全国干物质积累模型的建立以及作物生长模拟模型的应用

全国干物质积累模型的建立以及作物生长模拟模型的应用
作者：侯玉虹
来源：《农业开发与装备》 2017年第2期
摘要：农作物产量形成所必需的环境因子，可以理解为太阳辐射、温度、水分、二氧化碳和氧气、土壤和上壤肥力（无基营养元素）等的满足程度。

前人已分别对光（叶菲莫娃，1983）、温度（王雨，2007）、水分（郝玉兰等，2003）对作物生长发育的影响均做了大量研究，并得出重要结论。

但因为各地的气候生态情况各部相同，试验结果仅适用于研究区域，广适性、通用性相对较差。

本试验以现有模型为基础，通过光照、温度和水分等气候因子系数对不同区域模型进行模拟并加以验证，得到适用于全国各地的广适性模型。

关键词：产量；环境因子；气候生态
1 生态因子校正模型的建立
1.3 光合有效辐射校正模型的建立
采用翁笃鸣（1964）给出的光合有效辐射计算公式Q=Q0×（a×S0+b）计算。

其中，Q为光合有效辐射；Q0为天文辐射；S0为日照百分率；Q0与S0随着纬度发生变化。

a、b分别为不同地区系数。

1.4 水分校正模型的建立
相对生长量和降雨量之间的矫正模型：
2 各地模型参数的确定
本文在桦甸地区超高产模拟模型的基础上，乘以生态因子校正参数就可以得到其他地区各
指标的动态变化情况。

干物质积累模型具体公式如下：
DMA=DMAH×f（R）×f（S）×f（T）×f（Q）；DMAH=a/（1+be（-cx））
将P（T）、P（S）、P（R）和 P（W）以及P（TH）、P（SH）、P（RH）和P（QH）直接带
入公式计算。

利用上述公式，对新疆、内蒙古、山东、河北、陕西、廊坊等地区的各项指标进行模拟预
测发现，各个地区的生态因子校正参数存在差异，变化范围在0.4216～1.7451之间。

新疆、内蒙古、沈阳的校正参数均高于桦甸；山东省与桦甸地区接近；河南、河北、陕西以及廊坊地区
的的参数值均低于桦甸。

其中最高值出现在新疆地区，该地区光热资源丰富，其有效辐射为桦
甸地区的1.5倍，日照时数是其1.2倍，温度略高于桦甸，虽然降雨量仅为桦甸地区的0.87，
但其总体参数达到了桦甸地区的1.7451倍，这就说明该地区只要解决水分的限制，产量提高的空间非常大；最低值出现在陕西省，温度和降雨量与桦甸接近，但其日照时数仅为桦甸的0.48，导致其总体参数远远低于桦甸。

这也说明日照时数成为陕西省玉米产量提高的限制因素。

根据上述参数以及吉林桦甸超高产归一化模型，得到各个地区的相对化干物质积累模拟模型，见图1与图2。

3 模型验证
本文仅对干物质积累模型进行验证。

除了内蒙古地区以外，其他地区的测量值均与模拟值
比较接近，k值的变动范围在0.9623～1.1576之间，R2在0.9615～0.9998之间。

从模拟结果
的准确性与精确度来看，山东省、沈阳市、河北省以及河南省的模拟结果都比较理想。

说明相
对化干物质积累校正模型能够比较准确地反映作物群体干物质积累动态变化。

4 结论与讨论
本研究表明，模型参数在不同地区以及同一地区不同年份而不同，同一年份不同播期其校
正参数也不同。

其差异程度取决于当地的气候条件与最适气候条件接近程度。

本文利用廊坊品种、密度以及播期试验对校正模型进行验证，其中干物质积累校正模型对于低密、晚播、早熟
品种模拟的准确度较高。

总体上来说，校正模型均能较准确的模拟作物各指标的动态变化趋势。

而且利用该模型，只需知道各地区生育期内平均气温、平均日照时数、总降雨量以及有效辐射，便可模拟出各地区的干物质积累、叶面积指数以及净同化率，克服了以往进行连续测量的繁重
工作量及操作误差，为模型模拟研究提供了新的思路与简便方法。

参考文献
[1] 侯加林.温室番茄生长发育模拟模型的研究[D].中国农业大学，2005.
[2] 龙斯玉.气候生产力的研究之一——气候生产力模式[J].中国农业气象，1980，1（3）：408.
[3] 翁笃鸣.试论总辐射的气候学计算方法[J].气象学报，1964，34（3）：304-315.。