溫室中綠色生態(tài)臭氧病蟲害防治論文

2015年數(shù)學建模論文題目：溫室中的綠色生態(tài)臭氧病蟲害防治專業(yè)、姓名：完成日期：2015/8/13溫室中的綠色生態(tài)臭氧病蟲害防治摘要哥本哈根國際氣候大會在丹麥舉行之后，溫室效應再次成為國際社會的熱點。本文根據(jù)要求給出模型用于解決溫室中臭氧的應用問題。問題一：根據(jù)所掌握的人口模型，將生長作物與蟲害的關系類似于人口模型的指數(shù)函數(shù)，對題目給定的表1和表2通過數(shù)據(jù)擬合，在自然條件下，建立病蟲害與生長作物之間相互影響的數(shù)學模型。從人口模型中，受到啟發(fā)，病蟲害密度與水稻產量的關系可能為指數(shù)函數(shù)，當擬合完畢后，數(shù)據(jù)非常接近，而且比較符合實際，得到了兩者對水稻的綜合作用的模型。問題二，運用數(shù)學軟件得出該模型，最后結合已知數(shù)據(jù)可算出每畝地的水稻利潤。對于農藥銳勁特使用方案，必須考慮到銳勁特的使用量和使用頻率，結合表3，農藥銳勁特在水稻中的殘留量隨時間的變化，可確定使用頻率，又由于銳勁特的濃度密切關系水稻等作物的生長情況，利用農業(yè)原理找出最適合的濃度。水稻利潤為目標的農藥銳勁特使用方案，當T=25時，有最大利潤。以水稻產量為目標的農藥銳勁特使用方案：，即第一次噴藥的時間為第五天。問題三，在溫室中引入O3型殺蟲劑，和問題二相似，不同的是，問題三加入了O3的作用時間，當O3的作用時間大于某一值時才會起作用，而又必須小于某一值時，才不會對作物造成傷害，建O3對溫室植物與病蟲害作用的數(shù)學模型，也需用到數(shù)學建模相關知識。問題四，和實際聯(lián)系最大，因為只有在了解O3的溫室動態(tài)分布圖的基礎上，才能更好地利用O3。而該題的關鍵是，建立穩(wěn)定性模型，利用微分方程穩(wěn)定性理論，研究系統(tǒng)平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性，以及系統(tǒng)在相關因素增加或減少后的動態(tài)變化，最后。通過數(shù)值模擬給出臭氧的動態(tài)分布圖。問題五，作出農業(yè)生產特別是水稻中殺蟲劑使用策略、在溫室中臭氧應用于病蟲害防治的可行性分析。關鍵詞：生長作物殺蟲劑數(shù)據(jù)擬合MATLAB可行性一、問題重述2009年12月，哥本哈根國際氣候大會在丹麥舉行之后，溫室效應再次成為國際社會的熱點。如何有效地利用溫室效應來造福人類，減少其對人類的負面影響成為全社會的聚焦點。臭氧對植物生長具有保護與破壞雙重影響，其中臭氧濃度與作用時間是關鍵因素，臭氧在溫室中的利用屬于摸索探究階段。假設農藥銳勁特的價格為10萬元/噸，銳勁特使用量10mg/kg-1水稻；肥料100元/畝；水稻種子的購買價格為5.60元/公斤，每畝土地需要水稻種子為2公斤；水稻自然產量為800公斤/畝，水稻生長自然周期為5個月；水稻出售價格為2.28元/公斤。根據(jù)背景材料和數(shù)據(jù)，回答以下問題：（1）在自然條件下，建立病蟲害與生長作物之間相互影響的數(shù)學模型；以中華稻蝗和稻縱卷葉螟兩種病蟲為例，分析其對水稻影響的綜合作用并進行模型求解和分析。（2）在殺蟲劑作用下，建立生長作物、病蟲害和殺蟲劑之間作用的數(shù)學模型；以水稻為例，給出分別以水稻的產量和水稻利潤為目標的模型和農藥銳勁特使用方案。（3）受綠色食品與生態(tài)種植理念的影響，在溫室中引入O3型殺蟲劑。建立O3對溫室植物與病蟲害作用的數(shù)學模型，并建立效用評價函數(shù)。需要考慮O3濃度、合適的使用時間與頻率。（4）通過分析臭氧在溫室里擴散速度與擴散規(guī)律，設計O3在溫室中的擴散方案?？梢钥紤]利用壓力風扇、管道等輔助設備。假設溫室長50m、寬11m、高3.5m、通過數(shù)值模擬給出臭氧的動態(tài)分布圖，建立評價模型說明擴散方案的優(yōu)劣。（5）請分別給出在農業(yè)生產特別是水稻中殺蟲劑使用策略、在溫室中臭氧應用于病蟲害防治的可行性分析報告，字數(shù)800-1000字。二、問題分析此題主要是通過研究在農業(yè)生產中，自然條件、殺蟲劑防治蟲害、溫室中臭氧防治蟲害的三種不同方案所得的經濟效益，并設定合理的農藥使用方案，和溫室中臭氧擴散方案，以達到將效益提高到最大，并對自己提出的方案作出優(yōu)劣分析。最后分析在農業(yè)生產中特別是水稻中殺蟲劑使用策略、在溫室中臭氧應用于病蟲害防治的可行性，并寫出可行性分析報告。問題1，根據(jù)中華稻蝗以及稻縱卷葉螟對水稻產量的影響，首先建立病蟲害與作物產量之間的關系模型。