本文關(guān)鍵詞：水分脅迫與光照條件對棉花干物質(zhì)和產(chǎn)量形成影響的數(shù)學(xué)模型，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 2002年9月 第13卷 第9期 CHINESEJOURNALOFAPPLIEDECOLOGY,Sept.2002,13(9)B1085~1090

水分脅迫與光照條件對棉花干物質(zhì)和產(chǎn)量形成影響的數(shù)學(xué)模型*

劉賢趙

3

1**

康紹忠 夏衛(wèi)生

23

(1煙臺(tái)師范學(xué)院地理與旅游系,煙臺(tái)264025;2西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)業(yè)水土工程研究所,楊凌712100;湖南師范大學(xué)國土學(xué)院,長沙410081)

=摘要> 從作物冠層凈同化速率入手,通過引入對CO2濃度、空氣濕度、光照強(qiáng)度和土壤含水量反映較敏感的光能利用系數(shù)(B),建立了考慮水分脅迫和光照條件對作物干物質(zhì)積累與產(chǎn)量形成影響的數(shù)學(xué)模型.模型考慮了水分脅迫與低光照下冠層阻力增加的設(shè)定,將反映作物冠層水分狀況的功能葉水勢(7l)作為參數(shù)納入本模型.通過對土壤相對含水量(Aw)、氣溫(Ta)、水汽壓差(VPD)的多元回歸估算出7l,并將空氣動(dòng)力學(xué)阻力(Ra)簡化為風(fēng)速(u)的函數(shù).盆栽試驗(yàn)應(yīng)用實(shí)例和敏感性分析表明,該模型在診斷環(huán)境因子特別是土壤水分與光照因子對作物生長和產(chǎn)量構(gòu)成的影響具有一定的實(shí)用性.關(guān)鍵詞 水分脅迫 光照條件 干物質(zhì) 產(chǎn)量 數(shù)學(xué)模型

文章編號(hào) 1001-9332(2002)09-1085-06 中圖分類號(hào) S562 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Amathematicalmodelofwaterstressandlightconditioneffectsoncottondrymatterandyieldformation.LIUXianzhao1,KANGShaozhong2,XIAWeisheng3(1DepartmentofGeographyandTourism,YantaiNor-malCollege,Yantai264025;2InstituteofAgriculturalSoilandWaterEngineering,NorthwestScience&TechnologyUniversityofAgriculturalForestry,Yangling712100;3CollegeofNationalLand,HunanNormalUniversity,Changsha410081).-Chin.J.Appl.Ecol.,2002,13(9):1085~1090.

Amathematicalmodelwasdevelopedtoanalyzetheeffectsofwaterstressandlightconditiononcropdrymatteraccumulationandyieldformationbasedoncanopycarbonnetassimilationrate.Thefunctionleafwaterpotential(7l)indicatingthewaterstatusofcanopywasincorporatedintothismodel,accordingtotheassumptionthatthecanopyresistance(Rc)wasincreasedundertheconditionsofwaterstressandlowlightdensity.7lwasest-i

matedbyasimplifiedregressionequation,inwhich,theindependentvariableswererelativesoilmoisture(Aw),ambienttemperature(Ta),andvaporpressuredeficit(VPD).Theaerodynamicresistance(Ra)inthemodelwasdefinedasafunctionofwindspeed(u),andtheyieldwascalculatedbyalinearincreaseinharvestindex(hi)withtime.Themodeleddataagreedwellwiththedataobservedfrompotexperiment.Sensitivityanalysisandsimulationresultssuggestedthatthemodelcouldbeusefulinidentifyingenvironmentfactors,especiallysoilwatercontentandlightdensityeffectsoncropgrowthandyieldformation.

Keywords Waterstress,Lightconditions,Drymatter,Yield,Mathematicalmodel.

1 引 言

土壤水分與光照條件是影響作物生長與產(chǎn)量構(gòu)成的兩個(gè)重要因素.在水分和N營養(yǎng)充足的條件下,干物質(zhì)的積累和產(chǎn)量形成與作物本身截獲的太陽輻射能量密切相關(guān).特別是對作物實(shí)施不同水平的補(bǔ)償光照處理能夠起到延緩作物葉片衰老和增加籽粒產(chǎn)量的作用[13].然而在西北干旱、半干旱地區(qū),一般作物在相當(dāng)長的生長發(fā)育時(shí)期要靠前一年秋季降雨后蓄積在土壤深層的水分,因而往往經(jīng)歷著水分虧缺并伴隨夏季中午高光強(qiáng)的脅迫,直接限制了作物的光合潛力和增產(chǎn)潛力的發(fā)揮,使作物生長速率下降,單位時(shí)間內(nèi)干物質(zhì)積累量減少,最終導(dǎo)致作物產(chǎn)量的.[1,19]

質(zhì)積累與產(chǎn)量形成等方面已建立了較多的數(shù)學(xué)模型,但大多數(shù)是以統(tǒng)計(jì)方法為基礎(chǔ),通過回歸分析描述環(huán)境因子與作物產(chǎn)量的關(guān)系,因而所得結(jié)果帶有一定的

經(jīng)驗(yàn)性,很難區(qū)分單一的環(huán)境因子對作物生長和產(chǎn)量形成的影響[1].20世紀(jì)80年代以來,Ritchie和Ot-ter、vanKeulen和Seligman、Stapper和Harris以大量的假設(shè)和一系列需要定義的變量為基礎(chǔ),建立了考慮溫度與光照條件對玉米、大豆等作物生長、產(chǎn)量形成影響的機(jī)理模型.但由于模型極其復(fù)雜,很難明確區(qū)分單一環(huán)境因子對作物生長的影響,從而使模

*國家杰出青年基金項(xiàng)目(49725102)、西北農(nóng)林科技大學(xué)青年專項(xiàng)基金、煙臺(tái)師范學(xué)院人才引進(jìn)基金資助項(xiàng)目.**通訊聯(lián)系人.

25,12-08接受.

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