长期以来,轮作作为一种重要农业生产方式,可避免因同种作物连作而引起的连作障碍,如土壤肥力下降、土传病害严重、产量降低等弊端。然而,目前在广东,农业生产多以作物连作为主,虽有作物轮作,但轮作模式较为单一,经济效益不高。因此,本论文通过实地调查和文献查阅总结归纳了广东省主要轮作模式及空间分布状况;同时,结合广东气候资源优势和社会经济特点,为了给生产者提供更多更优化的作物轮作模式,本论文研发了“广东省典型作物轮作优化组配专家系统”(Typical Crop Rotation Optimization Expert System in Guangdong Province,简称TCROES),旨在通过此专家系统输出更多新型的轮作模式以及优选轮作模式,最终为农业生产经营者优化选择轮作模式及其推广应用提供实践参考。本论文研究结果如下:(1)对广东省典型地区乡(镇)的耕作制度模式进行了实地调查,分为粤西、粤东、粤北、珠三角四个片区,通过专题访谈与问卷调查相结合方式对各片区内主要轮作模式进行调查,并结合文献查阅,总结出广东省现有的主要轮作模式,共计40余种。研究结果表明,在粤西地区,以双季稻—冬种模式最为突出,典型的轮作模式如“早稻—晚稻—辣椒”等;在粤北地区,以单季稻水旱轮作模式为主,典型的水旱轮作模式有“水稻—玉米、水稻—烟草、水稻—马铃薯”;在粤东地区,以双季稻—冬季习惯性传统种植为主,典型的轮作模式为“稻—稻—菜”,最主要种植蔬菜为大芥菜等;在珠三角地区,以双季稻-冬种蔬菜和绿肥作物为主,典型的轮作模式有“早稻—晚稻—菜心、早稻—晚稻—紫云英”等。研究还发现,广东省现有轮作模式较为单一,且经济效益低,其主要原因有:传统种植习惯难以改变、市场导向欠缺、经济能力有限、政府政策不到位和劳动力不足等因素。(2)收集广东省60余种典型作物的相关数据,建立了作物属性数据库、作物经济效益数据库、专家知识库以及轮作原则标准库。在Visual Studio 2012平台上初步构建了“广东省典型作物轮作优化组配专家系统V1.0”。专家系统数据库采用office Access数据库保存,利用计算机C sharp语言编程。通过研发的专家系统可输出以下结果:输入某地区气候属性数据,专家系统则可根据已建好的作物生长适宜性属性的专家知识库,输出该地区适宜种植的作物清单;根据该地区适宜种植作物的生育期匹配,可输出该地区的作物轮作组配初步方案;根据该地区适宜轮作的农作物的经济效益数据库进行计算,进一步可输出地区经济效益较优的轮作组配方案;该专家系统还设置了一票否决功能,将劳动力、资金和种植习惯作为一票否决的条件删除不适应某地区可提供的生产条件的轮作模式。此外,该专家系统还可以将输出结果与广东省现有的轮作模式库以及系统中已设定为不宜轮作的模式库进行对比,进而删除和筛选一些不适用或不合理的模式,以进一步提高专家系统输出模式的实用性,最终为生产者提供作物轮作模式的多元化及优化选择。目前该专家系统仍存在许多不足。在今后的研究中将进一步完善专家系统,特别是对专家系统的基础数据库进行更新,使专家系统更加科学;在应用尺度上,将从广东省扩大至华南地区乃至全国范围,即建立全国范围内的作物轮作专家系统,提升该专家系统应用的科学性与广泛性。