在這個問題中，我們自然會想到微生物生長曲線，因此，利用所學過的類似的微生物生長模型建立題中的生長作物與病蟲害的模型，農田相當于微生物生長的自然環(huán)境，害蟲目前是本環(huán)境中的主要影響因素，生長作物的生長曲線類似微生物與環(huán)境相互作用后生長曲線。然后根據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)，分別求解出中華稻蝗和稻縱卷葉螟對生長作物的綜合作用。我們可以利用MATLAB進行擬合，畫圖，并進行模型求解和分析。問題2，我們用數(shù)據(jù)擬合的方法進行求解，以問題一中的中華稻蝗對生長作物的危害為條件，求解出銳勁特的最佳使用量。問題3，本題與問題二相似，根據(jù)抽樣濃度與真菌作用之間的實驗數(shù)據(jù)，用MATLAB將數(shù)據(jù)擬合，得到合適的方程表示O3對溫室植物與病蟲害作用。再根據(jù)臭氧分解速率與溫度的關系，結合不同濃度的臭氧和作用時間，得出不同時間內不同濃度的臭氧對作物的促進作用和對病蟲害的防治作用。兩者相加，即可得到效用評價函數(shù)。問題4，本題屬于設計性試驗，要求我們自己設計出合理的溫室中臭氧擴散方案，并根據(jù)我們的方案，通過數(shù)值模擬給出臭氧的動態(tài)分布圖。并建立評價模型根據(jù)實際情況隨我們的設計的擴散方案的優(yōu)劣勢評價，并加以改進。采用氣體的擴散規(guī)律和速度，將其假設為一個箱式模型，而不知管道，使一個房間里的各個地方都能充分利用到殺毒。最后，根據(jù)網上提供的知識，再結合自己的親身體驗，寫出殺蟲劑的可行性方案。三、問題假設、1模型一假設1.假設水稻生長過程中僅受這兩種蟲的影響。2.在實驗中,除施肥量,其它影響因子如環(huán)境條件、種植密度、土壤肥力等,均處于同等水平，且忽略在實際問題中產量受作物種類、植株密度、氣候條件以及害蟲對殺蟲劑的抵抗等各種因素的影響。3.忽略病蟲的繁殖周期以及各階段的生長情況，將它以為是不變的生長速率。2模型二假設1.忽略水稻生長受農藥的影響；2.在實驗中,除施肥量,其它影響因子如環(huán)境條件、種植密度、土壤肥力等,均處于同等水平；3.忽略農藥噴灑的損失量，即使用量就是所需量農藥量；4.忽略病蟲的繁殖周期以及各階段的生長情況，將它以為是不變的生長速率；5.假設植物各階段的對殺蟲劑的敏感程度不變，水稻不會因為不斷長大對殺蟲劑的需求量增加。6.忽略由于生物進化而引起害蟲的抗藥性。3模型三假設1.在殺蟲的過程中溫室內溫度是恒定不變且在同一濃度下臭氧的殺蟲效率是不變的；2.忽略病蟲的繁殖周期以及各階段的生長情況，將它以為是不變的生長速率；3.假設同一植物品種，在不同生育期內，在一天的不同時間內，其對臭氧的敏感程度都保持不變；4.假設臭氧濃度在理想范圍內對溫室植物的危害很少，可以忽略不考慮；5.假設溫室內同壓保持不變，臭氧的分解速率僅與溫度有關，與其他因素無關；6.假設真菌對臭氧不產生抗體，不發(fā)生對臭氧的基因突變4模型四假設1.假設在溫室內任何時刻風扇風速恒定，由于氣體自身擴散速度相對風速很小，可忽略不計，臭氧氣體受風扇作用后的速度不變，為V0；2.假設通氣過程中溫室內某一時刻濃度可測； 3.不考慮重力影響，即在使用風扇時臭氧無向下的運動速度；4.假設溫室里溫度、壓強均恒定不變，風速不受它們的影響；5.假設臭氧的濃度擴散不受管道和風扇的分布影響。四、變量說明中華稻蝗的密度稻縱卷葉螟的密度受害蟲影響后水稻的產量兩種害蟲影響后水稻的總產量農藥銳勁特在水稻中的殘余量害蟲剩余數(shù)量害蟲剩余數(shù)量系數(shù)農作物受害蟲和殺蟲劑影響后的產量時間t臭氧持續(xù)作用時間C臭氧濃度V臭氧分解速率n農藥使用次數(shù)為d失效天數(shù)p每次需要的藥量q一個周期所需要的藥量z利潤T周期L溫室的長D溫室的寬H溫室的高—在水平方向施加的壓力風扇的速度在豎直方向施加的壓力風扇的速度豎直方向密布的時間使豎直方向的面分布在水平方向的時五、模型建立與求解1.問題1的模型建立與求解（1）模型1的建立蟲害可以使水稻葉片受害、光合能力減弱、幼穗分化不良、實粒減少、秕谷增加和粒重下降，這是導致水稻減產的主要原因。基于這一點我們可以知道蟲害的密度可以直接影響水稻的產量。我們根據(jù)數(shù)據(jù)，可以看到隨著密度的增加，減產率上升，且有點類似于指數(shù)增長。從而我們可以聯(lián)想到微生物的生長曲線，用微生物生長曲線的知識進行解決。我們可以用MATLAB進行畫圖，得出減產率與蟲害密度的關系圖。進而我們可以用微生物生長曲線的知識得出模型表達式，根據(jù)假設我們可以得到蟲害對作物的影響。