全 文 ：中国生态农业学报 2012年 9月 第 20卷 第 9期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Sep. 2012, 20(9): 1158−1165


* 国家科技支撑计划课题(2011BAD32B01)、公益性行业(气象)科研专项(GYHY201106021)和重庆市科技攻关项目(CSTC2011AC1168)
资助
** 通讯作者: 赵艳霞(1968—), 女, 博士, 研究员, 主要从事农业生态系统模拟研究。E-mail: zyx@cams.cma.gov.cn
张建平(1975—), 男, 博士, 高级工程师, 主要从事作物系统模拟、农业气象灾害与气候变化影响评估等研究。E-mail: jeepjohn@163.com
收稿日期: 2012-01-18 接受日期: 2012-05-29
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.01158
不同发育期干旱对冬小麦灌浆和产量影响的模拟*
张建平1 赵艳霞2** 王春乙2 杨晓光3 王 靖3
(1. 重庆市气象科学研究所 重庆 401147; 2. 中国气象科学研究院 北京 100081;
3. 中国农业大学资源与环境学院 北京 100193)
摘 要 为探明不同强度干旱对农作物生长过程所产生的影响, 本文基于作物生长模型 WOFOST, 采用数值
模拟方法, 模拟分析了河南省郑州地区冬小麦在拔节期、抽穗期和灌浆期分别发生不同程度干旱、两个发育
期以及 3 个发育期都发生不同程度干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响。结果表明, 当单一发育期供水减少
10~30 mm时, 干旱导致小麦灌浆强度在正常灌浆后的第 14~18 d下降, 可使小麦减产 1.34%~12.5%, 且以抽穗
期干旱影响最大, 其次是灌浆期干旱, 拔节期干旱影响最小; 当两个发育期供水都减少 10~20 mm时, 干旱导
致小麦灌浆强度在正常灌浆后的第 10~17 d 下降, 可使小麦减产 4.94%~21.88%, 且以抽穗期和灌浆期干旱影
响为最大, 其次是拔节期和灌浆期干旱, 拔节期和抽穗期干旱影响最小; 当 3个发育期供水都减少 5~15 mm时,
干旱导致小麦灌浆强度在正常灌浆后的第 11~16 d 下降, 可使小麦减产 3.93%~24.84%。可见, 干旱致使土壤
水分亏缺, 影响了作物正常的灌浆强度, 进而导致作物减产。干旱发生时段与程度不同, 造成作物的减产率也
不尽相同, 多个发育期干旱导致小麦的减产率往往大于单一发育期干旱相叠加的效应。
关键词 WOFOST作物生长模型 干旱 冬小麦 发育期 灌浆过程 产量 模拟
中图分类号: S365 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)09-1158-08
Impact simulation of drought disaster at different developmental
stages on winter wheat grain-filling and yield
ZHANG Jian-Ping1, ZHAO Yan-Xia2, WANG Chun-Yi2, YANG Xiao-Guang3, WANG Jing3
(1. Chongqing Institute of Meteorological Sciences, Chongqing 401147, China; 2. Chinese Academy of Meteorological Sciences,
Beijing 100081, China; 3. College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China)
Abstract Based on WOFOST crop growth model, this study analyzed the impact of different drought intensities during one, two or
three combination of jointing, heading and grain-filling stages on the grain-filling and yield of winter wheat in Zhengzhou, Henan
Province. The simulation results showed that when water supply was reduced by 10~30 mm during single development stage,
grain-filling intensity began decreasing on 14~18 days after normal grain-filling date, which reduced yield by 1.34%~12.5%. While
the highest impact on winter wheat yield was when drought occurred at heading stage and then at grain-filling stage, the lowest
impact was when drought occurred at jointing stage. When water supply was reduced by 10~20 mm at two developmental stages,
grain-filling intensity began decreasing on 10~17 days after normal grain-filling date, which reduced yield by 4.94%~21.88%. The
highest effect on winter wheat yield was when drought occurred at both heading and grain-filling stages and then at jointing and
grain-filling stages. The lowest impact was when drought occurred at both jointing and heading stages. When water supply was
reduced by 5~15 mm during the three developmental stages, grain-filling intensity began decreasing on 11~16 days after normal
grain-filling date, which reduced yield by 3.93%~24.84%. The above results showed that drought reduced winter wheat yield by
affecting grain-filling intensity due to soil water deficit. The reduction in yield was significantly different when drought occurred at
different developmental stages. There was higher impact on winter wheat when drought occurred at several developmental stages
than at a single developmental stage.
