【正文】 研究工作成績(jī) 江朝暉 陸麗莉 袁學(xué)貴 江朝暉 程樹青 陸麗莉 黃曉慰陳祎瓊 黃曉慰 檀春節(jié) 檀春節(jié) 焦俊 李紹穩(wěn)已具備的實(shí)驗(yàn)條件，尚缺少的實(shí)驗(yàn)條件和擬解決的途徑：課題組成員大多是安徽省農(nóng)業(yè)信息學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)與控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的骨干力量。具體詳見本申請(qǐng)書研究基礎(chǔ)部分。擬采用Marr小波和Morlet小波。（2） 番茄各生長(zhǎng)指標(biāo)與主要環(huán)境因子間的時(shí)間尺度規(guī)律分析針對(duì)番茄不同生長(zhǎng)期的各生長(zhǎng)指標(biāo)組成的時(shí)間序列及相應(yīng)的環(huán)境因子序列，采用小波分析、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解等現(xiàn)代信號(hào)處理方法研究其時(shí)間尺度周期和相應(yīng)的時(shí)間尺度分量；采用偏相關(guān)、集對(duì)分析等方法研究各作物生長(zhǎng)指標(biāo)和主要環(huán)境因子間的相關(guān)度和聯(lián)系度。Tomgro番茄模型[10]研究了溫室內(nèi)主要環(huán)境要素如溫度、太陽(yáng)輻射、CO2等與番茄生長(zhǎng)發(fā)育的定量關(guān)系, 采用葉片數(shù)、莖、果、葉面積、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)重等狀態(tài)變量描述整個(gè)模型；Hortisim 系統(tǒng)[11]借鑒、引入了許多有關(guān)番茄、黃瓜、甜椒等模型和研究成果, 并通過(guò)結(jié)合環(huán)境控制、栽培管理、決策支持等方面的研究現(xiàn)狀, 實(shí)現(xiàn)對(duì)番茄、黃瓜、甜椒等多種園藝作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程的模擬?；诮?jīng)濟(jì)最優(yōu)的溫室環(huán)境控制策略是較理想和實(shí)用的控制方法。要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)出、高效益，通常是通過(guò)反季節(jié)培育、提前上市、生產(chǎn)名貴蔬菜和花卉等途徑，依靠高技術(shù)和先進(jìn)的環(huán)境調(diào)控技術(shù)，使作物獲得最優(yōu)的光、溫、水、氣、肥等生長(zhǎng)環(huán)境條件。由于在長(zhǎng)期生長(zhǎng)過(guò)程中的積累效應(yīng)，作物生長(zhǎng)狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)的耦合不同步，即時(shí)間尺度不一致，且具有非線性強(qiáng)、時(shí)變、滯后性強(qiáng)和干擾大的特點(diǎn)[3, 6]。研究目標(biāo)：建立PC板溫室中番茄不同生長(zhǎng)期的光合作用、葉、徑、果實(shí)、蒸騰等生長(zhǎng)狀態(tài)和光照、空氣溫度/濕度、土壤溫度/水分、CO2濃度等環(huán)境因子的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)字化感知系統(tǒng)，為設(shè)施農(nóng)業(yè)相關(guān)研究提供原始數(shù)據(jù)庫(kù)；獲得番茄各生長(zhǎng)指標(biāo)序列與主要環(huán)境因子變化之間的時(shí)間尺度關(guān)系規(guī)律，建立番茄生長(zhǎng)狀態(tài)與溫室環(huán)境的時(shí)間尺度耦合模型，為溫室作物生長(zhǎng)建模和溫室環(huán)境最優(yōu)控制提供理論依據(jù)。（2） 番茄各生長(zhǎng)指標(biāo)序列、環(huán)境因子序列的時(shí)間尺度分解由于作物生長(zhǎng)狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)的聯(lián)系具有非線性強(qiáng)、時(shí)變、滯后性強(qiáng)、耦合性強(qiáng)和干擾大的特點(diǎn)，因此需要采用先進(jìn)的信號(hào)處理方法。這些信號(hào)處理、統(tǒng)計(jì)分析理論和方法已成功應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)研究中。三、研究基礎(chǔ)與本項(xiàng)目有關(guān)的研究工作積累和已取得的研究工作成績(jī)（產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目還要填寫試用單位意見、是否通過(guò)技術(shù)檢測(cè)、鑒定，項(xiàng)目曾經(jīng)獲得的其它計(jì)劃支持情況。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)萃園是合肥高新技術(shù)農(nóng)業(yè)園，是校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)科研示范基地。（3）分析處理方法創(chuàng)新——針對(duì)有較強(qiáng)的不確定性、非線性、時(shí)變性和干擾的系統(tǒng)間耦合關(guān)系，綜合運(yùn)用小波分析、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解、集對(duì)分析、多元統(tǒng)計(jì)和回歸等有效的現(xiàn)代信號(hào)處理和統(tǒng)計(jì)分析方法，獲得較深入的定量結(jié)論。通過(guò)小波分析和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，可以從各時(shí)間序列中得到多種波動(dòng)周期和相應(yīng)的波動(dòng)分量。擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：（1） 番茄各生長(zhǎng)指標(biāo)和環(huán)境因子序列的時(shí)間尺度分解和變化規(guī)律獲取。但是，從環(huán)境調(diào)控的角度看，作物生理生態(tài)研究與環(huán)境調(diào)控技術(shù)研究仍缺乏有機(jī)聯(lián)系。其核心是將作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)和環(huán)境因子控制統(tǒng)一為一個(gè)系統(tǒng)加以研究，根據(jù)被控對(duì)象不同生長(zhǎng)階段對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求，進(jìn)行光、溫、水、氣、肥環(huán)境因子協(xié)調(diào)控制[2, 3]，尋找最佳的環(huán)境控制管理技術(shù)，提高溫室農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。荷蘭、美國(guó)、英國(guó)、以色列、日本等國(guó)家的溫室產(chǎn)業(yè)非常發(fā)達(dá)，中國(guó)從1970年代末開始，經(jīng)過(guò)30年的研究和發(fā)展，目前已成為世界上溫室絕對(duì)面積最大的國(guó)家。作物生長(zhǎng)狀態(tài)和環(huán)境因子的耦合關(guān)系是實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境高效控制的基礎(chǔ)。主要參考文獻(xiàn)[1] Von Eisner B, Briassoulis D, Waaijenberd D, et al. Review of structural and functional characteristics of greenhouses in European Union countries, Part I: design requirements, Part Ⅱ: typical design. J. agri. Engng Res. (2000)75, 116 and 111126. [2] 毛罕平. 設(shè)施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展. 農(nóng)業(yè)裝備技術(shù), 2007, 33(5): 49.[3] 毛罕平. 設(shè)施園藝環(huán)境控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì). 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)2008年學(xué)