表1中華稻蝗對水稻作物的影響密度（頭/m2）穗花被害率（%）結實率（%）千粒重（g）減產率（%）0—94.421.37—30.27393.220.602.4102.26092.120.6012.9202.55091.520.5016.3302.92089.920.6020.1403.95087.920.1326.8表2稻縱卷葉螟對水稻的影響密度（頭/m2）產量損失率（%）卷葉率（%）空殼率（%）3.750.730.7614.227.501.111.1114.4311.252.22.2215.3415.003.373.5415.9518.755.054.7216.8730.006.786.7317.1037.507.167.6317.2156.259.3914.8220.5975.0014.1114.9323.19112.5020.0920.4025.16根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，運用MATLAB得出減產率蟲害密度的變化關系圖，程序見附錄1和附錄2。圖1中華稻蝗密度和減產率的關系圖圖2稻從卷葉螟密度與減產率關系圖由以上兩個圖形我們可以清楚地看到蟲害與水稻減產率的關系基本符合指數(shù)函數(shù)模型，由此證明我們的假設是正確的，所以我們完全可以用這個指數(shù)模型來對此實際問題進行求解。（2）模型的求解表3中華稻蝗和水稻作用的關系密度（頭/m2）產量08003780.810696.820669.630639.240585.6根據(jù)表格所給出的數(shù)據(jù)并且參考由其所繪出的圖形，程序見附錄程序3。圖3進行指數(shù)函數(shù)擬合，設為形如，下面我們可以進行函數(shù)擬合運用MATLAB，參閱程序4。同時運用cftool工具箱也得出表達式。圖4LinearmodelPoly1:f(x)=p1*x+p2Coefficients(with95%confidencebounds):p1=-0.00695(-0.01003,-0.003872)p2=-0.008022(-0.08353,0.06749)Goodnessoffit:SSE:0.00249R-square:0.9451AdjustedR-square:0.9268RMSE:0.02881可決系數(shù)是很接近1的，回歸模型擬合的程度高。中華稻蝗對水稻產量的函數(shù)為擬合結果如下圖5，見程序5圖5表4稻縱卷葉螟與水稻作用的數(shù)據(jù)：密度（頭/m2）產量3.75794.167.50791.1211.25782.1415.00773.0418.75759.630.00745.7637.50742.7256.25724.8875.00687.12112.50639.28 上表格反映的是稻縱卷葉螟與水稻作用的關系，我們通過結合以上表格中的數(shù)據(jù)，再借助于MATLAB軟件，參閱程序5，并根據(jù)此代碼繪出相應的圖形：圖6根據(jù)表格所給出的數(shù)據(jù)并且參考由其所繪出的圖形，下面我們可以進行函數(shù)擬合：將其擬合成指數(shù)函數(shù)：。參閱程序6。圖7LinearmodelPoly1:f(x)=p1*x+p2Coefficients(with95%confidencebounds):p1=-0.001941(-0.002141,-0.001741)p2=0.003623(-0.006826,0.01407)Goodnessoffit:SSE:0.0004923R-square:0.9869AdjustedR-square:0.985RMSE:0.008386由上面的程序我們可以得到稻縱卷葉螟密度與產量的關系：擬合結果如下圖8，見程序8圖8(3)中華稻蝗和稻縱卷葉螟兩種病蟲對水稻減產影響的綜合作用分析：在該模型中，我們已假設中華稻蝗和稻縱卷葉螟兩種病蟲之間無競爭關系，中華稻蝗和稻縱卷葉螟兩種病蟲對水稻的減產影響假設為是“合作”關系。因此在求解中華稻蝗和稻縱卷葉螟兩種病蟲對水稻減產影響的綜合作用中，我們認為其具有加和性。因此可得：其中y為水稻的總減產率，x1為中華稻蝗的密度，x2為稻縱卷葉螟的密度。2．問題2的模型建立與求解（1）模型的建立表5農藥銳勁特在水稻中的殘余量數(shù)據(jù)時間/d136101525殘余量8.266.894.921.840.1970.066假設農藥銳勁特在水稻中的殘余量為gmg/kg,時間為t/d。根據(jù)表三的數(shù)據(jù)，做出銳勁特的殘余量隨時間變化圖，參閱程序9圖9并利用MATLAB擬合之，參閱程序10和程序11，得到殺蟲劑的殘余量隨時間變化的函數(shù)關系式：函數(shù)圖像如下：圖10圖10可以看出，擬合后的函數(shù)圖像與實際函數(shù)圖像吻合良好，誤差較小，故擬合效果良好。（2）模型的求解①生長作物，病蟲害與殺蟲劑的模型假設同種殺蟲劑對于同種害蟲的殺死率是不變的，假設害蟲剩余數(shù)量：其中對于不同的害蟲種類取不同的值。