全 文 ：第 28 卷 第 4 期 作　物　学　报 V o l. 28, N o. 4
2002 年 7 月　 555～ 560 页 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA pp. 555～ 560　 Ju ly, 2002
黄土高原地区玉米生产潜力模拟研究Ξ
李　军1, 2　王立祥1　邵明安2　樊廷录3
(1西北农林科技大学农学院, 陕西杨凌 712100; 2 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西杨
凌 712100; 3 甘肃省农业科学院旱地农业研究所, 甘肃兰州 730070)
摘　要　比较了作物生产潜力常规研究方法与作物生长模拟研究方法的特点, 在玉米生长模拟模型介绍、模型验证和
气候、土壤、作物数据库组建的基础上, 应用D SSA T 3 中的CER ES—玉米模型模拟研究了黄土高原 22 个地点玉米光
温生产潜力和气候生产潜力, 获得了各点 6～ 15 年玉米的产量潜力值, 并统计计算了研究时段内玉米生产潜力的平均
值、标准差、最高值、最低值和水分满足率。黄土高原春玉米光温生产潜力、气候生产潜力和水分满足率分别为
8271～ 15973 kgöhm 2、0～ 13543 kgöhm 2 和 0～ 1. 00。黄土高原夏玉米光温生产潜力为 5884～ 15387 kgöhm 2。研究结果
可为黄土高原玉米产量增进和作物结构调整提供一些信息和依据。
关键词　黄土高原; CER ES—玉米模型; 玉米生产潜力; 玉米产量模拟
中图分类号: S126. 1; S162. 5; S513　　　文献标识码: A
Sim ula tion of M a ize Poten tia l Productiv ity in the L oess Pla teau Reg ion of Ch i-
na
L I Jun1, 2　W AN G L i2X iang1　SHAO M ing2A n2　FAN T ing2L u3
(1 Colleg e of A g ronomy. N orthw est S ci2T ech U niversity of A g ricu ltu re and F orestry , Y ang ling. S haanx i 712100, Ch ina; 2 S ta te K ey L ab of
S oil E rosion and D ry land F arm ing on L oess P la teau. Institu te of S oil and W ater Conserva tion, Ch inese A cad emy of S ciences and M in istry of
W ater R esou rces. Y ang ling. S haanx i. 712100, Ch ina; 3D ry land F arm ing Institu te. Gansu A cad emy of A g ricu ltu ra l S ciences, L anz hou. Gansu
730070, Ch ina)
Abstract　O n the bases of m aize grow th sim u la t ion m odel in troduct ion, m odel va lida t ion and database es2
tab lishm en t, the CER ES2m aize m odel of D SSA T 3 w as u sed to sim u la te the pho to therm al po ten t ia l p roduc2
t ivity (PPP) and clim ate po ten t ia l p roduct ivity (CPP) of m aize a t 22 sites of loess p la teau reg ion of Ch ina.
T he m aize yield po ten t ia l da ta w ere ob ta ined from each site fo r 6 to 15 year period. T he m ean yield, yield
standard devia t ion, m ax im um and m in im um yield of m aize PPP and CPP as w ell as w ater con ten t ra t io
(W CR = CPPöPPP) w ere ca lcu la ted a t each site. T he est im ates of PPP, CPP and W CR of sp ring m aize in
the loess p la teau reg ion w ere 8271～ 15973 kgöha, 0～ 13543 kgöha and 0～ 1. 00 respect ively. T he value of
PPP of summ er m aize w ere 5884～ 15387 kgöha. T hese resu lts m ay p rovide som e info rm at ion on m aize
yield increase and crop p roduct ion adju stm en t in the loess p la teau reg ion of Ch ina.
