文摘

农业信息技术是一个新兴技术基于信息技术与农业科学的交叉渗透,这引起了数字农业的快速发展和智能农业。作物生长模型,作为他们的核心组件之一,可以动态地模拟作物生长发育过程及其与气候因素的关系,土壤性质和管理技术,从而有效地克服强烈的时空局限在传统的农业生产管理研究和提供量化工具,用于早期预警和农作物产量预测在不同条件下的效果评估。本研究着重于一般技术方法,最新的研究进展和未来发展思考由作者开发的建设和应用茶菇增长模式。基于数据模型的曲线拟合方法的网络实验室,本研究提出了利用网络编程技术数字符合帽直径的生长曲线和茎直径的子实体的过程茶薪菇增长。拟合系统采用PHP + MYSQL的发展模式,把MYSQL数据库为核心,使最终的实验数据的曲线拟合速度快,方便,更聪明。本研究奠定了初步的基础的有效建立和改善实验室茶薪菇的,子实体生长数据统计和分析,和图形输出网络共享。

1。介绍

随着农业和农村改革的深化,中国已经成为世界上食用蘑菇的主要生产者,和发展的规模和速度也在增加。食用菌产业的发展不仅促进了农业资源利用率的提高,也促使物流和配送的发展,存储和处理,和其他相关产业,实现循环经济(1,2]。目前,食用菌产业已成为一个朝阳产业与农业和种植产业,甚至2017年中央1号文件列出它的“大力发展优势特色产业”(3,4]。

目前,世界食用菌中心转向中国。总而言之,中国食用菌产业和技术有六个综合优势。首先是资源丰富的可用性。在世界上超过2000个物种的食用菌,在中国有981种,30多个物种已经投入商业种植。二是丰富的劳动力。中国劳动力成本比发达国家的优势和栽培技术高于发展中国家。第三,相对先进的技术水平。中国是一个世界领导人在食用菌栽培、压力保护、深度加工、医疗保健产品,和分子生物学。第四是工业发展的良好基础。在中国,南北迁徙的蘑菇和蘑菇的西发展已经推出了以极大的热情,和食用菌种植产业在中国随处可见。 Fifth is that the market is vast. With the decline of the overall unit price of edible mushrooms and the continuous improvement of people’s living standards, edible mushrooms will further become daily dishes and common nutritional health food for ordinary families in China, and the total market is extremely large; in the overseas market, 34 export codes of edible mushroom products of the national customs, the trade volume is 1.622 billion dollars, and the international market is a momentum of the international market is very good. Sixth is the deep cultural heritage. The development of China’s edible mushroom industry is rooted in the Chinese food culture, which emphasizes longevity and health, high protein, low fat, and vegetarianism, making edible mushrooms increasingly popular among modern people [5- - - - - -8]。

更好更快地实现食用菌产业在中国的发展,国内学者进行了大量的研究。食用菌产业在宏观的研究主要集中在食用菌栽培和生产、市场开发和蘑菇回收。的话题,例如电子商务和食用菌产业发展、食用菌品牌建设和产品竞争力、蘑菇渣,和农业循环经济已经出现,和扶贫食用蘑菇行业近年来一直是一个热门话题9- - - - - -13]。微程序级,学者们研究采用蘑菇栽培技术和成本效益的农民。食用菌产业的发展,可食用的蘑菇工厂生产已经成为增加的趋势,农民和蘑菇的需求质量的菌株,轻型栽培技术、病虫害防治,以及其他技术上升了(14- - - - - -18]。