第 9期 张建平等: 不同发育期干旱对冬小麦灌浆和产量影响的模拟 1159


Key words WOFOST crop growth model, Drought, Winter wheat, Development stage, Grain-filling, Yield, Simulation
(Received Jan. 18, 2012; accepted May 29, 2012)
干旱是干旱、半干旱地区气候的基本表现特征。
有时, 干旱也会出现在半湿润地区, 当气候发生异
常, 表现为某一时段的降水量比多年平均值明显偏
少, 这种干旱也称为季节性干旱[1]。作物一旦因严重
缺水而引起干旱, 就会影响其正常的生长发育, 进
而最终影响产量而造成减产[2]。农业干旱由于其发
生频率高、分布广、面积大、持续时间长、损失影
响大成为各类农业气象灾害的重中之重[3]。据统计,
20 世纪 80 年代中后期, 即 1985—1990 年全国农作
物年平均受旱面积 2 650万 hm2。进入 20世纪 90年
代后, 旱灾面积呈增加趋势, 1991—2000 年全国作
物受旱面积年平均为 2 760万 hm2, 2000年高达 4 053
万 hm2。2001 年以来, 2001—2010 年全国作物受旱
面积年平均为 2 235万 hm2。可见, 干旱已成为困扰
我国农业发展的主要问题之一。如何科学抗旱、及
时准确地评估干旱对农作物所产生的影响, 对合理
决策、防灾减灾具有重要的现实意义。近 20年来, 有
关干旱问题的研究报道很多 [4−10], 在灾害规律、监
测、预警等方面的研究已取得了很大进展, 并在业
务服务中得到较好应用。我国干旱灾害影响评估也
开展了多年, 在灾害的影响评估方面也取得了一定
进展。但以往对干旱影响的评估方法多数采用统计
法、天气气候法以及卫星遥感等方法, 且多是建立
在静态和面上的综合评估 , 而基于作物生长模型 ,
通过模拟作物实际灌浆过程和产量形成, 进而确定
减产程度的农业干旱灾害评估方法尚不多见。鉴于
此 , 本文针对干旱发生强度 , 借助作物生长模型 ,
通过数值模拟的研究方法, 探讨了冬小麦在不同发
育阶段即拔节期、抽穗期和灌浆期分别发生干旱、
两个发育期同时发生干旱以及 3 个发育期同时发生
干旱时对其灌浆过程和产量的影响, 以期为相关部
门决策提供科学依据。
1 资料与方法
1.1 研究区域概况与研究资料
研究区域为河南省郑州地区, 位于东经 112°42′~
114°14′, 北纬 34º16′~34º58′之间。地势西高东低, 海
拔75~1 512 m。属北温带大陆性气候, 年均气温14.4 , ℃
最高气温 43 , ℃ 最低气温−17.9 ℃。年均降雨量
640.9 mm。研究使用的资料包括: 冬小麦品种类型
和品种熟性、发育期观测资料、田间生物量试验资
料、历史逐日气象资料和土壤参数资料, 均取自中
国气象局国家气象信息中心气象资料室。冬小麦发
育期观测项目包括播种、出苗、三叶、分蘖、停止
生长、返青、起身、拔节、孕穗、抽穗、开花、乳
熟、黄熟和成熟的日期, 观测年份为 1981—2006年,
观测站点为河南省郑州市农业气象试验站。
1.2 研究方法
应用国外作物生长模型 WOFOST 7.1(world
food study), 在对 WOFOST作物模型进行适应性分
析、检验的基础上, 针对干旱发生的强度, 利用数值
模拟方法, 确定干旱导致的减产率, 并以减产率作
为干旱灾害严重程度划分的等级标准, 从而实现不
同干旱强度条件下冬小麦产量动态影响模拟。干旱
等级划分标准见参考文献[11], 共分 4级: 减产率在
0~5%为无旱(属于正常波动范围), 5%~10%为轻旱,
10%~15为中旱, ≥15%为重旱。
1.2.1 模拟试验设计
模拟试验地点为郑州农业气象试验站 , 以