Key words　L oess p la teau; CER ES2m aize m odel; M aize po ten t ia l p roduct ivity; M aize yield sim u la t ion
　　黄土高原地区是指黄土高原及其北部毗邻地
区, 是我国北方主要旱作农业区域。本地区玉米播
种面积 190 万 hm 2, 占粮食作物面积的 17. 9% , 总
产 91. 4 亿 kg, 占粮食总产的 30. 8% 左右, 是黄土
高原主要的粮食作物之一。玉米实际单位面积产量
4812 kgöhm 2, 居于黄土高原地区禾谷类作物单产
之首。玉米光合效率高, 生长期与降水季节分布吻
合性好, 高产稳产性优于小麦和糜谷。研究玉米生Ξ 基金项目: 国家“九五”科技攻关专题 (962004204209)、中国科学院知识创新工程项目 (KZCX22411)和UND P CPR 91ö114 项目资助。
作者简介: 李军 (19642 ) , 男, 甘肃泾川人, 副教授, 博士, 现在中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家
重点实验室博士后流动站工作, 主要研究方向为农业资源开发与高效耕作制度。
Received on (收稿日期) : 2000210225, A ccep ted on (接受日期) : 2001210225

产潜力, 有利于持续提高玉米产量, 为黄土高原地
区种植业结构调整提供理论依据。
1　黄土高原地区玉米生产潜力模拟研究方
法
1. 1　作物生产潜力常规研究方法与作物生长模拟
研究方法的比较
早期的作物生产潜力研究以公式推导为主, 但
由于各估算公式建模原理不同, 参数取值差异大,
估算结果相差悬殊, 难以合理定论。在“七五”、“八
五”旱农攻关研究期间, 形成了“公式概算—田区定
位试验—高产纪录值调查相结合”的生产潜力研究
方法[ 1 ] , 虽然取得了一定成效, 但由于方法粗略,
结果不够准确, 而且费时费力。公式概算法通常未
考虑作物本身的生长发育机理, 其概算值只是一种
光、热、水资源的生产承载力, 通常也难以得到不
同气候年型的作物生产潜力值。田区定位试验法通
常难以实现采用最佳田间管理措施的试验要求, 不
仅费时费力、投资较大, 而且难以覆盖不同的气候
类型区和气候年型。高产记录值调查法只反映了某
些有利气候年型和当时栽培条件下的作物生产潜力
值, 未能反映不同气候年型和栽培技术进步后的潜
力值。这三种方法虽然在一定程度上可以相互验
证, 但通常三者所获得的潜力值差异较大, 难以合
理取舍和定论。
在“九五”旱农攻关研究期间, 我们引进了美国
研制的作物生长模型软件包D SSA T 3, 采用作物生
长与产量形成的计算机模拟方法研究作物生产潜
力。作物生长模型能够详细量化描述作物的基本生
理生态过程, 对作物生产潜力估算较通常的公式概
算法精确性高, 可通过作物栽培方案优化模拟试
验, 获得最优栽培方式下的作物产量潜力, 可通过
多年的连续模拟试验, 获得不同气候年型的作物产
量潜力, 只要建立土壤、作物、气候资料数据库, 就
能覆盖不同的气候类型区, 获得任何地点和任何年
份的作物产量潜力, 方法简便快捷, 可节省大量人
力、物力。将作物生长模拟法与田区定位试验法和
高产记录值调查法相结合, 有利于准确合理的评价
一个地区的作物生产潜力。
1. 2　CERES—玉米模型简介
本研究利用D SSA T 3 中的CER ES—玉米模型
模拟研究黄土高原玉米的光温生产潜力和气候生产
潜力。CER ES—玉米模型能以天为时间步长, 动态
地和定量地描述玉米生长发育过程和产量形成以及
土壤水分、氮素的动态变化过程, 通过模拟玉米干
物质积累与分配、叶面积与根系扩大、阶段发育来
计算每平方米穗数、穗粒数和粒重, 最后获得玉米
的经济产量。该模型是迄今为止描述“玉米—土壤
—气候—管理”系统最复杂的模型, 包含三百多个
变量和二百五十多个数学方程, 本文只将该模型中
与生产潜力模拟有关的几个最主要的数学方程简述
如下[ 2 ]。
玉米的气候生产潜力 (C lim ate Po ten t ia l P ro2
duct ivity, CPP)是指现有玉米优良品种在其生长期
内, 在一个地区的光照、热量和自然降水资源存在
