作物产量是作物自身生长发育特性、环境条件(气象、土壤条件等)和栽培技术三者共同作用的结果。

　　根据这种认识,我们对产量与上述三者的相互关系进行了试验研究,并通过模拟加以确定和概括,即可用以作出产量预报,为控制作物产量形成过程提供较为可靠的依据。

　　一、产量预报因子的选择和产量模拟方程的建立

　　农作物产量的90一95%是通过光合作用制造有机物质积累起来的。太阳辐射能是绿色植物进行光合作用的唯一能源。但对作物产量有实际意义的是投射到作物体的那一部分太阳辐射能,在现有条件下,要实测其数值是困难的。尤其是因为它受群体大小的影响很大,而群体大小又不一,所以植株实际接受到的太阳辐射能也各不相同。叶面积指数是衡量群体大小的主要标志之一,它在很大程度上制约着群体的截光量,一般可使用叶面积测量仪等专业仪器进行测定。

　　叶片对气象条件以及水、肥、密度等措施反应敏感,它能够综合地反映出环境条件、栽培技术的作用;它是作物进行光合作用的主要器官,与产量形成过程相关密切。

　　1975一1978年我们曾测定了春小麦(丰产试验任)主要发育期(分集、拔节、孕穗、扬花、乳熟)的叶面积指数和对应的产量。叶面积测定采用长x宽的方法,品种为墨卡,样品共25个,其中包括不同密度(基本苗10一36万/亩)、施肥量(折纯氮肥。一60斤/亩)、灌头水期(4月30日一5月13日)等处理,亩产700一1。。0斤,所取样品代表中等以上生产水平。

　　依据上述资料,计算了产量与分桑、拔节、孕穗、扬花、乳熟期叶面积指数的相关关系,其相关系数分别为一0.25,0.49*、0.66**、0.79**、0.74.*。除分萦期因当时尚未封行,光不是限制因子,其叶面积指数与产量关系不显著并且表现为负相关以外,拔节一乳熟期相关均显著,而且相关系数逐渐增大,至扬花期达最大值,乳熟期稍有下降。我们曾计算最大叶面积低。抛物线曲线都存在着一个极值。求出图1、2、3、4所列出的四个抛物线的极大值,即得到主要发育时期的临界叶面积指数:拔节期5左右、孕穗期9左右、扬花期7左右、乳熟期5左右。了解各发育阶段临界叶面积指数,对农业生产有一定参考价值。因为在目前生产条件下,必须把群体控制在临界值左右,才能获得较高产量。

　　利用积分回归方法分析了不同时期叶面积指数对产量的“贡献”。积分回归表达式为:

　　夕二a。+a;x;+a:x:+a3x3+a;x‘+asx。(z)式中乡为产量估价值、x:、xZ、x3、x4、x。分别表示分粟、拔节、孕穗、扬花、乳熟期叶面积指数,a。、a,、a之、a3、a4、a。为回归系数。经计算,求得al=一194。85,a:二一68。55,a3=3!。53,a、=123.54,as=108.22。

　　小麦扬花期叶面积大小反映了前期叶面积增长状况。如扬花期叶面积指数与分孽、拔节、孕穗期叶面积指数的相关系数分别为一0.32、0.81**、0.86**;扬花期后进入子粒形成期,即是决定产量高低的关键时期。相关分析表明,在分孽、拔节、孕穗期叶面积指数保持一定条件下,扬花期叶面积指数与产量的相关系数在。.9以上,即产量高低几乎完全取决于扬花期的叶面积大小。因此,选择扬花期叶面积指数作为产量预报的主要因子。

　　如前所述,产量与扬花期叶面积指数可以用抛物线形式表示,夕二424.65+133.95F扬一9.43F2扬(2)式中夕为产量预报值(斤/亩),F扬为扬花期叶面积指数。经F检验,回归效果极显著;即利用扬花期叶面积指数预报产量是可行的。