2005—2006年半冬性冬小麦为研究对象。模拟分析
了拔节期(BJ)、抽穗期(CS)和灌浆期(GJ)分别发生干
旱、两个发育期(拔节期和抽穗期、拔节期和灌浆期
以及抽穗期和灌浆期)都发生干旱以及 3 个发育期
(拔节期、抽穗期和灌浆期)都发生干旱对冬小麦生长
过程及产量的影响。本文中单一发育期干旱是指在
正常供水条件下拔节期、抽穗期和灌浆期分别减少
10 mm、20 mm和 30 mm的灌水量, 分别记为 BJ-10、
BJ-20、BJ-30, CS-10、CS-20、CS-30 以及 GJ-10、
GJ-20、GJ-30。两个发育期干旱是指在正常供水条
件下拔节期和抽穗期、拔节期和灌浆期以及抽穗期
和灌浆期都分别减少 10 mm、15 mm和 20 mm的灌
水量, 并分别记为 BJ+CS-10、BJ+CS-15、BJ+CS-20,
BJ+GJ-10、BJ+GJ-15、BJ+GJ-20 以及 CS+GJ-10、
CS+GJ-15、CS+GJ-20。3个发育期干旱是指在正常供
水条件下拔节期、抽穗期和灌浆期都分别减少 5 mm、
10 mm、15 mm的灌水量, 并分别记为 BJ+CS+GJ-5、
BJ+CS+GJ-10 和 BJ+CS+GJ-15。文中拔节期、抽穗
期以及灌浆期均是从各始期后第 5 d 算起, 正常供
水是指常规灌溉和实际降水条件, 记为 CK。常规灌
溉次数为 6次, 时间分别为播种前、越冬前(浇冻水)、
返青期、拔节期、抽穗期以及灌浆期, 为便于模型
计算, 灌溉量统一调整为 350 m3·hm−2·次−1。
1.2.2 作物生长模型简介
WOFOST 模型由荷兰瓦赫宁根大学研制, 主要
1160 中国生态农业学报 2012 第 20卷


模拟一年生作物的生态生理过程如光合作用、呼吸
作用等, 并描述这些过程如何受环境的影响[12−14]。
该模型是以 SUCROS为基础于 20世纪 80年代中后
期导出的最早面向应用的模型之一, 是以日为步长
的模型[15−17]。模型中主要模块包括发育期模块、光
合生产模块、维持呼吸模块、干物质积累及分配模
块、叶的生长与衰老模块和土壤水分平衡模块[18]。
其中的发育期模块采用“积温法”模拟发育进程 [19],
模型将作物整个发育期划分为出苗到开花、开花到
成熟两个发育阶段, 每个发育阶段的有效积温作为
模型发育参数[20]。
1.2.3 作物模型适宜性分析与检验
作物参数的调试和确定以及作物生长模型的适
宜性分析与检验是模型应用前至关重要的工作[21]。
根据郑州地区 1996—2004年多年冬小麦产量统计资
料, 采用“试错法”调试和确定作物遗传参数, 模型
适宜性分析与检验主要包括多年实测产量与模拟产
量的对比、叶面积指数实测值与模拟值的对比, 以
及冬小麦根区土壤含水量实测值与模拟值的对比。
模型对干旱模拟能力的检验, 是以郑州地区历年发
生过的典型干旱年份作检验分析[11]。其中产量模拟
与实测误差范围在 4.15%~11.78%之间, 平均误差为
8.5%[11]。叶面积指数模拟与实测误差范围在−38.7%~
37.5%之间, 平均误差为 24.4%。小麦根区土壤水分
含量模拟与实测误差范围在−11.17%~19.67%之间,
平均误差为 7.98%(图 1)。从以上检验结果可以看出,
模型基本上能较好地反映小麦的动态生长过程及其
生长季内旱灾的影响情况。
2 结果与分析
2.1 单一发育期干旱对冬小麦灌浆及产量的影响
模拟
2.1.1 拔节期干旱
图 2 给出了拔节期不同程度干旱对冬小麦灌浆
过程和产量的影响。从图 2a可以看出, 冬小麦拔节
期供水减少 10 mm时, 灌浆强度在正常灌浆后的第
18 d开始下降, 下降幅度为 0.17%; 供水减少 20 mm
时, 灌浆强度在正常灌浆后的第 15 d 开始下降, 下
降幅度为 0.61%; 供水减少 30 mm 时, 灌浆强度在