状况范围内, 旱作农田可能达到的单位面积最高产
量。在模拟估算玉米气候生产潜力时, CER ES—玉
米模型假设玉米不受养分和病虫草害胁迫, 只考虑
光、温、水等气候因素对玉米生长和产量形成的影
响, 模型中对玉米气候生产潜力的模拟计算主要采
用下列数学方程:
(1) 单株干物质生产量计算方程:
Y p = 0. 10 × (1 - e- 0. 65L ) × QP ×m in (F t, Fw 1)
式中: Y p 为逐日单株干物质生产量 (gö株) , L 为叶
面积系数, Q 为逐日太阳辐射量 (M J öm 2) , P 为每
平方米株数, F t 和 Fw 1 分别为温度胁迫因子和土壤
干旱胁迫因子 (均为无量纲因子, 取值范围 0～ 1) ,
m in 表示取二者之小。
(2) 单株叶面积增长量计算方程:
S l = 0. 00198 × (T m - 7) × (T m - 8) × Fw 2
式中: S l 为逐日单株叶面积增长量 (cm 2) , T m 为日
平均温度, Fw 2 为土壤干旱胁迫因子。
(3) 单株籽粒数计算方程:
G p = G 2 × P s - 195P s + 1018. 2
上式中: G p 为单株籽粒数, G 2 为玉米品种遗传参数
—潜在株粒数, P s 为平均光合作用速率。
(4) 单株粒重增长量计算方程:
W g = 0. 001 ×R g ×G p ×G 3 ×
(0. 45 + 0. 55 × Fw 1)
上式中 : W g 为逐日单株粒重增长量 (gö株) ; R g 为
相对灌浆速率因子; G p 为单株籽粒数; G 3 为玉米品
种遗传参数—逐日最大灌浆速率 (m gö粒) ; Fw 1 为
土壤干旱胁迫因了。
(5) 土壤干旱胁迫因子计算方程:
Fw 1 =
W r
0. 11 ×Q × (1 - e- L ) × (2. 04 × 10- 4 - 1. 83 ×
10- 4 ×A l) × (0. 6 × T m ax + 0. 4 × T m in + 29)
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上式中: W r 为根系总吸水量 (cm ) , 指土壤剖面各
土层根系吸水量R W ( l) 之和, R W ( l) 可由第 l土层的
土壤含水量W ( l)、凋萎系数L ( l) 和根长密度R ( l)
计算而得; Q 为逐日太阳辐射量 (M J öm 2) ; L 为叶
面积系数; A l 为作物与土壤总体反射率。
Fw 2 = 0. 67 × Fw 1
　　玉米的光温生产潜力 (Pho to therm al Po ten t ia l
P roduct ivity, PPP) 是指现有玉米优良品种在其生
长期内保持最适水肥状态时, 在一个地区的光照和
热量资源存在状况范围内所能实现的单位面积最高
产量, 是该地区灌溉农田玉米可能达到的产量上
限。在模拟玉米光温生产潜力时, CER ES—玉米模
型假设玉米不受养分、水分和病虫草害的胁迫, 只
考虑光照和热量资源状况对玉米生长和产量形成的
影响, 仍然采用上述数学方程, 只是不进行土壤水
分平衡计算, 使 Fw 1和 Fw 2的取值为 1, 消除了水分
对玉米生长和产量的影响。
1. 3　CERES—玉米模型验证
CER ES—玉米模型已在世界范围内进行了广
泛的验证和应用, 我国一些学者也对 CER ES—玉
米模型进行了初步验证和应用, 本研究采用 1981
年西安夏玉米有关性状模拟值与观测值[ 3 ]的对比分
析, 对该模型的模拟效果进行了验证 (见表 1) , 除
叶片数误差超过了 10% , 其它生育时期和产量性状
误差均较小, 认为这种模型具有较好的模拟效果,
可用于黄土高原玉米生产潜力研究。
表 1　　CERES—玉米模型对夏玉米有关性状模拟值与实测值的比较
Table 1　　Compar ison of observed value with simulated value from CERES-ma ize model of summer ma ize character istics
性状
Characterist ics
出苗期
(月2日)
Em ergence