在這之前的假設可知，在使用農藥的條件下，各種害蟲的競爭為0，即每種害蟲生長的是相互獨立的事件，由此可得到農作物損失率為：即：上述公式即為農作物，病蟲害與殺蟲劑之間的模型。由假設中華稻蝗的繁殖周期大于水稻的生長周期，則每次噴灑農藥后，睡到的減產量只受稻縱卷葉螟的影響。假設稻縱卷葉螟的生長周期為兩個月，每次產卵200——300只（每畝），成活率為20%。設農藥使用次數(shù)為n，每20天使用一次，則可得n的范圍為【1,7】，失效天數(shù)為d，為稻縱卷葉螟在田間的密度。y為每畝田的水稻產量。由問題一得到的知。②水稻產量模型:噴灑一次藥后，由表二數(shù)據(jù)，稻縱卷葉螟的密度：由以上幾式得水稻產量：③水稻利潤模型：由以上程序可知，銳勁特在生長作物體內的殘留量與時間之間的關系有：所以每次需要的藥量為：對其在五個月內使用農藥次數(shù)求定積分即為總的銳勁特的需求量：利潤：以水稻利潤為目標的農藥銳勁特使用方案：其中的n為施加農藥銳勁特的次數(shù)。當T=25時，有最大利潤。以水稻產量為目標的農藥銳勁特使用方案：由水稻產量模型知，在產量取到最大值時，前期階段所受到的減產影響最小，即農藥殘留的最小值不小于最低有效濃度。查資料發(fā)現(xiàn)，當農藥殘留量小于，可以認為農藥對病蟲無效，這時就要重新噴藥，使得在植物生長期農藥的濃度在正常范圍內盡量高一點。當農藥殘留量大于或者等于，求得第一次施加農藥的最短時間，即：可得，即第一次噴藥的時間為第五天。若不考慮農藥累積量，。3.問題3的模型建立與求解首先考慮O3對溫室植物的影響，接著分析O3對病蟲害的作用。（1）O3對溫室植物和病蟲害的影響的模型建立與求解①模型的建立根據(jù)附件所給的背景資料，我們知道植物受O3損害的程度主要取決于臭氧濃度及作用時間，臭氧濃度一般在0.08x10-6g/cm3以上且作用時間超過l小時以上，大多數(shù)的植物才會產生可視與不可視危害。一般來講當臭氧濃度低于0.05×10-6g/cm3且作用時間小于30分鐘時臭氧對大多數(shù)植物的生長均有保護作用。臭氧發(fā)生器應選用對密閉的空氣達到5mg/m3~10mg/m3的濃度范圍內。此范圍不會對蔬菜造成傷害。只是在臭氧濃度>30mg/m3時才可能造成某些蔬菜葉面燒灼。表6臭氧濃度與真菌作用之間的實驗數(shù)據(jù)t（小時）0.51.52.53.54.55.56.57.58.59.510.5（%）9389643530251810000（mg/m3）0.150.400.751.001.251.501.802.102.252.652.85注：t為臭氧持續(xù)作用時間，為病蟲害經臭氧處理時的剩余數(shù)量比例，為臭氧噴嘴出口處檢測到的臭氧濃度。根據(jù)表格做出圖像，如圖11：圖11真菌剩余個數(shù)與臭氧濃度的圖像由于臭氧濃度在5mg/m3—10mg/m3的濃度范圍內。此范圍不會對蔬菜造成傷害。所以臭氧濃度在2.25左右真菌剩余個數(shù)達到0。我們就假設臭氧濃度在2.25時真菌剩余個數(shù)為零。并且是在持續(xù)作用8.5個小時以后?；诨貧w分析：設變量x1,x2的回歸模型為a,b,c,d,g,是未知參數(shù)，

服從正態(tài)分布N(0,μ2)，x1,x2代表時間和臭氧濃度，y表示表里面的S。參閱程序12，求解其系數(shù)。得到如下圖12圖12左右兩圖分別表示固定時和固定時的曲線及其置信各自的區(qū)間,然后在命令行輸入：beta，rmse得到多項式系數(shù)，所以回歸模型為：剩余標準差為6.6900，說明次回歸模型的顯著性較好。將得到的多項式系數(shù)帶入多項式后，畫出回歸模型的圖13.圖13擬合效果的檢驗參閱程序13,得到如圖14所示結果圖14紅色（（圓）和藍色（方形）代表回歸方程畫出的圖形，另外兩條代表原始數(shù)據(jù)擬合出的圖像，回歸方程得到的數(shù)據(jù)時在置信區(qū)間內與原始數(shù)據(jù)時基本上吻合的，因此，回歸方程顯著性較好。接著根據(jù)附件給出的臭氧分解速率與溫度的關系我們來確定臭氧使用的適時間和頻率。表9分解實驗速率常數(shù)與溫度關系溫度T（oC）20304050607080臭氧分解速度（ug/min-1）8.111.114.522.229.541.460.3圖15根據(jù)圖像可知臭氧分解與溫度的關系服從指數(shù)函數(shù)，所以我們使用最小二乘法進行數(shù)據(jù)擬合確定函數(shù)關系式中的,，參閱程序14，用Matlab編程得到：=0.0337，=-0.1018于是有：1.0343，=-0.1018則臭氧分解的速率與溫度的函數(shù)關系為：根據(jù)以上分析與得到的結論，下面解決的問題是臭氧經過多長時間分解完，即使用臭氧消滅害蟲的頻率?