瓜种植气候条件分析及优质高产技术

结合阎良区甜瓜产业发展现状及甜瓜生物学特性,分析了阎良区温度、降水量和日照时数资料,得出了阎良区气候条件比较适宜甜瓜种植,探讨了气象灾害对甜瓜种植的影响,提出了甜瓜优质高产对策,以供参考。

伊犁地区酿酒葡萄农业气候特征分析

利用新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州酿酒葡萄可种植区10个气象站点逐日气象和酿酒葡萄生育期数据,通过M-K检验、趋势检验等统计方法,结合ArcGIS空间表达,分析了1961-2020年研究区酿酒葡萄气候资源和农业气象灾害的时空变化特征,为高效合理利用当地积雪资源,缓解干旱及冻害,优化酿酒葡萄越冬方式,选择成本较低的积雪覆盖方式提供科学依据。结果表明:(1)1961-2020年伊犁地区除昭苏及尼勒克部分区域外光热资源丰富,年均降水量空间分布不均且低于455mm,全区年均降水量以5.1mm·10a-1趋势增加,总体满足酿酒葡萄生长发育需求;全区酿酒葡萄越冬期(11月-翌年3月)降雪每10a增加7.4mm,且被0-10cm积雪覆盖的概率大于90%;(2)1961-2020年全区越冬期冻害频次、强度均有所下降,潜在生长季(4-10月)中7月和9月旱情较严重。

基于微气候适宜度指数构建番茄生长速率模拟模型

设施微气候是番茄生长的重要影响因素,具有参数复杂、变化快的特点。为了科学掌握微气候特征,探明微气候适宜度指数与番茄生长速率的关系,本研究于2021年以番茄为试材,开展春、秋茬实验,对设施内微气候包括气温、相对湿度、太阳辐射、CO_(2)浓度和饱和蒸汽压差(Vapor pressure deficit,VPD)进行监测,每7d进行一次番茄形态指标和生长速率测定。运用因子分析法提出设施微气候适宜度指数计算方法,利用多元线性回归方法构建基于微气候适宜度指数的番茄生长速率模拟模型,对秋茬番茄生长速率进行模拟验证。结果表明:基于计算方法辨别微气候适宜度与基于人工经验判断相符率为75%,微气候适宜度与番茄鲜重(r=0.690)、干重(r=0.623)、株高(r=0.748)的增长量相关性均达到显著水平(P<0.05)。秋茬番茄生长速率模拟结果中,生长速率模拟的拟合度和精度较好,苗期相对生长速率模拟值与实测值R^(2)=0.875,RMSE=0.048d^(-1),开花坐果期绝对生长速率模拟值与实测值R^(2)=0.785,RMSE=0.877g·d^(-1)。综上所述,本研究为设施微气候定量分析提供了一种新的方法,比温度判断更为全面,同时也为番茄生长速率模型构建提供了新思路。

气候变暖背景下西藏中南部苹果物候期变化及其气候影响因子分析

利用2001-2020年西藏泽当农业气象站苹果物候期和逐日平均气温(T_(m))、最高气温(T_(max))、最低气温(T_(min))、气温日较差(DTR)、相对湿度(RH)、降水量(P_(r))、日照时数(S)和≥0℃积温(∑T_(0))等资料,采用线性回归、Pearson相关系数和逐步回归等方法,分析近20a西藏中南部苹果物候期及生长期长度的变化趋势,以及影响的主导气候因子,以期揭示西藏高原苹果物候期变化特征及其对气候变暖的响应。结果表明:2001-2020年西藏中南部苹果除可采成熟期以1.28d·a^(-1)的速率呈提前趋势外,其它物候期平均每年推迟2.83~7.64d;果实生长发育期长度、花期长度平均每年分别缩短8.92d和5.98d,而果树全生育期长度略有延长,速率为0.65d·a^(-1)。各物候期T_(max)趋于升高,T_(min)呈降低趋势,DTR显著增大;多数物候期RH、S呈显著减少趋势;Pr在可采成熟期前以增加为主,之后趋于减少。春季物候期主要受温度影响,而秋季物候期主要受降水影响。影响物候期长度的主导气候因子,可采成熟期-叶变色末期和果树全生育期长度为T_(m),叶变色末期-落叶末期为S,其它物候期长度均为∑T_(0)。研究区3月上旬T_(m)每升高1℃,苹果开花始期提前2.32d;10月下旬Pr每增加10mm,苹果落叶末期提前8.55d。

金乡县大蒜种植气候适宜性分析及优质高产策略

本文主要结合金乡县大蒜生长特性以及2012-2022年气象要素资料,探究金乡县大蒜种植气候适宜性,得出金乡县降水、光照和温度气候条件均非常适宜种植大蒜的结论,同时也指出了气象灾害对大蒜种植的危害,最后梳理了几点优质高产策略,以供大蒜种植户参考。

阳谷县苹果种植气候适宜度指数特征分析

基于鲁丽苹果农业气象指标集,构建气温、日照、降水和综合气候适宜度模型,研究山东省聊城市阳谷县各要素和综合气候适宜度在不同时间尺度下的特征。研究结果表明:鲁丽苹果开花期气温适宜度为上升趋势,果实膨大期降水适宜度出现下降趋势,芽开放至展叶期日照适宜度为上升趋势;在全生育期中相关性较高的分别为花芽萌动期气温适宜度、芽开放至展叶期降水和日照适宜度;降水和日照适宜度随鲁丽苹果发育期进程整体呈上升趋势;2021年,“阳谷县”鲁丽苹果种植综合气候适宜度较2022年略偏高,与鲁丽苹果主要品质指标检测结论一致。

独山县辣椒种植气候适宜性分析与气象服务建议

利用贵州省独山县1991—2020年气候观测资料,分析了独山县辣椒生长期的气候条件,认为独山县光热水等气候资源适宜辣椒生长发育;同时分析干旱、暴雨冰雹等不利气象灾害对辣椒生长的影响,提出气象灾害防御对策。

辽宁省蓝莓主要种植县气象条件分析

利用1991~2020年地面气象观测数据和蓝莓物候观测资料,对辽宁省蓝莓种植适宜区气象指标进行对比分析,研究了温度、水分、光照等气象条件对蓝莓生长的影响,分析了各个蓝莓主要种植县的气象条件情况,以期为蓝莓产业发展提供科学参考。