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 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煙臺師范學(xué)院地理與旅游系,煙臺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,并將空氣動力學(xué)阻力(Ra)簡化為風(fēng)速(u)的函數(shù).盆栽試驗應(yīng)用實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 1001-9332(2002)09-1085-06 中圖分類號 S562 文獻標(biāo)識碼 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).特別是對作物實施不同水平的補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目(49725102)、西北農(nóng)林科技大學(xué)青年專項基金、煙臺師范學(xué)院人才引進基金資助項目.**通訊聯(lián)系人.

25,12-08接受.

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