date (m 2d) 吐丝期(月2日)Silk ingdate (m 2d) 成熟期(月2日)M aturitydate (m 2d) 生育期Grow thperiod(days) 叶片数N o. ofL eaf　 经济系数H arvestindex 穗粒数N um ber ofgrainper ear 千粒重 (g)Grain w eigh t(gö1000grain) 籽粒产量(kgöhm 2)Grain yield　
实测值
O bserved
6216 829 9217 100 22 0. 455 545 293. 8 6450
模拟值
Sim ulated
6213 8210 9219 102 25 0. 442 519 293. 6 6856
相差
D ifference
- 3 1 2 2 13. 64% - 2. 86% - 4. 77% - 0. 07% 6. 29%
1. 4　CERES—玉米模型数据库组建
CER ES—玉米模型运行需要建立黄土高原地
区气象、土壤和作物参数数据库。气象资料数据库
包含了覆盖黄土高原主要生态类型区的 22 个气象
台站的逐日气象资料, 资料来源于有关气象台站和
世界气象组织计算机网站, 资料年限为 1978～ 1992
年期间 6～ 15 年不等。逐日气象资料数据包括逐日
太阳辐射值、最高气温、最低气温和降水量。除逐
日太阳辐射值因为难以获得而采用多年平均月值内
插计算外, 其余三个气象要素均为逐日观测资
料[ 4～ 6 ]。由于采用逐日气象资料, 数据量很大, 购
买气象资料费用昂贵, 本研究中气象台站数量和数
据序列年数增加受到限制。
土壤数据库包含了 22 个气象台站所在地面积
最大的主要农田耕作土种 22 个, 将农田坡度、质地
组成、水分和养分状况等 16 个土种特征资料输入
计算机, 生成了黄土高原土壤特性数据库[ 4, 5, 7 ] , 在
玉米生产潜力研究中用于计算土壤温度和土壤水分
状况。
作物参数数据库包括了 CER ES—玉米模型在
黄土高原地区玉米品种的 6 个遗传特性参数, 用来
描述玉米的生长发育进程、植株形态与产量形成特
征。在广泛调查黄土高原各生态类型区 80 年代末
期至 90 年代初期生产上玉米主栽品种性状介绍与
试验资料基础上, 采用试错法模拟确定各品种遗传
特性参数, 最终确立了 17 个玉米品种的遗传特性
参数, 分别属于极早熟品种、早熟品种、中熟品种
和晚熟品种类型[ 4, 8～ 10 ]。生产潜力模拟研究中玉米
的播期与种植密度均按当地大田玉米丰产栽培措施
要求执行。
2　黄土高原地区玉米生产潜力模拟结果与
分析
2. 1　春玉米生产潜力
黄土高原北部与中部属北方春播玉米区, 南部
的汾渭河谷与豫西北为夏播玉米区。选取宝鸡、铜
川、洛川、延安、榆林、西峰、平凉、天水、兰州、
静远、盐池、银川、中宁、鄂托克、呼和浩特、朔
7554 期　　　　　　　　　　　　　　李　军等: 黄土高原地区玉米生产潜力模拟研究　　　　　　　　　　　　　　　　　

州、太原、隰县、长治等 19 个气象台站来模拟春玉
米生产潜力。另外, 运城、洛阳、西安 3 地实际生
产上春玉米种植面积很小, 以夏玉米为主, 仅作为
参考点。现将各地 6～ 15 年的模拟结果统计列于表
2。在表 2 中, 模拟年限代表该地点玉米产量模拟的
年数, 产量潜力的平均值、标准差、最高值和最低
值是指模拟研究年限内产量潜力的平均值、标准
差、潜力的上、下限, 分别表示各点产量潜力的高
低水平、年际稳定程度及变化范围。水分满足率
W CR 用气候生产潜力CPP 的平均值与光温生产潜
力 PPP 平均值之比表示, 即W CR = CPPöPPP, 表
示自然降水条件下降水满足作物需水的程度。
表 2　　黄土高原地区春玉米生产潜力模拟结果统计值
Table 2　　Statistica l va lue of multiple year simulation results of spr ing ma ize poten tia l
productiv ity in var ious distr icts of the loess plateau reg ion
地区
D istricts
模拟年限
Sim u2lat ion
years
光温生产潜力 (kgöhm 2)
Pho to therm al po ten tial p roductivity, PPP
平均值
X
标准差
S
最高值
M ax
最低值
