全 文 ：文章编号:1000-2375(2000)0100-0095-02
看麦娘(Alopecuras aequalis sobol)与小麦株高
发育的动态模拟模型
涂修亮1 , 胡秉民2 , 朱俊林1
(1.湖北大学生命科学学院 ,湖北 武汉 430062;2.浙江农业大学基础课部 , 浙江 杭州 310029)
摘　要:模拟了潜在生产条件下看麦娘与小麦株高发育的动态变化 ,并建立了模拟模型 , 模型可为进一步
模拟看麦娘与小麦共生群体光合作用过程提供依据.
关键词:小麦;看麦娘;模拟模型
中图分类号:S451.1;Q141　　　文献标识码:A
收稿日期:1999-05-24
基金项目:湖北省自然科学基金资助项目(98J008);湖北大学人才基金资助项目
作者简介:涂修亮(1967-　),男 ,博士 ,副教授
早在 60年代 ,de Wit就提出了杂草与作物竞争的数学模型[ 1] ,运用数学模型研究杂草与作物的竞
争关系多有报道[ 2 , 3] ,杂草和作物的密度 、株高 、叶面积指数等对于杂草与作物竞争过程中 ,与对光照 、
水分和养分的争夺密切相关 ,其中有关杂草与作物竞争的密度模型 、叶面积指数模型较为多见.事实上 ,
在杂草或作物的不同冠层高度 ,其叶面积指数分布是不同的[ 4] ,同时 ,由于杂草与作物的不同植株高度 ,
在杂草与作物竞争过程中 ,杂草与作物混生冠层光的吸收也不一样[ 5] ,研究杂草与作物共生群体株高发
育动态 ,对于探讨杂草与作物的竞争关系 ,具有重要作用.看麦娘(Alopecuras aequalis aobol)是危害长
江中下游地区稻麦轮作田的一种恶性杂草 ,它与小麦几乎同时出苗 ,并立即达到发生高峰 ,是较难防除
的麦田主要杂草.通过田间试验 ,运用数学模型方法 ,模拟看麦娘与小麦株高发育动态 ,进而为模拟看麦
娘与小麦共生群体光合作用过程提供依据(另文发表).
1　材料与方法
试验于 1996 ～ 1997年在浙江农业大学试验农场进行 ,试验地土壤肥力中等且均匀一致 ,前茬水稻 ,
属长江中下游地区典型的稻麦轮作田.供试小麦品种为 941 ,看麦娘种子于 1996年 4 ～ 5月间在农场麦
田收集.试验于 1996年11月5日播种 ,1997年5月14日收获 ,看麦娘和小麦混合播种 ,小麦和看麦娘初
始密度分别为 166和 150株/m2 ,小区面积 15.12 m2 ,3次重复 ,整个生育期水肥供应充足 ,其它杂草一律
人工拔除.看麦娘和小麦密度于1996年 11月 25日(小麦3叶期)以前以拔除多余植株确定 ,各重复间误
差不超过初始密度的 3 %.每隔 15 d取样一次 ,每次各取看麦娘和小麦 10株 ,并分别测量其株高.
由于种内和种间作用的影响 ,可以认为 ,看麦娘和小麦的株高是以 Logistic 方式增长的 ,其模型可描
述为:　　　　HT1 = Hmax1
1+ea1-b1t , 　　HT 2 =
Hmax2
1 +e a2-b2 t . (1 ,2)
其中 HT1 、HT2分别为小麦和看麦娘的株高/cm , Hmax1 、Hmax2分别为小麦和看麦娘的理论最大株高/
cm , t为小麦出苗后的天数/d , a1、a2 、b1 、b2分别为模型系数.模型参数的拟合采用麦夸尔特法[ 6] .
