ICS 65.020 CCS B 07
团 体 标 准
T/CSFSIM 001-2026
作物模型数据要素及采集通用要求
General requirements for data elements and collection of crop models
2026-04-13 发布 2026-05-13 实施
中国仿真学会 发布
T/CSFSIM001-2026
前 言
本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件由中国仿真学会提出并归口。
本文件起草单位：智慧农场技术与系统全国重点实验室、北大荒农垦集团有限公司、北大荒信息有限公司、天津市气候中心、中国农业大学、福建农林大学、北京富穑科技有限公司、哈尔滨工程大学、联雨科技(天津)有限公司、南京信息工程大学、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所。
本文件主要起草人： 冯利平、宫志宏、 邱丽欣、马忠、任荣荣、冯国惠、巩建光、陈先冠、李涛、薛庆禹、赵锦、卢美丽、田园、王启佳、陈上、康瀚文、白慧卿、宋易东、刘凌灼。
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作物模型数据要素及采集通用要求
1 范围
本文件规定了作物模型构建、参数率定以及应用模型时所需要收集的气象、土壤、作物品种、田间管理及作物性状等相关数据要素及其采集要求。
本文件适用于大田作物模型的构建、模型本地化参数率定与应用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 17296-2009 土壤分类与代码
QX/T 61-2007 地面气象观测规范 第17部分：自动气象站观测
QX/T 299-2015 农业气象观测规范 冬小麦
QX/T 300-2015 农业气象观测规范 马铃薯
QX/T 361-2016 农业气象观测规范 玉米
QX/T 468-2018 农业气象观测规范 水稻
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 作物模型 crop model
以作物生长发育及生产力形成规律为基础，以光、温、水、土壤等条件为环境驱动变量，综合作物遗传潜力、环境效应、调控技术之间的因果关系，构建的数值模拟模型和软件系统。旨在模拟作物重要生理生态过程及其与环境和技术条件的相互作用，实现对作物生长发育及产量形成过程的定量描述与预测。
3.2 模型参数 model parameter
作物模型中用于描述作物品种遗传特性、生理过程及形态特征等或对环境响应能力，以及环境条件和栽培管理措施等相关的固有特征变量或状态变量，在模型运行期间通常保持不变，是作物模型中相对恒定的数值或系数。
3.3 模型参数率定 model parameter calibration
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通过运行作物模型，利用试验观测数据对模型中的特定参数值进行系统调整，使模型的模拟结果与实测数据在统计学上达到显著吻合，从而确定在特定条件下的最优参数组合的过程。
3.4 模型验证 model validation
在完成作物模型参数率定后，使用与率定数据完全独立的观测数据运行模型，对已确定的参数进行检验，以评估调参后的作物模型在不同环境和管理条件下的有效性与适用性。
4 气象数据
4.1 采集要素
气象数据通过气象部门所建设的标准气象观测站或农田小气候观测站采集。
采集要素包括：太阳总辐射日值(或日照时数)、 日最高气温、 日最低气温、 日平均气温(逐时或逐十分钟换算)、日平均风速(10 m 或2 m 高度，逐二分钟或逐十分钟换算)、 日降水量、 日平均水汽压(逐时或逐十分钟换算)或空气相对湿度等。使用中一般采用日值、小时值或分钟值。
4.2 采集频次
通过气象部门获取的气象数据频次不低于日尺度。
农田小气候观测站数据可设置为每 10 分钟或 30 分钟或 1 小时存储一次，采集要求应满足QX/T61-2007《地面气象观测规范 第 17 部分：自动气象站观测》相关规定。
具体采集要素、要素单位参见附录 A 中的图 A.1。
5 土壤数据
5.1 背景数据
5.1.1 采集要素
土壤类型、土壤质地、土壤深度、土壤层数、黏粒含量、粉粒含量、砂粒含量、土壤容重、凋萎含水量、田间持水量、饱和含水量、饱和导水率、土壤坡度、地下水位深度、渗漏速率、田埂高度、土壤颜色等。土壤类型具体参照 GB 17296-2009 《土壤分类与代码》。
5.1.2 采集频次
此数据为种植地块背景数据，宜 3 年采集一次。
具体采集要素、要素单位参见附录 A 中的图 A.2。
5.2 动态数据
5.2.1 采集要素
土壤采样深度及层次、土壤有机碳、土壤铵态氮、土壤硝态氮、速效氮含量、土壤全氮含量、速效磷含量、速效钾含量、土壤 pH 值、土壤含水量(旱田)或水层深度(水田)。
5.2.2 采集频次
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土壤含水量、土壤 pH 值、水层深度 3 天测定一次。其他要素在作物播种前及收获后各测定 1 次，作物关键生育期 2 周测定一次。
具体采集要素、要素单位参见附录 A 中的图 A.3。
6 作物信息
6.1 试验与品种数据记录
6.1.1 记录要素
