在自然条件下,建立病虫害与生长作物之间相互影响的数学模型;以中华稻蝗和稻纵卷叶螟两种病虫为例,分析其对水稻影响的综合作用并进行模型求解和分析。
首先建立病虫害与生长作物之间的关系。在这个问题中,顺理成章的就会想到类似的人口模型,因此,利用所学过的类似的人口模型建立题中的生长作物与病虫害的模型,然后根据题中说给的数据,分别求解出中华稻蝗和稻纵卷叶螟对生长作物的综合作用。
1.在实验中, 除施肥量, 其它影响因子如环境条件、种植密度、土壤肥力等, 均处于同等水平。
2.在实际问题中, 产量受作物种类、植株密度、气候条件以及害虫对杀虫剂的抵抗等各种因素的作用,而忽略以上各种因素的影响,仅仅考虑杀虫剂的种类和量的多少对生长作物的影响。
3.忽略植物各阶段的生长特点对杀虫剂的各种需求量。
4.农药是没有过期的,有效的。
5.忽略病虫的繁殖周期以及各阶段的生长情况,将它以为是不变的生长速率。
x——单位面积内害虫的数量 y——生长作物的减产率。
虫害与生长作物的模型,大致类似人口模型,因此,可以用人口模型的一些知识进行求解,对于虫害与生长作物的关系,依然将其类比于指数函数。
中华稻蝗的密度大小,由于中华稻蝗成取食水稻叶片,造成缺刻,并可咬断稻穗、影响产量,所以主要影响的是穗花被害率,最终影响将产率,所以害虫的密度,直接反映出减产率的大小,故虫害的密度与减产率有必然的关系。
通过密度与减产率的图形可知。
x=[0 3 10 20 30 40];
y=[0 2.4 12.9 16.3 20.1 26.8];
plot(x,y)
grid on
xlabel('中华稻蝗密度');
ylabel('减产率');
title('中华稻蝗密度与减产率的关系图')
经过多次采用不同方法拟合之后,发现其大致类似于指数函数,其验证了之前的假设。
表1中华稻蝗和水稻作用的数据。
按以下程序拟合,减产率y的大小事按照自然状态下的产量减去有虫害的影响的减产。则考虑一亩地里有。
x=2000/3*[ 3 10 20 30 40]';
b=ones(5,1);
y=[780.8 696.8 669.6 639.2 585.6 ]'
z=log(y)-b*log(780.8);
r= x\z
可得: r = 1.0828e-005
则 ()故
即中华稻蝗对水稻产量的函数为
由于稻纵卷叶螟为害特点是以幼虫缀丝纵卷水稻叶片成虫苞,幼虫匿居其中取食叶肉,仅留表皮,形成白色条斑,致水稻千粒重降低,秕粒增加,造成减产而稻纵卷叶螟的作用原理是致水稻千粒重降低,秕粒增加,造成减产,故稻纵卷叶螟的密度,直接而影响卷叶率,以及空壳率,从而影响产量的损失率。
通过以上数据可知,虫害的密度与产量之间有必然的联系,通过这两组数据的图像。
x=2000/3*[3.75 7.50 11.25 15.0 18.75 30 37.50 56.25 75 112.5];
y=[794.16 791.12 782.
4 770.96 759.6 745.
76 742.72 724.88 687.
12 639.28 ];
plot(x,y)
grid on
xlabel('稻纵卷叶螟密度');
ylabel('减产率');
title('稻纵卷叶螟虫害与其减产率的关系图')
可推测出其大致也是符合指数函数,故用指数函数的拟合可得。
x=2000/3*[3.75 7.50 11.25 15.0 18.75 30 37.50 56.25 75 112.5]';
b=ones(10,1);
y=[794.16 791.12 782.
4 770.96 759.6 745.
76 742.72 724.88 687.
12 639.28 ]'
z=log(y)-b*log(794.16);
r= x\z
经拟合可得r = 2.8301e-006
所以,水稻的产量与稻纵卷叶螟之间的关系有。
马琪11221129
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