，F(xiàn)在我們假設溫度的30攝氏度的情況下，臭氧的分解速率為0.0111mg/min而臭氧的最高濃度為2.25mg/m,則可以得到一立方米的臭氧分解完需要202.70分鐘，大約為3.33個小時，則臭氧的使用頻率應該在三個小時后到四個小時之間?，F(xiàn)在我們需要建立臭氧使用的效用評價函數(shù)，根據(jù)已經得到的結果，當臭氧濃度在2.25時，溫度在30攝氏度的情況下，大約三到四個小時再次進行臭氧的注射，則殺滅害蟲的效果最好。因為y=s,表示病蟲害經過臭氧處理后的剩余量比例，因此設z=1-y，即表示病蟲害經過臭氧處理掉的比例，即為效用評價函數(shù)，所以其中當給出經過的時間和臭氧噴嘴口的濃度是，根據(jù)效用評價函數(shù)即可得到經過時間t后殺蟲的比例。4.問題4的模型建立與求解（1）模型的建立把溫室假設成一個長方體，管道安裝在長方體的其中兩邊緣，壓力風扇安裝在溫室邊緣與管道之間,如下圖所示：設從t0時刻管道已充滿O3,其中t0等于L/2V1。再如下圖：當t=t0時打開壓力風扇并將風向調與X軸平行，經歷T1時刻后，將壓力風扇的風向調至與Z軸平行。經歷T2時刻后再將壓力風扇的風向調至與X軸平行。隨后再調至與Z軸平行（時間間隔分別為T1、T2），而通過控制時間來使O3在溫室內的濃度均勻分布。通氣前裝置圖：通氣中壓力風扇的風速方向圖：下面來計算T1和T2T1V0=k(D-ΔL)T2V0=k(H-ΔL)則：所以因為ΔL相對于D、H較小，則可近似認為為,故可認為溫室內臭氧濃度增加隨時間變化是均勻的，通氣直到溫室中臭氧濃度達到植物生長最適宜的濃度大小時才停止并關閉壓力風扇。即(其中a為一常數(shù))所以：c=at由假設可得c1=at1可求得a=c1/t1帶入得c=c1t/t1臭氧的動態(tài)分布圖為：可以根據(jù)時間t和c1、t1可以計算出臭氧的濃度。也可以根據(jù)所需要的濃度設定通氣時間。5.問題5的模型建立與求解水稻中殺蟲劑使用策略以及在溫室中臭氧應用于病蟲害防治的可行性分析（1）.在水稻種植中殺蟲劑的使用策略：眾多學者認為“化學農藥是高效的，但使用手段卻是低效的”。據(jù)Metcalf估算，采用普通方法噴施農藥，只有25%--50%的農藥沉積在植物葉片上，直接降落在目標害蟲上的藥量僅在1%以內，只有不足0.03%的藥劑能起到殺蟲作用，其余的50%--70%的農藥，則以揮發(fā)、漂移等形式而散失。從題一的結論以及查閱資料可知殺蟲劑對農作物的殺蟲效果是高效的，但使用手段卻是低效率的。故我們需要尋找殺蟲劑的精確使用技術，意在抵制農作物病蟲害的同時又能兼顧生態(tài)環(huán)境建設，滿足農作物生產建設和保護生態(tài)環(huán)境的雙重要求。以最少的殺蟲劑量，合理精確的噴射于害蟲，減少非害蟲的殺蟲劑流失與漂移，科學、經濟、高效的利用農藥，已達到最佳的防治效果。如圖給出均勻全面噴霧和殺蟲劑精確使用可變量控制噴霧的效果對比情況。圖一為不管田間作物、樹木、或雜草等目標與非目標植物的分布狀況，采用均勻恒定的施藥量，這時對左邊高病蟲草危害分布的區(qū)域，病蟲害得不到有效控制，而對右邊低病蟲草危害分布區(qū)域，所施用的農藥可能會引起潛在的作物或者非目標損傷及環(huán)境，最終導致低水平的農林產生。對于圖二中同樣的病蟲草危害分布曲線，如果根據(jù)危害分布特征，采用可變量控制噴霧技術，即在高危害分布區(qū)域加大施藥量，而在低危害分布區(qū)域減小施藥量，如圖二所示，即根據(jù)可變量施藥曲線，重新調整農藥的使用策略。相比較均勻恒定施藥，可變量控制噴霧精確使用農藥，根據(jù)病蟲草害發(fā)生狀況采用農藥標簽規(guī)定的施藥量，可以有效控制病蟲草危害、節(jié)約農藥使用量、杜絕潛在的作物或非目標損傷，從而減輕環(huán)境污染和提高農林產出水平。改進措施如：①主治一種蟲害，兼治其它蟲害這種方法可以做到重點突出，主次分明，減少施藥次數(shù)，從而減少農藥用量，減輕對環(huán)境和稻谷的污染。例如秧田主治稻薊馬，可兼治秧田期的二化螟、稻飛虱等，應當注意的是：對于混合發(fā)生的二化螟白穗和稻飛虱，適時用藥很重要。②替代菊酯類農藥，防治次要害蟲多年來由于缺乏相應的防治稻蝽蟓等次要害蟲的農藥，菊酯類農藥、尤其是菊酯類農藥的復配劑在水稻上用得比較多，對水域的魚類和稻田有益生物影響較大，而且使害蟲對菊酯類農藥很快地產生了抗藥性，其實對于有些次要害蟲可使用銳勁特。③合適地混用混配殺蟲劑殺蟲劑的適當混用可以達到增效和擴大防治范圍的目的,但必須以不相互發(fā)生化學反應為原則,并要現(xiàn)配現(xiàn)用。按藥液量的0.05%添加洗衣粉可使殺蟲雙等藥液在水稻葉面的展布性提高3倍,大大提高噴藥防治效果。