提高農作物產品質量和產量的方法

2023-12-11 23:31:02

專利名稱：提高農作物產品質量和產量的方法
技術領域：
本發明涉及農業生產的品種和栽培方法，特別涉及選育品種，栽培布局和栽培密度。
背景技術：
選種和育種都要進行品系和品種比較，目前品比的布局設計只能保證橫向和縱向參評品系或品種同時存在，而斜向上參評品系或品種不同時存在而失去了可比性，也就是說參評品系或品種不處在同一個起評線上，在此基礎上得出的結論是不能準確的反應出品種的本質屬性。
綠色植物的群體效應都存在著邊行優勢，其原因是自然光能利用率高，而目前農作物栽培基本上是壠作和條栽，在同密度下限制了光能的利用，也就制約了農產品質量和產量的提高。確定栽培的合理密度是提高農產品質量和產量的首要條件，目前確定合理栽培密度的思維方式和操作方法還不能確定合理的栽培密度。

發明內容
本發明的目的是針對現有農業生產中存在的技術問題提供同步選種，等穴距栽培和峰值密度栽培用以解決這些問題，進而實現提高農產品的質量和產量。下面對同步選種、等穴距栽培和峰值密度栽培進行具體說明。
一、同步選種育種和選種過程中，品系和品種對比的平面布局在兩個斜向上，參評品系或品種不同時存在而失去了可比性，由此得出的結論不能正確的反應品系或品種的本質屬性，為了解決品比中存在著的不可比問題，用現有的數學知識是解決不了的，因此對中國歷史遺留下來的「九宮八卦」問題進行了數學基礎的探討和研究。且加深和拓寬、得出的結論是等差數列，從第K(K為非零自然數)項起的(2N+1)2(N為非零自然數)個項、排在行、列數都等於2N+1的方陣中能使任意行、列、對角線上各數之和相等的排法有8N2個。在此基礎上進一步演變和拓寬，應用在品比的平面布局上，解決了對角線及對角線方向上的不可比問題，敘述如下1.直序與環序有限的M個元素，有頭有尾的線性排列叫直序排列，這時的排列順序叫直序。
有限的M個元素無頭無尾的線性排列叫環序排列，這時的排列順序叫環序。
直序與環序中的具體位置叫序位。直序序位容易確定，環序序位要先確定始點，再確定方向(是順時針方向，還是逆時針方向)而後才能確定序位。
直序與環序的關係一隊藍球運動員，第一名運動員投完籃後排在隊尾，第三名運動員……以此類推到無窮，這樣這隊球員的直序排列不斷變化得到不同的直序排列，但是每次直序排列首尾同向(同時逆進針方向，或者同時順時針方向)連接，則環序排列始終是不變的，這種現象叫做環序不變的直序變化。
2.相關分組M個元素的直序排列，分成兩組，先分的組叫做前組，這組的元素個數用P來表示，記作前組P，餘下的元素分為一組，叫做後組，這組元素的個數用Q來表示，記作後組Q。則有P+Q＝M。M個元素的直序排列分成兩組記作「分組P、Q」。分成兩組的方法共有M-1種，前組元素個數是這個分組的序號，分組P、Q叫做第P分組。
M個元素的直序排列分成兩組的方法中總有兩種分組，其中一種分組前組的元素個數等於另一種分組後組的元素個數，這種分組的後組的元素個數又等於另一分組前組的元素個數，這樣的兩種分組叫做相關分組。分組P、Q和分組Q、P互為相關分組，記作「相關分組P、Q，Q、P」，相關分組中哪組元素個數少，哪組元素的個數就是這種相關分組的序號，例如相關分組2、9，9、2和相關分組7、4，4、7分別叫做11個元素的直序排列分成兩組的第2相關分組第4相關分組。偶數M個元素的直序排列分成兩組。排除平均分成兩組的方法，餘下的不同相關分組有 種，奇數M個元素的直序排列不能平均分成兩組，不同的相關分組有 種。
3.行、列、排、對角線、對角線方向在方陣與矩陣中，橫為行、豎為列、斜為排，特殊的排是對角線，平行於對角線，在對角線的兩側，且序位個數的和等於行、列、對角線上序位的個數的兩排叫對角線方向。右上左下的對角線叫主對角線。左上右下的對角線叫副對角線，平行於主對角線的對角線方向叫做主對角線方向，平行於副對角線的對角線方向叫做副對角線方向。
4.無首無尾組合帶除1以外不能被3整除的奇數個不同元素的任意直序排列，排除第一相關分組，和非互質相關分組選用餘下相關分組中的任意一種相關分組，取其中一種分組分成兩組，交換位置保持環序不變，得到新的直序排列，所得新的直序排列逐一照此辦理，所得各直序排列依次下排，以至無窮。再用選定相關分組中的另一組分組，分成兩組交換位置，保持環序不變，得到又一新的直序排列，新的直序排列逐一照此辦理，所得不同的直序排列，依次上排以至無窮。這樣就得列一條寬為M個不同元素的不同直序排列的無首無尾組合帶。
