作物生态位适宜度模型及其在春小麦生长系统中的应用

以黄土高原半干旱区主要作物春小麦为研究对象,通过扩展经典生态位理论的内涵,定义作物生态位适宜度为作物的现实资源位与其最适生态位之间的贴近度,建立了数学模型,并依据大田试验结果进行了计算与分析.结果表明:补充灌溉、施氮肥和升高CO_2物质的量分数均具有提高适宜度、促进作物生长和增加产量的显著效果.其中:灌溉比无灌溉处理可导致春小麦适宜度(F(t))值平均提高18.5%,最大叶面积指数(LAI)平均增大27.2%,0～120 cm土层的根生物量平均增加19.3%;灌溉下施氮肥比不施肥处理其适宜度值平均提高14.8%,最大LAI值平均增加25.1%,0～120 cm土层的根生物量平均增加15.5%,籽粒产量增加37.6%;灌溉施肥条件下升高CO_2物质的量分数比不升高,适宜度值平均提高12.4%,最大LAI值平均增加11.6%,0～120 cm土层的根生物量平均增加9.8%,籽粒产量增加18.1%;而在无灌溉不施肥条件下其效果不显著.统计分析表明春小麦籽粒产量与适宜度之间呈现正线性相关关系.适宜度评价结果为:灌溉、施氮肥和升高CO_2物质的量分数的三种处理下属适宜,只灌溉或施肥的三种处理属中等,无灌溉不施肥的两种处理下属不适宜.其中:最大适宜度(F(t)=0.6996)和最高籽粒产量(3648 kg/hm~2)在灌溉、施氮肥和升高CO_2物质的量分数(升高74.5×10~(-6))组合处理下一致达到,表明这是一种半干旱区农田高产高效的综合措施.

Model of niche-fitness of crop species and its application to the growth and yield of spring wheat