作物生长模拟教学软件平台介绍与操作说明

一、软件平台介绍

本作物生长模拟教学软件平台是基于PCSE-WOFOST核心模型开发的专业化教学与实践工具，旨在为农业相关专业学习者、教学者及科研入门人员提供直观的作物生长模拟体验。软件以玉米等作物为主要模拟对象，整合了作物生理生长模型、气象数据接口、土壤水分管理等核心功能，可实现作物生长过程的动态模拟、参数优化、敏感性分析等多元化应用，同时支持团队竞赛模式，助力提升教学互动性与实践操作性。

平台核心价值在于将复杂的作物生长模型可视化、操作简易化，通过模拟不同环境条件（如天气、土壤水分）、作物参数对作物生长的影响，帮助使用者理解作物生长发育规律、农业管理措施的调控作用，为农业生产决策提供理论模拟支撑。

1.1 核心功能模块

• • 模拟运行：核心功能模块，支持基于选定模型和参数开展作物全生育期或指定天数的生长模拟，输出总生物量、产量、叶面积指数等关键生长指标。

• • 参数优化：提供作物参数、土壤参数、气象参数等的调整功能，助力探索最优生长条件与管理方案。

• • 敏感性分析：可分析不同参数变化对作物生长结果的影响程度，深化对作物生长关键影响因素的认知。

• • 团队竞赛：支持多人协作或竞争模式，以模拟结果的合理性、优化效果等为评判依据，提升教学趣味性。

• • 降雨量与土壤含水量分析：整合NASA天气数据，结合土壤参数开展水分动态分析，评估作物生长水分环境适宜性。

• • 作物模型选择：内置多款PCSE-WOFOST系列模型及其他作物生长模型，支持单模型运行与多模型对比模式，满足不同模拟场景需求。

二、操作说明

软件操作遵循“参数设置—模拟运行—结果查看—分析导出”的核心流程，具体步骤如下：

2.1 前期准备：模型选择

1. 1. 进入软件主界面后，首先在【作物模型选择】模块完成模型配置：

   • • 默认选择“使用默认模型”，或手动选择目标模型（如Wofost81_PP、LINTUL3等），点击模型名称可查看详细信息。

   • • 若需对比不同模型效果，勾选“启用模型对比模式”，再从模型列表中选择1个及以上对比模型。

   
   

2.2 核心参数设置

1. 1. 【基本参数】配置：

   • • 作物类型：默认选择“玉米”，可根据需求切换（软件当前主要支持玉米类型）。

   • • 作物品种：选择具体品种（如“玉米-籽粒型201”），品种参数将影响生长模拟基础数据。

   • • 播种日期：默认设置为“2023/05/01”，可根据实际需求修改（需在合理种植周期内）。

   • • 生长计算选项：选择“计算到成熟”（系统自动模拟至作物成熟收获）或“计算到第几天”（手动设定模拟时长）。

   
   

2. 2. 【天气数据】配置：

   • • 默认填充纬度“39.9”、经度“116.3”，可根据模拟区域的实际地理坐标修改，系统将匹配对应区域的NASA天气数据（如降雨量RAIN指标）。

   
   

3. 3. 【灌水管理】配置：

   • • 默认添加两次灌水事件，分别为“2023/06/01 50mm”“2023/07/01 50mm”。

   • • 修改灌水信息：点击灌水时间或灌水量输入框，直接编辑（灌水时间需在“2023-05-01 至 2024-02-25”范围内）。

   • • 删除灌水事件：点击对应灌水项后的“✖ 删除”按钮。

   • • 添加灌水事件：点击“➕ 添加灌水事件”，输入新的灌水时间和灌水量。

   
   

2.3 模拟运行与结果查看

1. 1. 参数设置完成后，点击【▶️ 运行模拟】按钮，系统显示“🔄 正在运行模拟，请稍候...”，等待模拟完成（时长取决于模拟天数和模型复杂度）。

2. 2. 模拟完成后，界面将显示核心结果数据：

   • • 总生物量（kg/ha）、产量（kg/ha）、最大叶面积指数、模拟天数。

   
   

3. 3. 详细结果查看：

   • • 【生物量数据分析】：可切换“自动选择”“基础值”“总值”三种数据显示模式，查看果实干重量、叶干重、茎干重的详细数据（含数据可用性、最大值、有效天数），同时支持查看总生物量、产量等指标的变化趋势图。

   • • 【综合生长指标】：查看生长曲线、土壤含水量变化、模型对比分析结果（启用对比模式时）、土壤分层含水量及NASA天气数据（RAIN指标）。

   • • 【土壤水分数据分析】：查看数据统计（总天数、含水量最值/平均值、低于PWP的天数）、土壤参数（饱和含水量SM0、田间持水量FC等）、异常检测结果及诊断结论。

   
   

2.4 结果导出与重置

1. 1. 导出模拟结果：点击【📥 导出模拟结果 (JSON)】按钮，将模拟数据以JSON格式保存至本地。

2. 2. 清除结果：点击【🗑️ 清除结果】按钮，清空当前模拟结果，可重新设置参数进行模拟。

三、重要注意事项

• • 参数合理性：土壤参数需满足“PWP < FC < SM0”的逻辑关系（永久萎蔫点＜田间持水量＜饱和含水量），否则可能导致模拟异常。

• • 灌水时间范围：所有灌水事件的时间必须在播种日期至模拟结束日期的范围内，超出范围将无法正常运行模拟。

• • 模型选择适配性：不同模型适用于不同作物生长场景（如WLP_FD系列模型适用于水分限制条件，PP系列适用于潜在生产条件），选择时需结合模拟目标。

• • 数据解读：生物量数据分为“基础值”（当前存活器官干重）和“总值”（累计产生的器官干重，含衰老部分），需根据分析需求选择对应数据模式。

  （注：更多内容可访问：www.irripro.com.cn）^[1]

  
  

引用链接

[1] www.irripro.com.cn）: http://www.irripro.com.cn）

平台测试网站：49.233.134.206