例如5是除1以外不能被3整除的最小奇數。取5個不同元素A、B、C、D、E任意排在一列，按習慣，同時也便於觀察則是 排除第一相關分組，即排除相關分組1、4，4、1，餘下的只有相關分組2、3，3、2。把 這個直序排列按分組2、3分成兩組則是 兩組，交換位置，保持環序不變則是 照此辦理 則變為 逐一照此辦理依次下排以到無窮則是 ……。把 按已選定的相關分組2、3，3、2另一種分組3、2分成兩則是 交換位置保持環序不變則是 排在 的上排，把 按分組3、2分成兩組，交換位置，保持環序不變則是 逐一照此辦理依次上排，以至無窮則是…… 這樣就得到一條，寬為5個元素的直序排列，按一定變化規律變化的所有直序排列的無首無尾組合帶，簡稱無首無尾組合帶，即是…… ……5、無首無尾組合帶的性質(1)帶寬是除1以外不能被3整除的M個元素的直序排列。M＝2N+1(N為非零自然數)且2N+1/3。不重複的直序排列數是M·(M-1)·[(M-2)！-1]；(2)組合帶上任意一直序排列都是上一列按非第一相關分組中一種相關分組其中的一種分組，分為兩組，保持環序不變交換位置的結果，同時又是下一列按同一相關分組的另一種分組，分成兩組，保持環序不變交換位置的結果；(3)元首無尾組合帶是任意一直序排列的共首雙向無限循環帶的組合帶，故把無首無尾組合帶叫做任意共首雙向無限循環帶。在任意共首雙向無限循環帶上有且只有和元素個數M個相同的不同的循環節。每個循環節都是行列數等於M的方陣，在此方陣中，M個不同元素同時出現在任意行、列、對角線及對角線方向上；(4)除1以外不能被3整除的奇數M個不同元素、排在行、列數都等於M的方陣中，使M個元素同時出現在行、列、對角線及對角線方向的排法有M-12M2(M-1)(M-2)!-1]]>種。


圖1是本發明的標準繩示意圖；圖2是本發明的等穴距栽培示意圖具體實施方式
無首無尾組合帶即任意共首雙向無很循環帶在農業上的應用——同步選種任意共首雙向無限循環帶的任意一個循環節都是行列數等於除1以外不能被3整除的奇數M的方陣，在方陣中M個不同元素同時出現在任意行、列、對角線及對角線方向上，那麼農業選育品種中的株系對照和品種比較採用循環節方陣進行布局設計，把不同的元素換成不同的株系或不同的品種進行試驗，這樣使得參評品系或品種在任意行、列、對角線及對角線方向上同時出現，也就是參評品系或品種不僅在行與列上有可比性，而且在對角線及對角線方向上，同時也具有可比性，才能夠準確的反應出參評品種的本性屬性，克服了農業生產由史以來，在品種選育上的科技含量不足(只在行、列上有50％的可比性，而在對角線及對角線方向上有50％的不可比性)，選育出優良品種，進而提高農產品的質量和產量。這種按任意共首雙向無限循環帶上循環節進行布局設計選育品種的方法叫做同步選種。
二.等穴距栽培綠色植物的群體效應都存在著邊行優勢，其原因是自然光能利用率高，提高整片地的光能利用是提高農產品質量和產量的首要措施。在相同條件下，特別是相同密度條件下，大量的試驗結果說明，農產品的質量和產量是隨著短穴距的拉長，長穴距的縮短而提高，怎樣使秧苗間的穴距不存在長短之分呢？於是根據幾何學原理髮明了等穴距栽培。等穴距栽培栽種出的秧苗，橫看是行，豎看是行，斜看也是行，任何相鄰兩穴苗間的距離都相等，相鄰三穴苗間的線段圍成一個正三角形，任意一穴苗周圍六穴苗，這六穴苗間的線段圍成一個正六邊形把壠作和條栽的秧苗，長時間的雙側面感光變成六側面感光，提高了光能的利用率也就提高了農產品的質量和產量。等穴距栽培的 行距＝穴距×0.886具體操作如下備有兩根帶有標記的標準繩，株繩上兩點間的距離是穴距如圖1。
開始播種(或插秧移栽)，兩根林繩做一個箱兩根標繩的起點放在同一條直線上如圖2，兩標繩間的距離是行距×4。便於說明標記編號左右分別是0、1、2、3、4、5在每個標記處種一穴，左0和右0正中間種一穴0』、0』和左1正中間種一穴，0』和右1正中間種一穴，左1和右1正中間種一穴1』，1』和左2、右2正中間各種一穴，左2和右2正中間種一穴2』，2』和左3，右3正中間各種……以此類推直至種完，這樣的種植方法叫等穴距栽培。其結果以水稻為例，把帶規的9寸×6寸的條栽改成7寸×8寸的等穴距插秧，在不改變其他條件下增產10％以上，到目前還沒出現不增產的實例，得出下面的結論綠色植物的群體效應存在著其它條件相同，不同的栽培布局，採用等穴距栽培布局，農產品的質量好，產量高。
