Математическая модель роста и развития хлопчатника

• Автор: Садуллоев, Рохатулло Изатуллоевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА

АГРОФИТОЦЕНОЗОВ.

I.I. Моделирование продукционного процесса растений.

1.2. Моделирование минерального питания растений

1.3. Модели агрофитоценозов.

ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ РОСТА И РАЗВИТИЯ ХЛОПЧАТНИКА.

2.1. Концептуальная модель роста и развития хлопчатника

2.2. Основные уравнения модели. Принципы максимальной

первичной продуктивности и максимального роста

репродуктивных органов.
2.3 Блок азотного питания хлопчатника
2.4. Полный вид модели
2.5. Идентификация параметров модели. Верификация
модели.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ РОСТА И РАЗВИТИЯ ХЛОПЧАТНИКА.
3.1. Аналитическое исследование модели. Магистраль
3.2. Имитационные эксперименты на ЭВМ с моделью при
изменении интенсивности ФАР
3.3. Имитационные эксперименты на ЭВМ при изменении
водного режима хлопчатника.
3.4. Имитационные эксперименты на ЭВМ при изменении
концентрации С0 в атмосфере.
3.5. Имитационные эксперименты на ЭВМ при изменении
температуры воздуха.
3.6. Имитационные эксперименты на ЭВМ при изменении количества усвояемого для хлопчатника азота
в почве.
ЗАКЛЮЧЕНИЕНО
ЛИТЕРАТУРА


Проведены два варианта имитационных экспериментов на ЭВМ, в которых исследован рост хлопчатника при различных условиях внешней среды. Проанализирована чувствительность результатов моделирования к вариации параметров модели. В заключении сформулированы основные результаты работы. Построена и исследована математическая модель роста и развития хлопчатника. Построена подмодель круговорота азота в почве, в которой рассматриваются процессы превращения вносимых азотных удобрений и азота гумуса в усвояемую для растения форму, поглощение хлопчатником и вынос азота в процессах вымывания и денитрификации. Учтено влияние азота в усвояемой для растения форме на интенсивность фотосинтеза хлопчатника. В модели для определения функций распределения ассимилятов по органам хлопчатника функции роста применен принцип оптимальности принцип максимальной первичной продуктивности на отрезке времени до появления репродуктивных орагнов и принцип максимального роста репродуктивных органов на отрезке времени после появления репродуктивных органов. С помощью модели получены функции распределения ассимилятов по листьям,стеблю, корням и репродуктивным органам хлопчатника. Доказано, что при постоянных значениях факторов внешней среды и отсутствии опада на отрезке времени до появления репродуктивных орнанов в фазовом пространстве переменных модели хлопчатника 1,2, 33 31, ссг, х3 соответственно биомассы листьев, стебля, корней существует магистраль линия, к которой сходятся фазовые траектории. В результате идентификации и верификации показано, что для биомасс каждого из органов хлопчатника значения,расчитанные на ЭВМ и экспериментальные, различались не более чем на . При этом точность измерения экспериментальных данных также не превышала эту величину. На основе имитационных экспериментов показано, что модель адекватно воспроизводит влияние факторов внешней среды ФАР, температура воздуха, количество С0 в атмосфере, водный режим растения и количество азота в усвояемой для растения формекак на рост отдельных органов хлопчатника, так и на распределение ассимилятов между органами хлопчатника. Имитационные эксперименты показали,что изменение факторов внешней среды в период перед появлением репродуктивных органов наиболее сильно влияет на конечную биомассу растения и репродуктивных органов. В работе принята двойная нумерация формул первая цифра указывает номер главы, вторая номер формулы внутри каждой главы. Нумерация рисунков и таблиц общая для всех глав работы. Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на заседаниях Комиссии по применению математики в биологии Московского общества испытателей природы Май г. ХХУШ научной конференции МФТИ ноябрь г. Оптимизационные задачи проектирования систем управления в г. Киеве ноябрьдекабрь г. Всесоюзном совещании Погодаурожайматематика на базе Валдайской гидрологической лаборатории ГГИ август г. II Всесоюзной конференции по применению математических методов и ЭВМ в почвоведении в г. Пущино ноябрь г. Вычислительного центра АН СССР. ГЛАВА I. Основные принципы построения математических моделей продукционного процесса агрофитоценозов сформулированы в работах А. А.Ничипоровича , , 3 А. И. Будаговского II , М. Л.С. Гандина1б 3 А. И. Будаговского, Ю. К. Росса , Ю. К. Росса , Х. Данкена и др. Карри 3 и др. Продукционный процесс растений можно представить состоящим из четырех фундаментальных процессов фотосинтеза, дыхания, роста и отмирания , , 3 . В основе продукционного процесса лежит фотосинтез. В процессе фотосинтеза растений энергия солнечного света превращается в энергию химических соединений. В процессе фотосинтеза растения под воздействием энергии солнечной радиации, поглощая листьями из атмосферы С и корневой системой из почвы воду и питательные вещества, создают органическое вещество в виде аесимилятов. Скорость фотосинтеза зависит от интенсивности фотосинтетически активной радиации ФАР участка солнечного спектра в диапазоне 00нм, водного и температурного режимов, концентрации С в атмосфере, плодородия почвы и видовых особенностей растений.