M in
气候生产潜力 (kgöhm 2)
C lim ate po ten tial p roductivity, CPP
平均值
X
标准差
S
最高值
M ax
最低值
M in
水分满足率
W ater
conten t ratio,
W CR
宝鸡 Bao ji 13 13543 792 14620 12556 13543 792 14620 12556 1. 000
西安 X i′an 13 13403 1060 15435 11860 10678 3788 14466 3209 0. 797
铜川 Tongchuan 12 12660 902 13756 10621 11720 2331 13756 5339 0. 926
洛川 L uochuan 6 13133 942 14294 12219 13126 948 14294 12219 0. 999
延安 Yan′an 15 12988 679 13750 11626 10960 3780 13703 348 0. 844
榆林 Yulin 15 15915 1040 17774 13709 5752 5980 17264 0 0. 361
西峰 X ifeng 13 9817 911 11545 8074 8274 3208 11545 2267 0. 843
平凉 P ingliang 15 9888 736 11852 8653 7158 3185 10986 838 0. 724
天水 T ianshui 15 11685 487 12317 11005 9882 2869 12274 2281 0. 846
兰州 L anzhou 15 10013 879 11346 8772 1927 3294 9570 0 0. 192
静远 J ingyuan 11 9575 758 10810 8784 2908 3934 10810 0 0. 304
盐池 Yanch i 15 9310 1785 11698 3439 1902 2662 9409 0 0. 204
银川 Yinchuan 10 15973 980 17328 14707 0 0 0 0 0
中宁 Zhongning 15 15815 1050 18108 13776 0 0 0 0 0
鄂托克 E rtuoke 15 8271 593 8943 6891 0 0 0 0 0
呼和浩特 H uhehao te 15 10250 1020 11373 7794 4622 3407 10796 0 0. 451
朔州 Shuozhou 6 10723 392 11251 10139 5568 3825 10945 0 0. 519
太原 T aiyuan 15 11705 499 12378 10385 4979 4850 10205 0 0. 425
隰县 X ixian 13 12526 874 14332 11198 6843 5521 14332 0 0. 536
长治 Changzh i 6 12572 565 13227 11884 12453 486 13227 11884 0. 991
运城 Yuncheng 6 14245 958 15589 13135 11272 3038 15589 7743 0. 791
洛阳 L uoyang 15 15299 763 16596 14413 12577 3449 16400 4997 0. 822
　　表 2 数据表明, 黄土高原 22 个地点春玉米光
温生产潜力多年模拟结果平均值为 8271～ 15973
kgöhm 2, 标准差为 392～ 1785 kgöhm 2, 最高值为
8943～ 18108 kgöhm 2, 最低值为 3439～ 14413 kgö
hm 2。其中, 宁夏银川平原与陕北榆林一带为春玉
米光温生产潜力高值区, 均超过 15000 kgöhm 2, 渭
北高原与山西中部地区为次高值区约 12000～
13000 kgöhm 2, 陇东、陇中黄河沿岸、鄂尔多斯高
原、河套平原及晋西北约 8000～ 11000 kgöhm 2, 而
西安、运城、洛阳三点在现有品种生产潜力下, 由
于温度高, 春玉米生长期短, 产量潜力并非最高。
黄土高原春玉米气候生产潜力为 0～ 13543