三、密峰值密度栽培多少年來，廣大農民和農業生產廠家一直提出農作物種密了好，還是稀了好，啥叫不密不稀呢？這是個栽培密度的問題。這個問題一直是農業科研的核心問題和主攻項目，解決這個問題的主體思路已形成了固定模式，即是研究與密度有關的諸因素及它們之間的關係，進而找到它們之間的最佳組合，才能確定合理密度，例如，中國農科院主編的《中國稻作學》第495頁的一段論述「確定水稻移栽的合理密度多系根據品種特性、秧苗素質、移栽水平，土壤肥力和施肥水平等不同條件綜合分析確定的。」實踐得出與密度有關的因素不是固定不變的，品種有無窮多個，新的品種還不斷出現，種植水平各不相同，土質一地一樣，各地的氣候也不一樣，總之與密度有關的因素有無窮多個，要研究它們之間的關係得從兩兩組合，三組合……一直到全組合，這樣的組合有無窮多個，一個組合得一年時間能夠得到一個可供參考的數據，無窮多個組合最短也得無窮多個一年才能夠得到一組可供參考的數據組，這無窮多個一年的和就是無限的長時間。人生有限，用有限的人生時間在無限長時間內找最佳組合是難以辦到的，故按研究與密度有關的諸因素及它們之間的關係進而找到它們之間的最佳組合來解決密度問題，看起來有道理，但做起來是難以達到目的的。廣大農民多年來一直提出密度問題就是客觀的實際例證。說明農業生產具體的密度問題仍然存在。然而農作物的栽培密度和農產品的質量和產量密切相關，解決農作物栽培的密度問題是提高農產品質量和產量的根本出路。即然舊的思維方式解決不了具體的密度問題，那麼只能採取新思維方式和方法來解決密度問題。由實驗和實踐得知，任何品種在任何地區和地塊由密往稀了種，產品的質量和產量是逐漸的提高的。是不是永遠的稀下去就永遠的增加下去呢？不是的，當稀到某一程度時產量達到了最高。再稀，產量就逐漸的降了下來。這個產量的最高值叫產量峰值，與共相對應的能夠獲得產量峰值的密度叫做峰值密度。想要獲得某品種在某地區的較高質量和產量，就得採用該品種在該地區的峰值密度。反過來，某地區採用了某品種在該地區的峰值密度才能獲得該品種在該地區的較高的質量和產量。某品種在某地區的峰值密度就是該品種在該地區的合理的栽培密度。關鍵是如何在較短的時間內找到不同品種在不同地區的峰值密度，採用等穴距和華洛庚優選法中的0.618法(黃金分割法)可在較短的時間內測得某品種在某地區的峰值密度。採用測定的峰值密度進行農作物栽培從而提高農產品質量和產量的方法叫做峰值密度栽培。其結論是綠色植物的群體效應存在著，其它條件相同，不同的栽培密度，採用峰值密度栽培，農產品的質量好，產量高。
權利要求
1.提高農作物產品質量和產量的方法，由同步選種、等穴距栽培和峰值密度栽培組成，其特徵在於①同步選種使參評品系或品種同處在同一個起評線上；②等穴距栽培使得在相同條件下，自然光能利用率達到最高；③峰值密度栽培使得每穴植株一生中處在較適宜的生存空間。
2.根據權利要求1中①同步選種是「九宮八卦」數學基理的加深和擴並在農業選育品種上的具體應用，其特徵是使參評品系或品種不僅在橫向和縱向上有可比性同時在斜向上也具有可比性，即參評品系或品種同處在一個起評線上。
3.根據權利要求1中②等穴距栽培是對邊行優勢的探討與研究，其結論在生產上的應用，其特徵是綠色植物的群體效應存在著，其它條件相同，不同的栽培布局，採用等穴距栽培布局，農產品的質量好、產量高。
4.根據權利要求1中③峰值密度栽培是尋求合理栽培密度，採用新的思維方法，進行試驗和實踐的結果在生產上的應用，其特徵是綠色植物的群本效應存在著，其它條件相同，不同的栽培密度，採用峰值密度栽培，農產品的質量好、產量高。
全文摘要
提高農作物產品質量和產量的方法，主要涉及農業生產的品種選育和栽培，由同步選種、等穴距栽培和峰值密度栽培組成。同步選種解決原來品比過程對角線及對角線方向的不可比問題，等穴距是解決以往栽培過程光能利用受阻的問題，峰值密度是解決作物栽培的合理密度問題。同步選種應用「九宮八卦」數學基理，加深拓寬演變得到任意共首雙向無限循環帶，利用循環帶的性質，解決原品比設計上的對角線及對角線方向上的不可比問題。等穴距栽培採取怎樣的栽培方式能最大限度的利用光能。峰值密度栽培峰值密度是採用新的思維方式找到的合理密度。
文檔編號A01G7/00GK1415181SQ0214636
公開日2003年5月7日 申請日期2002年10月29日 優先權日2002年10月29日
發明者王玉琢 申請人:王玉琢