④調控好施藥時間稻縱卷葉螟對銳勁特十分敏感，但是，由于稻縱卷葉螟有趨嫩性，喜歡到新葉上產卵，而銳勁特以稻株內吸向新葉傳導的藥量低，故在施藥后新長出的稻葉往往不能得到保護。因此，用其防治稻縱卷葉螟，須在卵孵高峰到低齡幼蟲高峰期施藥。在峰次多、遷入量大時，銳勁特宜用于主遷入峰，并視蟲量隔10天左右再施1次藥。在抽穗后，水稻不再有新生葉長出，只須用1次藥，就可取得很好的效果。（2）.在溫室中臭氧應用于病蟲害防治：科學家發(fā)現(xiàn)，當臭氧存在于土壤中時卻是一種嚴重的污染。光照越強的地方，土壤中臭氧造成的損失，尤其是對于農作物造成的損失越大。而且超標的臭氧則是個無形殺手，它強烈刺激人的呼吸道，造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發(fā)支氣管炎和肺氣腫，還會造成人的神經中毒，頭暈頭痛、視力下降、記憶力衰退。臭氧還會對人體皮膚中的維生素E起到破壞作用，致使人的皮膚起皺、出現(xiàn)黑斑。但這些問題都可以通過合理正確的使用方法解決。影響臭氧防治病蟲害效果的因素有兩個，即要求有一定的濃度和作用時間。用于溫室植物病害害防治且又不危害植物生長的臭氧質量分數(shù)為0.12mg/m3，使用時間應小于20min。環(huán)境中的溫度、濕度、光照等因素對臭氧的殺蟲效果有顯著影響。溫度愈高，臭氧的殺蟲效果愈差。棚溫在30℃以上的白天，臭氧滅蟲幾乎無效。高濕有光照環(huán)境下的防治效果較高濕無光照的差，由此可見，臭氧在夜晚及陰天的殺蟲效果好。當夜間臭氧質量分數(shù)維持在0.06～0.12mg/m3且持續(xù)15～30min時，植物全生育期內不會患病。在植物全生育期內每天使用質量分數(shù)為0.2mg/m3的臭氧作用10min，能有效預防病害的大面積發(fā)生。溫室夜間臭氧質量分數(shù)保持在0.06～0.08mg/m3時，可有效防治黃瓜的各種病蟲害。改善臭氧的擴散方式可顯著提高其對作物病害的防治效果，這與臭氧的比重及擴散方式有直接關系。實踐證明，鋪設在1.5～2.5m高處的臭氧擴散管對茄子、青椒等低矮蔬菜病害的防治效果明顯好于黃瓜、甜瓜、豆角等高秧作物。在使用臭氧時，人不要隨意靠近，一定要等到濃度將為安全濃度以下時再進入溫室查看。要定期檢查輸氣管道是否損壞，防止漏氣。相比殺蟲劑防治蟲害，臭氧防治將更有前景：①臭氧的獲得途經廣泛臭氧可通過高壓放電、電暈放電、電化學、光化學、原子輻射等方法得到，原理是利用高壓電力或化學反應，使空氣中的部分氧氣分解后聚合為臭氧，是氧的同素異形轉變的一種過程。②臭氧滅蟲效果好臭氧滅蟲為溶菌級方法，殺蟲徹底，無殘留，殺蟲廣譜，可殺滅害蟲繁殖體和芽孢、病毒、真菌等，并可破壞肉毒桿菌毒素。另外，臭氧對霉菌也有極強的殺滅作用。臭氧為氣體，能迅速彌漫到整個滅菌空間，滅菌無死角。而傳統(tǒng)的滅菌消毒方法，無論是紫外線，還是化學熏蒸法，都有不徹底、有死角、工作量大、有殘留污染或有異味等缺點，并有可能損害人體健康。如用紫外線消毒，在光線照射不到的地方沒有效果，有衰退、穿透力弱、使用壽命不長等缺點?；瘜W熏蒸法也存在不足之處，如對抗藥性很強的細菌和病毒，則殺菌效果不明顯。所以臭氧在除菌效率這一方面有很大的優(yōu)勢。③臭氧的使用比殺蟲劑要環(huán)保臭氧由于穩(wěn)定性差，很快會自行分解為氧氣或單個氧原子，而單個氧原子能自行結合成氧分子，不存在任何有毒殘留物，所以，臭氧是一種無污染的消毒劑。一個綠色環(huán)保的病蟲害防治技術，更符合當今人類保護環(huán)境、提倡環(huán)保、創(chuàng)建和諧社會的美好愿望。用臭氧作為新一代的殺蟲劑與當前環(huán)保節(jié)約型社會不謀而合。六、參考文獻[1]韓中庚.數(shù)學建模方法及其應用[M].北京：高等教育出版社，2005.6[2]謝金星，薛毅.優(yōu)化建模與LINDO/LINGO軟件[M].北京：清華大學出版，2005.7八、附錄問題1.程序1x=[0310203040];y=[02.412.916.320.126.8];plot(x,y)gridonxlabel('中華稻蝗密度');ylabel('減產率');title('中華稻蝗密度與減產率的關系圖')程序2x=[3.757.5011.2515.0018.7530.0037.5056.2575.00112.50];y=[0.731.112.23.375.056.787.169.3914.1120.09];plot(x,y)gridonxlabel('稻縱卷葉螟密度');ylabel('減產率');title('稻縱卷葉螟密度與減產率的關系圖')程序3x=[0310203040];y=[800780.8696.8669.6639.2585.6];plot(x,y