kgöhm 2, 标准差为 0～ 5980 kgöhm 2, 最高值为 0～ 17264 kgöhm 2, 最低值为 0～ 12556 kgöhm 2。其中,银川、中宁、鄂托克为干旱区, 旱作农田玉米不能形成产量, 气候生产潜力为零。渭北高原和长治、运城、洛阳、西安、宝鸡等地为高值区, 春玉米气候生产潜力均超过 10000 kgöhm 2, 陇东、天水为次高值区, 达 7000 kgöhm 2, 其余各点低于 7000 kgöhm 2, 黄土高原西北部各点春玉米气候生产潜力均低于 4000 kgöhm 2。此外, 各点气候潜力标准差明显高于光温生产潜力, 说明各点气候生产潜力稳定性较差。从水分满足率看, 春玉米降水满足程度普遍较高, 黄土高原东南部地区春玉米水分满足率均在 0. 700 以上, 而黄土高原西北部则均低于 0. 600。
855　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　28 卷

2. 2　夏玉米生产潜力
黄土高原夏玉米分布在黄土高原东南部地区,
本文选取了黄土高原东南部冬麦区西安、宝鸡、铜
川、洛川、延安、天水、平凉、西峰、太原、长治、
隰县、运城、洛阳等 13 个气象台站模拟夏玉米生产
潜力。通常夏玉米是在冬小麦收获后复种的, 夏玉
米的气候生产潜力涉及因素较多, 除受夏玉米生长
季节降水量影响外, 还与前茬作物遗留的土壤水分
数量有关, 在不同熟制下 (一年一熟、二年三熟、三
年四熟制和一年二熟) 其产量潜力是有差异的。通
常情况下, 黄土高原地区凡能种植夏玉米的地区多
有补充灌溉, 因而, 研究夏玉米气候生产潜力意义
不大, 本文未列出夏玉米的气候生产潜力值。表 3
列出了 10 个代表点夏玉米光温生产潜力值。平凉、
西峰两地夏玉米不能正常成熟, 模拟结果为零, 洛
川因地势高亢, 气候冷凉, 夏玉米生长季节较短,
产量仅 1355 kgöhm 2, 这 3 个地点的模拟结果未在
表 3 中列出。
表 3　　黄土高原地区夏玉米光温生产潜力模拟结果统计值
Table 3　　Statistica l va lue of multiple year simulation results of summer ma ize poten tia l
productiv ity in var ious distr icts of the loess plateau reg ion
地区
D istricts
光温生产潜力 (kgöhm 2)
Pho to therm al po ten tial p roductivity, PPP
平均值
X
标准差
S
最高值
M ax
最低值
M in
地区
D istricts
光温生产潜力 (kgöhm 2)
Pho to therm al po ten tial p roductivity, PPP
平均值
X
标准差
S
最高值
M ax
最低值
M in
西安 X i′an 12436 1575 15605 10122 太原 T aiyuan 6910 712 7643 5430
宝鸡 Bao ji 10765 1191 12573 8487 长治 Changzh i 7610 334 8081 7107
铜川 Tongchuan 6959 806 8050 5530 隰县 X ixian 5884 1310 7797 3590
延安 Yan′an 6380 1357 7609 2785 运城 Yuncheng 14318 1130 16100 13024
天水 T ianshui 6642 895 7716 4935 洛阳 L uoyang 15387 1037 17639 13439
　　黄土高原夏玉米光温潜力平均值约 5884～
15387 kgöhm 2, 标准差 334～ 1575 kgöhm 2, 最高值
7609～ 17639 kgöhm 2, 最低值 2785～ 13439 kgö
hm 2。其中, 以西安、宝鸡、洛阳、运城四点夏玉米
光温潜力平均值最高, 均超过了 10000 kgöhm 2, 其
余各点均在 5000～ 7000 kgöhm 2 之间, 是夏玉米种
植的次适宜区。平凉、西峰、洛川三地不适宜种植
夏玉米。
表 4　　黄土高原地区春玉米生产潜力模拟值与实测值和概算值的比较