茶薪菇已经被大大增加许多消费者最近由于其高价值营养和美味的19]。作为食用和药用真菌,属于担子菌类,答:茶树菇,属于里雨里地留在田头属,是一种可食用的蘑菇,是非常受欢迎的独特的风味和营养含量高的子实体(20.]。答:茶树菇也被认为是一种多用途食品补充剂由于高水平的营养和生物活性化合物存在于这个物种。一些研究[21- - - - - -23)表明,活跃的提取答:茶树菇对各种人类疾病有影响。在1990年代早期,在人工培养的成功的实验茶薪菇在中国,有一个年产量约10000吨新鲜的蘑菇茶薪菇利川县、江西省和销售的产品主要是新鲜,部分加工成干制品,和卖给大城市,这被认为是一个时髦的和罕见的蘑菇。的发展是迅速的。福建、广东、广西、湖南、云南、江苏、安徽等省(地区)政府已经上市茶薪菇作为农业产业化结构调整的目标物种项目,加强技术指导和资金支持,促进工业发展(24,25]。福建省古田县,毗邻江西省,茶薪菇近年来发展迅速,已经成为主导产品在当地食用菌产业,年种植规模超过10亿袋和一个输出193000吨(新产品)和一个输出值10亿元,远远超过香菇的产量在县(26]。

信息技术的迅速发展和异花受精和农业科学形成了农业信息技术,进一步产生了数字农业的快速发展和智能农业,提供定量的技术支持和综合信息服务现代农业和注射技术农业产业的转型升级。它带来了新的活力和显著的社会、经济和生态效益(27- - - - - -29日]。农业信息技术的出现在世界农业始于1970年代末,与作物生长模型的成功开发和应用程序作为一个杰出的代表。作物生产系统是一个复杂的和独特的动态系统,这是受到气候条件的影响,土壤特性、品种特点、技术措施,以及其他因素,具有显著的空间和时间可变性(30.]。作物生长模型,另一方面,基于作物生长的内在规律和开发和集成了作物遗传潜力之间的因果关系,环境影响,和管理技术,它可以定量描述和预测作物生长和发育过程及其与环境和技术的动态关系31日]。因此,建设机械和广泛适用的作物生长模型可以提供一个有效的定量工具在不同条件下农作物产量预测和效果评估。

在1960年代和1950年代,德智慧和邓肯等人先后出版模式植物树冠光能拦截和人口光合作用,标志着作物生理生态过程模拟的出现(32,33]。目前,更好的外国作物生长模型包括DSSAT在美国,APSIM在澳大利亚,股份在法国,荷兰GECROS,之后在菲律宾的国际水稻研究所(34,35]。虽然在中国作物模型的研究起步较晚,发展较快。基于跟踪和借鉴国外研究成果,早期研究构造相关仿真模型的特点,在中国作物生产(36]。自2000年以来,南京农业大学等科研机构,中国农业大学,西北农业和林业大学,中国科学院和江苏省农业科学院作物模拟算法进行了更加系统的研究工作建设、仿真平台建设、区域的应用程序模型,和场景效果评价和在国际作物模拟领域产生积极的影响37,38]。

自2010年以来,农业系统建模专家的国际组织(IOSMA)推出了农业模型相互比较和改进项目(AgMIP)比较和提高现有作物生长模型,不同牲畜增长模型,和世界各地的agroeconomic模型和一些未来气候模型和场景定量评估农业生产和粮食安全在不同的尺度上(39]。项目旨在定量评估在不同尺度的农业生产和粮食安全,网站,地区,国家,和全球通过比较和改进不同的作物生长模型,牲畜增长模型,和世界各地的agroeconomic模型,加上未来气候模型和场景仿真方法(https://agmip.org)[40,41]。领域的作物生长模型,协同集团形成了几个国际研究团队针对不同的作物,如水稻、小麦、玉米、食用菌、合作的比较和改善作物生长模型,提高模型的模拟和应用能力在不同条件下。然而,由于贫穷的结合实验数据的共享,控制实验条件有限,区域仿真技术发展缓慢,和缺乏模型研究,现有的作物生长模型仍然需要进一步改善和细化,有迫切需要提出一个全面的作物生长模型和决策支持系统,是机械的和预测。因为上面,网络编程技术的应用的增长和发展食用菌设计一套方便、直观的单变量或多变量统计数据和曲线拟合网络共享系统是当前的一个方面发展食用菌生物信息学(42]。目前,一些研究人员提出使用PHP编译网络共享生物生长和发育的统计分析,但没有一个更成熟的曲线拟合系统。在最近的研究中,作者意识到增长和发展的统计分析答:茶树菇通过PHP编程,建立了一套数据处理中心可以满足实验室数据处理和曲线拟合分析和增长。