　　试验研究证明:叶面积指数大小与水分条件(指灌水适时)、氮肥多少、种植密度关系密切。气象条件(主要是出苗至灌水期间的总降水量和平均气温)对叶面积指数影响也很大。如果温度高,蒸发量大,则土壤蓄存水分较少,会使发育期提早,营养生长期缩短,在这种情况下一般群体较小。我们曾分析春季(指4月中旬一5月上旬,下同)不同气象条件(主要是降水量和温度)的配合,春小麦生长发育与产量形成的特点及其相应的栽培措施。春季干早、高温,小麦生育受抑制,群体较小,分粟多且成穗率较高,每亩穗数较多,但每穗粒数较少,故此时主要问题是防止群体过小和穗粒数减少。春季多雨低温,小麦生长量较大、发育迟,群体较大,分孽少且成穗率较低,每穗粒数也减少,故此时主要问题是防止群体过大和穗数、每穗粒数减少。综合上述,制约扬花期叶面积指数大小的因子与F扬的关系可以下列函数式表示:

　　F扬=b。+b,x,+b:xZ+b3x。+b‘x‘(3)式中F扬为扬花期叶面积指数估计值,b。、b:、b:

　　b。、b4为多元回归系数,xl为出苗一灌头水时的降水量(毫米),x:为种植密度(万苗/亩),x。为氮肥量(将所施入麦田肥料折算成纯氮肥斤/亩),x、为出苗一灌头水期间的积温。

　　计算求得:b。二8.45,b孟=0.1327,b:二一0.0386,b3=0.0303,b、=一0.2030。

　　F扬=8.45+0.1327x工一0.0386x:+0.0303x3一一0。1030x4(4)上式的复相关系数为0.84,标准误差为士0.34,相对误差为6.。%,经F检验,多元回归方程式(4)极显著。即运用(4)式估算扬花期叶面积指数可靠。

　　二、产量摸拟方程的具体应用

　　1.产量预报

　　现以1976年代号S,一:试验田为例,说明产量预报计算过程。

　　出苗至灌头水时累积降水量x;二8.6毫米,种植密度xZ=36.34万苗/亩,施肥量折纯氮肥量x3=48.62斤/亩,5月9日灌头水,出苗至灌头水时积温、、二3500C。将x,、x:、x3、x、代入方程(4),求得F扬二6.1,实测值F扬二5。8,两者相差0.3。将F扬再代入方程(2),求得夕=89。斤/亩,实测值Y二863.4斤/亩,相差27.5斤。

　　2.选择适宜的栽培措施

　　(1)选择适宜的灌头水时间如果已知x:=。,x:二19.07万苗/亩,计划施纯氮肥x3二60.94斤,要求F扬=7,选择什么时间灌头水较为适宜呢?

　　将上述各值代入方程式(4),求得x‘二250“C,即出苗后积温达25。℃时,是适宜的灌头水时间。如果要求F扬=6.5,可求得x;二300℃。实际情况是,当x、=3300C时灌头水,则扬花期叶面积指数达到6.5,积温估计值与实测值相差30℃,相当2天时间。

　　(2)确定施肥量已知:、,二15.4毫米、x:=37.63万苗/亩,计划5月13口灌头水,则x、=凌6少C,要求F扬=6,每亩需要施纯氮多少斤?同样将上述各值代入方程式(4),求得x3二53斤/亩,实际情况是施用纯氮55斤,F扬达到6.1,估计位与计算值接近。

　　(3)确定适宜头水期和施肥量己知x*=。、x:二18.8。万苗/亩,要求F扬=6,现在需要确定适宜头水期和施肥量。

　　同样将上述各值代入方程式(4),求得当x。二透。斤/亩时,x‘二290“C;x3=50斤/亩时,x‘“3200C;x3二60斤/亩时,x、=35。’C。上述结果说明,若保持群体大小不变,低肥宜早灌头水;高肥宜迟灌头水。