Table 4　　Compar ison among simulated y ield and observed y ield, ca lculated y ield of
ma ize poten tia l productiv ity in var ious distr icts of loess plateau reg ion
地区 D istricts
光温生产潜力 (kgöhm 2)
Pho to therm al po ten tial p roductivity, PPP
模拟值 Sim ulated 实测值 O bserved 概算值 Calcu lated
气候生产潜力 (kgöhm 2)
C lim ate po ten tial p roductivity, CPP
模拟值 Sim ulated 实测值 O bserved 概算值 Calcu lated
榆林 Yulin 15915 12480 14003 5752 - 5310
延安 Yan′an 12988 10350 12762 10960 6828 9847
铜川 Tongchuan 12660 - 10606 11720 7800 10342
西安 X i′an 13403 - 10597 10678 8340 7423
西峰 X ifeng 9817 - 13646 8274 6304 8285
兰州 L anzhou 10013 7765. 5 9565 1927 - 4524
长治 Changzh i 12572 - - 12453 7902 11616
　　注: 光温生产潜力实测值是水浇地产量, 气候生产潜力实测值是旱作农田产量。
　　N o tes: O bserved values of PPP and CPP are m aize yields on irrigated field and dryland field respectively.
3　黄土高原地区玉米生产潜力模拟值与试
验值的比较
　　将部分代表点春玉米生产潜力模拟值与前人有
关研究的田区试验实测值和公式概算值进行了比
较, 结果列于表 4。表 4 中春玉米生产潜力模拟值
是各地 6～ 15 年模拟结果的平均值, 实测值是气象
台站附近试验点在某一年的田区试验值或调查所得
的高产记录值, 公式概算值是采用蒋骏、王立祥提
出的宁南概算模式计算的潜力值[ 1, 11 ]。由于实测值
和概算值分别是某种特定气候年型和平均气候条件
下的潜力值, 样本数据太少, 不能与多年平均模拟
值进行统计分析, 只能就其数值进行直观的比较。
9554 期　　　　　　　　　　　　　　李　军等: 黄土高原地区玉米生产潜力模拟研究　　　　　　　　　　　　　　　　　

表 4 所列 11 个地区的春玉米产量潜力模拟值与概
算值较为接近, 而与田间实测值差距较大。
对黄土高原夏玉米生产潜力前人研究较少, 本
文以蒋骏、王立祥的公式概算值为对照[ 11 ] , 西安夏
玉米光温生产潜力模拟值和概算值分别为 12436
kgöhm 2 和 10130 kgöhm 2, 宝鸡分别为 10765 kgö
hm 2 和 7014 kgöhm 2, 铜川为 6959 kgöhm 2 和 8184
kgöhm 2, 延安为 6380 kgöhm 2 和 7279 kgöhm 2。在
关中地区, 夏玉米光温生产潜力模拟值略高于概算
值, 在渭北高原, 模拟值低于概算值。
上述研究结果表明, 利用 CER ES—玉米模型
研究玉米生产潜力, 方便快捷, 可以获得不同气候
年型下的玉米产量潜力变化范围, 虽然由于模型本
身的某些缺陷和输入参数的误差, 玉米产量潜力估
值可能并不十分准确, 但理论上应该较常规的作物
潜力研究方法为好, 应成为今后玉米生产潜力研究
的有效工具之一。当前在我国存在的主要问题是多
站点、长时段的逐日气象资料获取较为困难, 特别
是逐日太阳辐射值在气象台站也难以得到; 玉米品
种遗传特性参数的确定也较困难, 需要进行试验测
定和模拟估算; 此外, CER ES—玉米模型尚不能模
拟研究地膜覆盖栽培条件下的玉米生产潜力。今后
需要加强组建模型所需的气象与玉米品种遗传特性
参数数据库, 对模型进行进一步修订和完善, 并增
加对地膜覆盖栽培条件的模拟成分, 以促进作物生
长模型在玉米科学研究中的广泛应用。
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