)gridonxlabel('中華稻蝗密度');ylabel('產量');title('中華稻蝗密度與產量的關系圖')程序4x=[310203040];y1=[0-0.114-0.154-0.200-0.288];（plot(x,y1);a=polyfit(x,y1,1);p=poly2sym(a)xi=3:1:40;yi=polyval(a,xi);holdonplot(xi,yi,'r-')程序5x=[310203040];y1=[780.8696.8669.6639.2585.6];y=780.8*exp(-0.00659*x-0.00802);plot(x,y1,'r*-',x,y,'bo-');程序6x=[3.757.5011.2515.0018.7530.0037.5056.2575.00112.50];y=[794.16791.12782.14773.04759.6745.76742.72724.88687.12639.28];plot(x,y)gridonxlabel('稻縱卷葉螟密度');ylabel('產量');title('稻縱卷葉螟密度與產量的關系圖')程序7x=[7.5011.2515.0018.7530.0037.5056.2575.00112.50];y1=[-0.00384-0.0149-0.0270-0.0445-0.0629-0.0670-0.0913-0.145-0.217];（)()plot(x,y1);a=polyfit(x,y1,1);p=poly2sym(a)xi=7.5:1:120;yi=polyval(a,xi);holdonplot(xi,yi,'r-')程序8x=[3.757.5011.2515.0018.7530.0037.5056.2575.00112.50];y1=[794.16791.12782.14773.04759.6745.76742.72724.88687.12639.28];y=794.16*exp(-0.001941*x+0.003623);plot(x,y1,'b*-',x,y,'ro-')問題2.程序9t=[136101525];y=[8.286.894.921.840.1970.066];plot(t,w)gridonxlabel('時間t');ylabel('農藥殘留量');title('農藥殘留量和時間的關系')程序10t=[136101525];y=[8.266.894.921.840.1970.066];[p,S]=polyfit(x,y,2)程序11t=[136101525];y1=[8.266.894.921.840.1970.066];y=0.0237.*t.*t-0.9696.*t+9.4581;plot(t,y1,'b-',t,y,'r-')問題3程序12t=[0.5:1:10.5];s=[9389643530251810000];c=[0.150.40.7511.251.501.82.12.252.652.85];x=[t'c'];rstool(x,s,'purequadratic')程序13t=[0.5:1:10.5];c=[0.150.40.7511.251.501.82.12.252.652.85];s=110.8985+24.0882*t-166.844*c-1.88298*t.^2+39.1077*c.^2;z=[9389643530251810000];plot(t,s,'s-',t,z,'*-',c,s,'+-',c,z,'o-')程序14t0=[20:10:80];x0=[8.111.114.522.229.541.460.3];x=log(x0);plot(t0,x,'or');n=1;a=polyfit(t0,x,n);p=poly2sym(a)目錄第一章總論 11.1項目背景 11.1.1項目名稱及承辦單位 11.1.2承辦單位 11.1.3項目建設地點 11.1.4可行性研究報告編制單位 11.2報告編制依據(jù)和研究范圍 11.2.1報告編制依據(jù) 11.2.2研究范圍 21.3承辦單位概況 21.4項目提出背景及必要性 31.4.1項目提出的背景 31.4.2項目建設的必要性 41.5項目概況 51.5.1建設地點 51.5.2建設規(guī)模與產品方案 51.5.3項目投資與效益概況 51.6主要技術經濟指標 6第二章市場分析及預測 82.1綠色農產品市場分析及預測 82.1.1生產現(xiàn)狀 82.1.2市場前景分析 92.2花卉市場分析及預測 112.2.1產品市場現(xiàn)狀 112.2.2市場需求預測 122.2.3產品目標市場分析 132.3中藥材產品市場分析及預測 132.3.1產品簡介 132.3.2產品分布現(xiàn)狀分析 152.3.3市場供求狀況分析 