正常灌浆后的第 14 d 下降, 下降幅度为 1.15%。从
图 2b可知, 冬小麦拔节期供水减少 10 mm, 减产率
为 1.34%, 此时土壤湿度较正常灌溉下降 5.37%; 供
水减少 20 mm, 减产 3.07%, 土壤湿度下降 10.62%;
供水减少 30 mm, 减产 9.21%, 土壤湿度下降
21.24%。从上述结果可以看出, 当拔节期供水减少
10 mm时, 小麦灌浆强度在正常灌浆后的第 18 d开
始下降, 此时灌浆强度下降幅度仅为 0.61%, 对灌
浆强度影响不是很大; 而供水减少 30 mm 时, 小麦
灌浆强度在正常灌浆后的第 14 d就开始下降, 此时
灌浆强度下降幅度达 1.15%, 导致小麦的减产率相
应加大, 可达到轻度干旱。
2.1.2 抽穗期干旱
图 3 给出了抽穗期不同程度干旱对冬小麦灌浆
过程和产量的影响。从图 3a可以看出, 冬小麦抽穗
期供水减少 10 mm时, 灌浆强度在正常灌浆后的第



图 1 叶面积指数、土壤水分含量模拟值与实测值的比较
Fig. 1 Comparison of simulated and observed value of LAI and soil moisture content
图中 LAI_SIM、LAI_OBS 表示叶面积指数模拟值与实测值, MC_SIM、MC_OBS 表示土壤水分含量模拟值与实测值。LAI_SIM and
LAI_OBS represent the simulated and observed values of LAI; MC_SIM and MC_OBS represent the simulated and observed values of soil moisture
content.
第 9期 张建平等: 不同发育期干旱对冬小麦灌浆和产量影响的模拟 1161


15 d 开始下降, 下降幅度为 0.25%; 供水减少 20
mm时, 灌浆强度在正常灌浆后的第 15 d开始下降,
下降幅度为 1.22%; 供水减少 30 mm时, 灌浆强度
在正常灌浆后的第 14 d下降, 下降幅度为 2.57%。
由图 3b可以看出, 冬小麦抽穗期供水减少 10 mm,
减产 1.77%, 此时土壤湿度下降 7.39%; 供水减少
20 mm, 减产 4.16%, 土壤湿度下降 11.08%; 供水
减少 30 mm, 减产 12.5%, 土壤湿度下降 22.86%。
可以看出, 冬小麦在抽穗期供水减少 10 mm时, 其
灌浆强度在正常灌浆后的第 15 d开始下降, 此时相
应的减产率和土壤湿度下降幅度都要大于拔节期
干旱, 当抽穗期供水减少 30 mm时, 小麦灌浆强度
在正常灌浆后的第 14 d就开始下降, 此时灌浆强度
下降幅度达 2.57%。可见, 此时干旱对小麦灌浆影
响更大, 干旱导致小麦的减产率随之加大, 可达到
中度干旱。
2.1.3 灌浆期干旱
图 4 给出了灌浆期不同程度干旱对冬小麦灌浆
过程和产量的影响。由图 4a可以看出, 冬小麦灌浆
期供水减少 10 mm时, 灌浆强度在正常灌浆后的第
15 d开始下降, 下降幅度为 0.22%; 供水减少 20 mm
时,小麦灌浆强度也是在正常灌浆后的第 15 d 开始
下降, 但灌浆强度下降幅度增至 1.18%; 供水减少
30 mm 时, 灌浆强度在正常灌浆后的第 14 d 下降,
下降幅度为 2.39%。由图 4b 可以看出, 冬小麦灌浆
期供水减少 10 mm, 减产为 1.66%, 此时土壤湿度下
降 6.32%; 供水减少 20 mm, 减产为 4.04%, 土壤湿
度下降 10.24%; 供水减少 30 mm, 减产为 12.12%,
土壤湿度下降 22.05%。可见, 冬小麦在灌浆期供水
减少 10 mm时, 其灌浆强度在正常灌浆后的第 15 d