2。材料和方法

2.1。曲线拟合系统的逻辑结构

相关系数公式和模型参数常用的四个选择统计模型来测试假设的相关系数(43,44]。

2.1.1。线性回归模型

在这

2.1.2。指数曲线模型

方程两边取对数,如果定义 ,线性方程是 ,在这

2.1.3。幂函数曲线模型

在这

2.1.4。对数曲线模型

( 被观察到的值)。

转变中的术语和取自然对数曲线方程 。

如果定义 ,回归线性方程 , , 。

2.2。编程原理

2.2.1。曲线拟合的工作流系统

确定最适合的模型根据不同曲线的相关系数模型和实验数据。工作流详细图1。

2.2.2。曲线拟合系统的网络结构

PHP是作为开发环境,APACHE Web服务器,MySQL数据库为背景,和IE浏览器作为客户端(45- - - - - -47]。从PHP的结合、APACHE和MySQL可以跨平台运行,这意味着三个同时可以开发在Windows和Unix / Linux平台上顺利运行48,49]。

2.2.3。程序模块和他们的业务关系

这个程序包括四个主要模块,即EXCEL表处理模块,统计数据处理模块,曲线拟合模块和图形输出模块。(1)EXCEL表处理模块:输入杆直径和帽直径的数据答:茶树菇到EXCEL表模板。表中的列A、B和C编写分成三组数据,和组ID是数据标识符,B组帽直径(总坐标),C组是茎直径(横坐标)。当程序读取数据,第一行是字段名称,第二行数据文本数据的识别。EXCEL表格的程序读取处理数据并将它们发送到MYSQL数据库的统计数据处理模块提取。(2)统计数据处理模块:此模块从MYSQL数据库提取数据并做高精度操作根据统计模型的需要,将结果存储在指定的结果变量,并计算相关系数。最大相关系数的模型是最适合的模型,和相关系数的测试t以及。(3)曲线拟合和图形输出模块:GD库提供的函数的PHP程序用于图形输出实验数据点和曲线拟合。程序的正常运行需要的支持下列环境:GD图形库和PHP2的支持。X版本或更高版本翻译。

3所示。结果和分析

通过四种数字模型的测试结果,我们可以看到曲线拟合的图形输出,和散点在每个模型的最佳拟合曲线可以发现(图2)。

指数函数的确定系数是0.953和0.955的幂函数,而物流模型的决定系数是不合理的。决定系数越大,相关系数的绝对值越大,表明幂函数模型与数据的吻合程度最好,和相关的幂函数值是0.964。根据自由度和测试水平值,程序读取的数据的文本t分布表和双尾t以及0.01显著水平时。结果是0.000,这表明两个变量不相关的假设是无效的,这表明之间存在非常显著的正相关关系的直径帽和茎的直径。程序转移的结果高精度操作到图形输出模块,使拟合曲线直径的限制和茎的直径(图3)。

