番茄設(shè)施栽培生長(zhǎng)規(guī)律與氣象因子的關(guān)系探討,園藝學(xué)論文

番茄設(shè)施栽培生長(zhǎng)規(guī)律與氣象因子的關(guān)系探討,園藝學(xué)論文我們國(guó)家設(shè)施園藝發(fā)展于上世紀(jì)90年代，經(jīng)過(guò)近20多年的發(fā)展，我們國(guó)家已成為世界上設(shè)施栽培面積最大最廣泛的國(guó)家.在設(shè)施栽培農(nóng)業(yè)中，有95%以上的以蔬菜作物為主要栽培對(duì)象。番茄設(shè)施栽培技術(shù)在我們國(guó)家北方得到了廣泛應(yīng)用，已成為北方地區(qū)溫室作物中的主要栽培作物之一，并且初步構(gòu)成了全年生產(chǎn)和供給的局面。番茄設(shè)施栽培除了遭到其遺傳以及本身品種差異影響外，還遭到外界氣象因子的影響.本文主要對(duì)番茄設(shè)施栽培生長(zhǎng)規(guī)律與氣象因子之間的關(guān)系進(jìn)行研究分析，并建立了相應(yīng)的番茄生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)氣象模型，對(duì)我們國(guó)家設(shè)施栽培技術(shù)的發(fā)展具有一定的促進(jìn)意義.2試驗(yàn)?zāi)康呐c方式方法2.1試驗(yàn)?zāi)康摹１敬卧囼?yàn)在河南省天和蔬菜種植基地進(jìn)行，旨在研究模擬陰雨天氣經(jīng)過(guò)光照缺乏情況下，日光溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育變化情況，并且提出相應(yīng)的管理措施。2.2試驗(yàn)方式方法。番茄大棚日光溫室采用高4m、長(zhǎng)90m、跨度10m的規(guī)格進(jìn)行搭建，主采光面角度設(shè)置為27.5,方位角為偏西5,在冬季加蓋保溫棉被并通過(guò)電動(dòng)卷簾機(jī)進(jìn)行起放.用黑色的遮光網(wǎng)布，在日光溫室靠近南邊的一端，自東向西排列選4個(gè)小區(qū)進(jìn)行覆蓋.對(duì)照組為每個(gè)小區(qū)的北面附近.在天和蔬菜基地日光溫室內(nèi)，選生長(zhǎng)良好的番茄進(jìn)行遮光處理，共4個(gè)小區(qū)，3月8日遮光處理后，水肥、噴藥等田間管理措施一樣.3月9~15日天天下午4:30觀測(cè)1次.觀測(cè)項(xiàng)目為株高、植株直徑、果枝數(shù)、開(kāi)花數(shù)、幼果數(shù)等.3結(jié)果與分析光照是植物生長(zhǎng)必不可少的氣象因子之一，是作物生長(zhǎng)發(fā)育和物質(zhì)能量代謝的基礎(chǔ)，對(duì)作物能量積累和果實(shí)構(gòu)成具有非常重要的影響。在完全人工光照條件下，不同光質(zhì)對(duì)番茄生長(zhǎng)和產(chǎn)量品質(zhì)會(huì)產(chǎn)生截然不同的影響。在作物生長(zhǎng)經(jīng)過(guò)中，適宜的弱光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有一定的促進(jìn)作用，而強(qiáng)光可促進(jìn)作物繁衍器官的構(gòu)成和發(fā)育.在番茄生長(zhǎng)經(jīng)過(guò)中，補(bǔ)充強(qiáng)光有利于番茄枝芽分化和開(kāi)花結(jié)果，光照缺乏就會(huì)導(dǎo)致其落花落果.光照度影響番茄形態(tài)、葉片大小等，關(guān)系到幼苗的素質(zhì)及產(chǎn)量構(gòu)成。番茄生長(zhǎng)中光照不僅對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育及果實(shí)的構(gòu)成有影響，而且還影響著各種重要器官的構(gòu)成和發(fā)育，下面將此次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析〔表1〕。由表1能夠看出，處理后的植株高度、果枝數(shù)、幼果數(shù)與對(duì)照相比變化不大。而處理后的植株直徑與對(duì)照相比小1.2mm,植株開(kāi)花數(shù)與對(duì)照相比少1.2個(gè)。處理后的植株觀測(cè)到有花脫落的現(xiàn)象，而對(duì)照沒(méi)有。處理后的植株第5天能夠目測(cè)看出，與沒(méi)有遮光的植株相比，其生長(zhǎng)弱小、葉片薄、葉色淡、不強(qiáng)健，開(kāi)花數(shù)量少，并且花朵瘦小有脫落現(xiàn)象.以上分析了番茄生理特性的觀測(cè)事實(shí)，以及與主要因子溫度和輻射的關(guān)系，那么番茄果實(shí)生長(zhǎng)與日光溫室中的相對(duì)濕度、地溫、冠層溫度等要素之間有什么關(guān)系？為此我們進(jìn)行了投影尋蹤〔PPR〕相關(guān)分析，結(jié)果顯示，日照輻射是影響果實(shí)生長(zhǎng)的首要因素，其次是有效積溫，冠層溫度與溫室溫度的影響差異不大，冠層溫度大于氣溫，與地溫相關(guān)系數(shù)較小，與相對(duì)濕度關(guān)系較低.除相對(duì)濕度外，其他溫光因子對(duì)生長(zhǎng)量的影響權(quán)重均在0.6以上。日照輻射權(quán)重大于有效積溫，這與LiePingHP的研究成果一致，因此講明日光溫室生產(chǎn)中光照還是影響產(chǎn)量的首要因素，低溫和寡照是影響番茄生產(chǎn)的兩大重要災(zāi)禍，因而，冬季生產(chǎn)及時(shí)去除薄膜上的塵土，張掛反光幕和改善溫室采光性能是提高番茄產(chǎn)量的重要途徑。