扬州市粮食作物生产潜力研究

作者:刘臣辉;崔小丽;吴瑾;吕信红 刊名:安徽农业科学 上传者:苗辉(综述)

【摘要】对潜力递减法的基本参数逐个研究,给出各个参数的取值或者是具体的计算模型,计算扬州市粮食作物玉米、水稻和小麦的生产潜力。结果表明,光能利用率取3.51%,水稻、小麦、玉米的经济系数分别取0.50、0.40、0.35,在最差气候条件下生产潜力与平均状态分别相差4%、4%和2%,最佳气候条件下,分别比平均条件高3%、7%和2%,相差在较低的水平上,且产潜比都是在30%左右,验证了所选参数适合应用于计算扬州市粮食作物生产潜力的计算。扬州市粮食作物的生产潜力平均在20 751~21 709、26 239~27 954、15 857~17 611 kg/km2,增产潜力大,温度和土地质量是主要的限制因子。

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植物生产潜力计算方法有两类,一类是经验公式法,另一类是机制法。经验公式法是通过统计某种因子与产量的关系获得的,有迈阿密模型[1]、桑斯维特纪念模型[2]、格思纳里思模型等,迈阿密模型根据年降水量和年平均温度计算植物生产潜力,桑斯维特纪念模型利用年蒸散量预测植物生产量,格思纳里思模型根据植物生产能力与植物生长期长度之间的相关关系预测植物生产量;机制法是按照作物产量的形成机理,根据影响光合作用的最主要因素辐射和热量条件来计算生物量,有瓦赫宁根模型、农业生态区域法和潜力递减法等,瓦赫宁根模型是以早期进行试验为依据,只适用于较少的作物,农业生态区域法是在受光温和作物品种影响条件下通过作物干物质生产率建立起来的,潜力递减法是依据光能、温度、水分、土壤对植物生产潜力的影响逐步订正计算植物生产潜力的方法。1方法与模型潜力递减法是通过光合生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力、土地生产潜力几个阶段逐步订正计算植物生产潜力的方法,公式为:Y(Q,T,W,S)=Y(Q)f(T)f(W)f(S)(1)式中,Y(Q,T,W,S)为植物生产潜力,Y(Q)为光合生产潜力,f(T)、f(W)、f(S)分别为温度、水分、土壤影响的订正系数。对于光、温、水、土的订正,不同学者从不同的角度研究得出了多种计算模型,结合扬州市的气候条件筛选了如下的模型。光合生产潜力是指植物在温度、水分、养分等条件保持最适状态时,由太阳光能资源所决定的生产力,邓根云等根据光能利用率F对光能生产潜力进行估算[3],所使用的模型为Y(Q)=108/(C103)FEQ。式中,F为光能利用率;C为能量转换系数,即1g干物质所结合的化学能,对于大多数作物其值平均为17.85kJ/g;E为经济系数;Q为太阳辐射总量(kJ/cm2)。光温生产潜力是用温度影响函数订正式对光合生产潜力订正,沈思渊根据喜凉作物和喜温作物区别,提出了温度修正系数的估算[2]。喜凉:f(T)=0T0T/20020(2)(3)喜温:f(T)=0.033T-0.26T<210.0714T-1.0021T<281.0028T<32-0.083T+3.6732T<440T<6和T>44式中,T为作物生育期平均气温。气候生产潜力用水分订正函数对光温生产潜力订正,对于水浇地来讲,水分条件不受限制,旱耕地要进行水分订正,为了数据获取容易,使用迈阿密模型进行订正[4]:f(W)=1-e-0.065r。式中,r为月降水量(mm)。土地生产潜力考虑土地质量的差异,在气候生产潜力的基础上,进行土地质量修正。石竹筠[5]土地质量系数公式为f(S)=(F1a1+F2a2+F3a3)/Fiai。式中,F1为一等耕地的面积,F2为二等耕地的面积,F3为三等耕地的面积;a1为一等耕地产量比值,a2为二等耕地产量比值,a3为三等耕地产量比值。2参数选取由于植物生产潜力最后的计算结果完全受参数的影响,所以在计算江苏省植物生产潜力之前,需要对参数进行选取。2.1选取原则适合江苏省的原则;可比性原则;与实际水平联系原则;发展的原则。2.2计算参数取值T和r是由当地的气候条件决定的,F1、F2、F3是由区域的一、二、三等地的面积决定的,a1、a2、a3是与之对应的耕地产量比值,分别取1.00、0.80、0.65,所以参数的选取关键是对F和E的选取(表1、2)。赵春华等与赵育民等从光合作用量子角度,研究了保留在作物体内的总辐射能量[6-7];许大全考虑到呼吸损失,得到净生产的光能利用率上限;解锋从叶绿体的光化角度分析研究了光能利用率[8];魏丽华与毛艳铃在分近、远期目标[9-10],李兰

参考文献

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