2　结果与分析
各取样日看麦娘和小麦平均株高如表 1所示.据表 1 ,给出小麦和看麦娘的理论最大株高 Hmax1 、
第 22 卷第 1期
2000 年3 月
湖北大学学报(自然科学版)
Journal of Hubei University(Natural Science Edition)
　Vol.22　No.1　
Mar., 2000
出苗后天数
图 1　看麦粮和小麦的株高发育过程
①②③④分别代表小麦实测株高 、小麦模拟
株高 、看麦粮实测株高 、看麦粮模拟株高
表 1　小麦和看麦娘的平均株高变化 cm
取样日(月/日) 小麦 看麦娘
1996.11/ 12 2.1 1.0
11/27 11.6 3.7
12/12 17.3 6.3
12/27 23.5 9.2
1997.1/ 13 24.5 10.8
1/27 33.6 12.9
2/13 41.8 16.4
3/4 50.9 22.5
3/18 69.9 26.4
4/2 78.5 28.9
4/17 92.2 29.4
5/4 91.2 29.7
5/14 91.8 28.3
Hmax2的初值 ,然后编制计算机程序运行 , 以一定的步长变换
Hmax1和 Hmax2的初值 ,最后取复相关系数 R2(R2 ∈[ 0 , 1])最
大的结果为最终拟合结果 ,分别得出小麦和看麦娘的株高随
时间(出苗后天数)发育的 Logistic模型如下:
HT1 = 102.92
1+e3.40-0.032 4t , 　HT2 =
32.00
1+e2.40-0.028 7t (3 ,4)
经方差分析 ,上述模型均在1 %水平下极显著.看麦娘和
小麦的实测株高和模拟株高发育进程如图 1所示.
图1表明了模型(3)和(4)可较好地反映小麦和看麦娘的
株高变化 ,确定了小麦和看麦娘的株高变化趋势 ,为下面进一
步分析小麦和看麦娘的叶面积沿株高方向的分布及其复合群
体的光合作用的模拟(另文发表)奠定了基础.
3　讨　论
杂草与作物的竞争 ,其实就是它们对生活必需物质(光
照 、水分和养料)的竞争 ,在其竞争过程中 ,杂草和作物的株高
是重要的影响因子 ,研究杂草与作物的株高发育动态 ,是为了
更好地模拟杂草与作物在不同植株冠层对光能的吸收.如前
所述 ,杂草和作物不同的植株高度 ,其叶面积指数沿冠层高度
的分布是不同的 ,因而不同冠层高度杂草或作物的光能吸收
量也是不同的 ,同时由于冠层的不同高度植株的相互遮蔽 ,阳
光直接照射叶片与阴蔽叶片的光合能力也是不同的.弄清不
同生育阶段杂草和作物的株高动态 ,对于进一步模拟其共生
群体的光合作用 ,具有重要意义 ,而目前这类研究 ,对于这方
面的注意是不够的.
参考文献:
[ 1] de Wit C T , Goudriaan J.Simulation of ecological process[ M] .Wageningen:
Simulation Monographs Pudoc , 1978.[ 2] Lotz L A P , Chritensen S , Cloutier D , et al.Prediction of the competitive effects of weeds on crop yields based on the relative leaf
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[ 3] 涂修亮 ,胡秉民 , 程功煌 ,等.小麦叶面积指数变化的模拟[ J] .作物研究 , 1999 , 13(1):13 ～ 14.
[ 4] Graf B , Rakotobe O , Zahner P , et al.A simulation model for the dynamics of rice growth and development.Book Ⅱ.The competition
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[ 6] 涂修亮 ,胡秉民.看麦娘与小麦的竞争效益模型[ J] .浙江农业大学学报 , 1999 , 21(1):36～ 40.
A simulation model of Alopecuras aequalis sobol and wheat height development
Tu Xiuliang1 ,Hu Bingmin2 ,Zhu Junlin1
(1.School of Life Science ,Hubei University ,Wuhan 430062 , China;
2.Department of Basic Courses , Zhejiang Agricultural University ,Hangzhou 310029 , China)
Abstract:The development of Alopecuras aequalis sobol and wheat height was simulated by the 1996 ～ 1997
field experiment under potential condition , and the simulation models were established , the models can be the bases
for the photosynthesis of Alopecuras aequalis sobol and wheat population.
Key words:wheat;Alopecuras aequalis sobol ;simulation model (责任编辑　游　俊)
96 湖北大学学报(自然科学版) 第 22 卷