4基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的大棚氣象條件預(yù)報(bào)4.1BP基本算法。為了考慮計(jì)算方式方法的實(shí)用性，選用容易獲得并與番茄生長(zhǎng)周期相關(guān)性較好的常規(guī)氣象要素作為預(yù)報(bào)因子，以河南省天和蔬菜番茄蔬菜大棚資料計(jì)算出的番茄生長(zhǎng)狀況預(yù)測(cè)模型，以番茄成熟期作為預(yù)報(bào)對(duì)象.為了知足BP網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)函數(shù)的條件，首先對(duì)學(xué)習(xí)矩陣的訓(xùn)練樣本作標(biāo)準(zhǔn)化處理：Ki=Zis/t-s.華而不實(shí)Ki為前饋網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化輸入數(shù)據(jù)，zi為原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，s為待定系數(shù)。由于所取的Sigmoid節(jié)點(diǎn)函數(shù)是一種可微非遞減函數(shù)，該函數(shù)的值域?yàn)閇0,1],考慮到已獲得觀測(cè)樣有限性，并為了有效提高網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練速度，將學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)矩陣的原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化在0.2~1.3之間，因而待定系數(shù)s,可由下面公式計(jì)算：a-s=0.1〔t-s〕，b-s=0.9〔t-s〕。華而不實(shí)a,b分別為各樣本序列中的最小和最大值。4.2建立BP預(yù)測(cè)模型。在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，包含輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)、隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)、樣本數(shù)、學(xué)習(xí)率、誤差指標(biāo)、訓(xùn)練步長(zhǎng)、最大訓(xùn)練循環(huán)次數(shù)等可調(diào)參數(shù).學(xué)習(xí)速率決定每一次循環(huán)訓(xùn)練中所產(chǎn)生的權(quán)值變化量。大的學(xué)習(xí)率可能導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定，但小的學(xué)習(xí)率將會(huì)導(dǎo)致訓(xùn)練時(shí)間較長(zhǎng)，收斂速度很慢，不過(guò)能保證網(wǎng)絡(luò)的誤差值不跳出誤差外表的低谷而最終趨于最小誤差值。所以在一般情況下，傾向于選取較小的學(xué)習(xí)率以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。學(xué)習(xí)速率的選取值在0.01~0.8之間，主要調(diào)節(jié)收斂速度，在計(jì)算機(jī)速度足夠快的條件下，其對(duì)到達(dá)訓(xùn)練目的無(wú)大的影響。因而，輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)和隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)確實(shí)定是模型的關(guān)鍵。5個(gè)輸入要素構(gòu)成了輸入層，IW{1,1}和b{1}分別為輸入層到隱含層的權(quán)值和閾值；3個(gè)神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了輸出層，tansig〔正切S型傳遞函數(shù)，圖1〕作為其傳遞函數(shù)，LW{2,1}和b{2}是從隱含層到輸出層的權(quán)值和閾值；番茄的生長(zhǎng)大棚氣象因子構(gòu)成了輸出層；輸出層傳遞函數(shù)采用logsig構(gòu)成了番茄生長(zhǎng)周期。學(xué)習(xí)速率lr=0.03,動(dòng)量常數(shù)a=0.8,最大訓(xùn)練步數(shù)epochs=3500,控制誤差goal=0.009,這些是進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練時(shí)采取的常數(shù)，歸一化處理輸入輸出數(shù)據(jù).由式〔1〕得出隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)的范圍為2~12,經(jīng)過(guò)試錯(cuò)法訓(xùn)練比擬選取隱層的節(jié)點(diǎn)數(shù)q為8,最終采用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造為BP〔5,8,1〕。訓(xùn)練誤差隨學(xué)習(xí)次數(shù)的變化曲線如此圖2所示。當(dāng)訓(xùn)練步數(shù)為158步時(shí)，網(wǎng)絡(luò)收斂性好，誤差基本趨向穩(wěn)定，到達(dá)最好訓(xùn)練效果。5結(jié)論與措施日光溫室假如光照缺乏會(huì)嚴(yán)重影響番茄的生長(zhǎng)發(fā)育，以及開(kāi)花與結(jié)果.