水分胁迫与光照条件对棉花干物质和产量形成影响的数学模型

  本文关键词：水分胁迫与光照条件对棉花干物质和产量形成影响的数学模型，，由笔耕文化传播整理发布。

应用生态学报 2002年9月 第13卷 第9期 CHINESEJOURNALOFAPPLIEDECOLOGY,Sept.2002,13(9)B1085~1090

水分胁迫与光照条件对棉花干物质和产量形成影响的数学模型*

刘贤赵

3

1**

康绍忠 夏卫生

23

(1烟台师范学院地理与旅游系,烟台264025;2西北农林科技大学农业水土工程研究所,杨凌712100;湖南师范大学国土学院,长沙410081)

=摘要> 从作物冠层净同化速率入手,通过引入对CO2浓度、空气湿度、光照强度和土壤含水量反映较敏感的光能利用系数(B),建立了考虑水分胁迫和光照条件对作物干物质积累与产量形成影响的数学模型.模型考虑了水分胁迫与低光照下冠层阻力增加的设定,将反映作物冠层水分状况的功能叶水势(7l)作为参数纳入本模型.通过对土壤相对含水量(Aw)、气温(Ta)、水汽压差(VPD)的多元回归估算出7l,并将空气动力学阻力(Ra)简化为风速(u)的函数.盆栽试验应用实例和敏感性分析表明,该模型在诊断环境因子特别是土壤水分与光照因子对作物生长和产量构成的影响具有一定的实用性.关键词 水分胁迫 光照条件 干物质 产量 数学模型

文章编号 1001-9332(2002)09-1085-06 中图分类号 S562 文献标识码 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

土壤水分与光照条件是影响作物生长与产量构成的两个重要因素.在水分和N营养充足的条件下,干物质的积累和产量形成与作物本身截获的太阳辐射能量密切相关.特别是对作物实施不同水平的补偿光照处理能够起到延缓作物叶片衰老和增加籽粒产量的作用[13].然而在西北干旱、半干旱地区,一般作物在相当长的生长发育时期要靠前一年秋季降雨后蓄积在土壤深层的水分,因而往往经历着水分亏缺并伴随夏季中午高光强的胁迫,直接限制了作物的光合潜力和增产潜力的发挥,使作物生长速率下降,单位时间内干物质积累量减少,最终导致作物产量的.[1,19]

质积累与产量形成等方面已建立了较多的数学模型,但大多数是以统计方法为基础,通过回归分析描述环境因子与作物产量的关系,因而所得结果带有一定的

经验性,很难区分单一的环境因子对作物生长和产量形成的影响[1].20世纪80年代以来,Ritchie和Ot-ter、vanKeulen和Seligman、Stapper和Harris以大量的假设和一系列需要定义的变量为基础,建立了考虑温度与光照条件对玉米、大豆等作物生长、产量形成影响的机理模型.但由于模型极其复杂,很难明确区分单一环境因子对作物生长的影响,从而使模

*国家杰出青年基金项目(49725102)、西北农林科技大学青年专项基金、烟台师范学院人才引进基金资助项目.**通讯联系人.

25,12-08接受.

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