试验目的、试验年份、试验地点、作物品种、品种简介、前茬作物、是否秸秆还田及量等。
6.1.2 记录要求
应在试验开始前或作物播种前完成相关记录。
具体采集要素、要素单位参见附录 A 中的图 A.4。
6.2 播种数据记录
6.2.1 记录要素
分为直播和移栽两种，具体记录要素如下：
a) 直播记录要素：播种品种、种植方式、播种密度/播种量、播种深度、行距、株距。
b) 移栽记录要素：移栽品种、种植方式、每平方米株数、插秧时每穴株数、每平方米穴数、 插秧深度、行距、株距、苗床期天数、移栽干物重。
6.2.2 记录要求
应在试验开始前或作物直播/移栽后完成相关记录。
具体采集要素、要素单位参见附录 A 中的图 A.5(直播)、图 A.6(移栽)。
6.3 发育期观测记录
6.3.1 观测要求
根据作物外部形态变化，记载作物从播种到成熟的整个生育过程中发育期出现的日期。观测时间宜在下午，对于物候特征在上午或中午表现最明显的作物，观测时间应相应调整。地段作物群体进入发育期，以观测的总株(茎)数中进入该发育期的株(茎)数所占的百分率确定(≥ 10%为始期，≥ 50%为普遍期，≥80%为末期)。各类作物所需观测发育期如表 1 所示：
表 1 主要作物观测的发育期
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注：稻类分为直播和插播，直播稻不包括移栽和返青两个发育期;麦类分为冬小麦和春小麦，春小麦不包括越冬开始、返青和起身三个发育期。见上表*。
6.3.2 观测频次
发育期一般 2 天观测一次，隔日进行。旬末须对观测地段的农作物进行巡视，判断是否有进入新发育期的迹象，防止错过关键发育期的观测。
参考记录表格参见附录 A 中的图 A.7。
6.3.3 其他要求
参照QX/T 299-2015《农业气象观测规范 冬小麦》、QX/T 300-2015《农业气象观测规范 马铃薯》、 QX/T 361-2016《农业气象观测规范 玉米》、QX/T 468-2018《农业气象观测规范 水稻》观测规范。
6.4 生长状况观测记录
6.4.1 采集要素
包括作物生育状况、生长量和器官氮含量。
a) 生育状况：株高、茎粗、叶面积、根长等。
b) 生物量：茎、绿叶、枯死叶、根、花、果的鲜物重和干物重。
c) 植株养分含量：根、茎、绿叶等器官的养分含量，主要测定氮素含量。
6.4.2 记录要求
每 10-15 天观测一次或参考主要发育期(表 1)进行观测，记录并归档。
参考记录表格参见附录 A 中的图 A.8。
6.5 产量与品质数据获取
6.5.1 采集要素
测产面积、单产、产量构成因素(禾本科类作物包括：单位面积穗数、每穗粒数、千粒重;薯类作物包括：单位面积株数、每株薯块数、单薯重)及籽粒/单薯含水量、含氮量、蛋白质含量。
6.5.2 采集要求
应在作物收获后及时记录并归档。
参考记录表格参见附录A中的图A.9。
7 管理数据
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7.1 灌溉数据记录
7.1.1 记录要素
灌溉日期、灌溉量和灌溉方式等。
7.1.2 记录要求
应在灌溉作业完成后，完成相关记录并归档。
参考记录表格参见附录A中图A.10。
7.2 施肥数据记录
7.2.1 记录要素
施肥日期、肥料名称、施肥方式、施肥深度、肥料比例(氮：磷：钾)、总施肥量、施肥量(纯氮)、施肥量(纯钾)、施肥量(纯磷)。
7.2.2 记录要求
应在施肥作业完成后，完成相关记录并归档。
参考记录表格参见附录A中的图A.11。
7.3 病虫草害管理记录
7.3.1 记录要素
除草时间与方式，病虫害防治时间与方式，灾害种类、灾害发生与结束时间等。
7.3.2 记录要求
应在除草、病虫害防治作业完成后，完成相关记录并归档。
参考记录表格参见附录A中的图A.12。
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附 录 Λ
(资料性)
参考记录表格样表
图 A.1 气象数据调查记录样表
图 A.2 土壤背景数据调查记录样表
图 A.3 土壤动态数据调查记录样表
图 A.4 试验与品种数据调查记录样表
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图 A.5 播种数据调查记录样表(直播)
图 A.6 播种数据调查记录样表(移栽)
图 A.7 作物发育期调查记录样表
图 A.8 作物相关指标调查记录样表
图 A.9 作物相关产量调查记录样表
图 A.10 灌溉数据调查记录样表
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图 A.11 施肥数据调查记录样表
图 A.12 病虫草害与其他灾害发生与防治记录样表
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参考文献
[ 1] GB/T 33694-2017 自动气候站观测规范
[2] QX/T 261-2015 设施农业小气候观测规范
[3] 第三次全国土壤普查技术规程
[4]高亮之.农业模型学[M].气象出版社,2019.
[5]陈先冠,冯利平, 白慧卿,等.小麦模型算法集成平台构建与算法比较.农业机械学报,2022,53(06):237-249.
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