拟合曲线模型方程柄直径和菌盖直径答:茶树菇是 (0 <x<x_马克斯,x_马克斯的最大直径杆)。

4所示。结论

大量的研究领域的可食用的蘑菇产业进行了整体背景下崛起的工业发展的总趋势。一方面,引入方针、政策已经导致了人们开始关注对可食用的蘑菇工厂栽培技术的发展,促进传统农民生产方式的转换工厂生产方法,而一系列的举措,如促进蘑菇周期的发展也促进了食用菌产业的转型升级,和研究热点已经出现。另一方面,工厂生产模式中国食用菌产业是新兴的市场需求和市场容量逐渐增加,产品的竞争优势突出,行业发展前景广阔,有许多未来的研究内容(50,51]。在这个阶段,研究在全球食用菌行业主要呈现以下几方面的热点。首先是研究食用菌生产方法、专注于工厂生产。工厂生产是最现代化的农业产业,是一个重要的食用菌产业发展的方向。工厂生产的各个方面,如工厂栽培技术的研究和开发,工厂管理,通过研究需要改进。二是研究食用菌的市场化发展。研究结果对产品竞争力,尤其是出口贸易,非常丰富。通过引入政策,如“一个皮带,一条路,”和“农村振兴”,好研究食用菌品牌建设和集成与电子商务推广。三是研究食用菌产业的循环经济。的蓬勃发展低碳农业和农业循环经济的发展使循环经济研究蘑菇行业有前途,和蘑菇的标准范式回收技术,系统,法律、法规需要开发和形成(52,53]。

目前,尽管作物生长模型已经取得了很大的进步,一些生理和生态机制仍需深入研究和进一步完善54,55]。现有模型的许多地方仍然更多的经验,和应用程序的模型,由于模型的复杂性,多个参数包含在模型和参数的采集和可靠性影响模型的应用的关键问题。仍有许多方面需要深入探索和研究[56]。

在这项研究中,帽的增长趋势的曲线模型和茎的生长和发育的过程平菇是安装使用生物学的研究方法和统计。最终的拟合曲线模型方程如下: (0 <x<x_马克斯,x_马克斯的最大直径杆)。结果表明,拟合方程是可行的和有效的。如果程序进一步完善和使用,液体发酵增长的数据模型可以建立相关的食用菌在未来,和共享的网络数据拟合的曲线输出可以建立在同一时间。

在研究的过程中,发现统计数据处理模块是程序的核心模块,并编制谎言最大的困难是操作精度是否满足要求,而PHP提供了精确的数学计算二进制计算器,支持任何尺寸和精度,介绍了添加一个字符串bcadd (left_operand的字符串,字符串right_operand [int规模))/ /浮点数的形式一个字符串,和小数点后保留小数点后“规模”。本研究使用一个小数精度的高精度算法6和确保最少的迭代(迭代的数量越少,越小错误),从而满足统计参数的需要。最后,这些高精度的结果存储在相应的曲线模型变量的操作提供初始数据图形(57]。与此同时,有四个评价指标的测试曲线拟合效果:剩余标准差的平均值(交易所),相关系数(CRI),绝对偏差(AAD),和相对误差绝对值的平均值(AARD)。其中,较小的平均绝对偏差(AAD)剩余标准差(交易所)和(AARD)的平均相对偏差的绝对值,相关系数越大(CRI)和更好的拟合效果表面测试(58- - - - - -60]。除此之外,在建立数字模型中,有一些问题在图形输出和拟合曲线,如输出曲线不平滑。为了解决这个问题,横坐标变量分为小单位,和10000的数组变量。所以图形输出可以平滑拟合曲线(61年- - - - - -63年]。在这项研究中,它是可行的,方便,高效使用生物学,统计,和PHP编程方法适合帽直径和茎直径的生长曲线平菇。这个项目的持续改进,共享网络数据模型拟合和中心曲线输出可以在实验室建立,它提供了一个参考依据图形数据的实验室。

作为一个新兴学科,作物生长建模的作用是不可磨灭的,将继续在教育和研究上有强大的生命力64年]。进一步整合的理论研究与生产实践和系统科学研究的深入,将会有新进展研究的定量环境条件对作物生长发育的影响,以及作物生长的可视化和虚拟作物生长的焦点将是新一轮的研究作物生长模拟模型。

数据可用性

所有的数据、模型和代码生成或使用在这个研究包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

王长进行了实验调查,数据分析,和写的原稿。菱李提供资源和材料的部分。清平周的构思和设计实验中,贡献了试剂/材料/分析工具,和写的手稿。所有作者回顾了手稿。

确认

这项研究受到了学院和大学的科学和技术研究项目(ZD2020403),河北省唐山师范大学科研项目(2020年首次购物),唐山和农业科技项目,中国(19150203 e)。