162.3.4市場需求預測 17第三章建設規(guī)模與產品方案 203.1項目的方向和目標 203.2建設規(guī)模 203.3產品方案 213.3.1優(yōu)質高產糧食作物種植基地 213.3.2無公害蔬菜種植基地 213.3.3中藥材種植基地 213.3.4花卉種植基地 21第四章建設場址及建設條件 224.1建設場址現(xiàn)狀 224.1.1建設場址現(xiàn)狀 224.1.2廠址土地權屬類別及占地面積 224.2建設條件 224.2.1氣象條件 224.2.2水文及工程地質條件 234.2.4交通運輸條件 234.2.5水源及給排水條件 244.2.6電力供應條件 244.2.7通訊條件 244.3其他有利條件 244.3.1農產品資源豐富 244.3.2勞動力資源充沛 254.3.3區(qū)位優(yōu)勢明顯 25第五章種植基地建設方案 265.1概述 265.1.1種植基地運營模式 265.1.2種植基地生產執(zhí)行標準 265.23000畝優(yōu)質高產糧食作物種植基地建設方案 285.2.1品種選擇 285.2.2耕作技術 285.2.3種植基地建設內容和產量預期 335.32000畝無公害蔬菜種植基地建設方案 345.3.1概述 345.3.2無公害蔬菜質量標準 345.3.3蔬菜栽培與田間管理 355.3.4種植基地建設內容和產量預期 375.42000畝中藥材種植基地建設方案 385.4.1概述 385.4.2GAP基地建設要求 385.4.3選擇優(yōu)良品種 395.4.4金銀花栽培與田間管理 395.4.5種植基地建設內容和產量預期 435.52000畝花卉種植基地建設方案 445.5.1概述 445.5.2技術方案 455.5.3種植基地建設內容和產量預期 49第六章田間工程及配套設施建設方案 516.1概述 516.23000畝綠色糧食作物種植基地灌溉方案 516.2.1總體布局 516.2.2設計依據(jù) 526.2.3灌溉制度的確定 526.2.4渠道襯砌工程設計 536.32000畝無公害蔬菜種植基地灌溉方案 556.3.1總體布局 556.3.2設計依據(jù) 556.3.3主要設計參數(shù) 566.3.4灌水器選擇與毛管布置方式 566.3.5滴灌灌溉制度擬定 576.3.6支、毛管水頭差分配與毛管極限長度確定 586.3.7網統(tǒng)布置與輪灌組劃分 596.3.8管網水力計算 606.3.9水泵揚程及選型 646.42000畝中藥材種植基地灌溉方案 656.4.1設計依據(jù) 656.4.2設計參數(shù) 656.4.3噴頭選型和布置間距 656.4.4灌溉制度 666.4.5取水工程規(guī)劃布置 686.4.6管網水力計算 706.4.7機泵選型 726.52000畝花卉種植基地灌溉方案 726.5.1設計依據(jù) 726.5.2微灌主要設計參數(shù) 726.5.3微灌灌水器選擇與毛管布置方式 736.5.4微灌灌溉制度擬定 746.5.5微灌支、毛管水頭差分配與毛管極限長度確定 756.5.6微灌網統(tǒng)布置與輪灌組劃分 766.5.7微灌管網水力計算 776.5.8水泵揚程及選型 816.6田間道路工程 866.7灌溉工程 866.7.1機井工程 866.7.2提灌站改造 876.8溝道治理工程 896.9田間配套設施 906.9.1倉儲工程 906.9.2農業(yè)技術培訓中心 93第七章節(jié)能、節(jié)水 967.1研究依據(jù) 967.2能耗分析 977.3節(jié)能措施 97第八章環(huán)境與生態(tài)影響分析 988.1環(huán)境影響現(xiàn)狀分析 988.2生態(tài)環(huán)境影響分析 988.2.1建設期對生態(tài)環(huán)境的影響 988.2.2運營期對生態(tài)環(huán)境的影響 988.3生態(tài)環(huán)境保護措施 988.3.1采用的依據(jù)和標準 988.3.2建設期對環(huán)境的保護措施 998.3.3運營期對環(huán)境的保護措施 1008.4環(huán)境影響評價 100第九章企業(yè)組織與勞動定員 1019.1公司體制及組織機構 1019.2勞動定員 1019.3人員來源及培訓 1029.3.1人員來源 1029.3.2人員培訓 102第十章項目組織管理與實施進度計劃 10310.1基本要求 10310.2項目組織 10310.3項目管理 10310.4建設周期計劃 104第十一章風險分析 10511.1風險因素 10511.2風險因素分析及風險程度 10511.3防范和降低風險的對策 106第十二章投資估算和資金籌措 108HYPERLINK