就开始下降, 此时相应的减产率和土壤湿度下降幅
度都要大于拔节期干旱而小于抽穗期干旱; 当灌浆
期供水减少 30 mm时, 小麦灌浆强度在正常灌浆后
的第 14 d开始下降, 此时小麦灌浆强度下降幅度增
至 2.39%, 此时对小麦灌浆影响更大, 干旱导致的
减产率也随之加大, 减产率 12.12%, 为中度干旱。



图 2 拔节期干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响
Fig. 2 Impact of drought occurring during jointing stage on grain filling and yields of winter wheat
BJ-10、BJ-20和 BJ-30表示拔节期供水分别减少 10 mm、20 mm和 30 mm。BJ-10, BJ-20 and BJ-30 represent the water supply during jointing
stage was reduced by 10 mm, 20 mm and 30 mm, respectively.



图 3 抽穗期干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响
Fig. 3 Impact of drought occurring during heading stage on grain filling and yields of winter wheat
CS-10、CS-20和 CS-30表示抽穗期供水分别减少 10 mm、20 mm和 30 mm。CS-10, CS-20 and CS-30 represent the water supply during
heading stage was reduced by 10 mm, 20 mm and 30 mm, respectively.
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2.2 两个发育期干旱对冬小麦灌浆过程和产量的
影响模拟
2.2.1 拔节期和抽穗期干旱
图 5 为冬小麦在拔节期和抽穗期都发生不同程
度干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响。图 5a表明,
当拔节期和抽穗期供水都减少 10 mm时, 冬小麦灌
浆强度在正常灌浆后的第 17 d开始下降, 此时灌浆
强度下降幅度为 1.19%; 当供水都减少 15 mm 时,
灌浆强度在正常灌浆后的第 15 d开始下降, 此时灌
浆强度下降幅度为 1.52%; 而当供水都减少 20 mm
时, 灌浆强度在正常灌浆后的第 13 d 就开始下降,
此时灌浆强度下降幅度可达 2.5%。可见, 随着干旱
强度的逐渐加大, 灌浆强度下降时间相应提前(与正
常条件相比), 下降幅度也随之增大。如图 5b 所示,
冬小麦在拔节期和抽穗期供水都减少 10 mm时, 减
产 4.94%, 为无旱等级; 当供水都减少 15 mm时, 减
产 12.21%, 为中度干旱等级; 而当供水都减少 20
mm时, 减产高达 19.01%, 为重度干旱等级。
2.2.2 拔节期和灌浆期干旱
图 6 为冬小麦在拔节期和灌浆期都发生不同程
度干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响。由图 6a可
见, 拔节期和灌浆期供水都减少 10 mm 时, 灌浆强
度在正常灌浆后的第 16 d开始下降, 此时灌浆强度
下降幅度为 1.58%; 当供水都减少 15 mm 时, 灌浆
强度在正常灌浆后的第 13 d开始下降, 此时供水强
度下降幅度为 1.93%; 而供水都减少 20 mm 时, 灌
浆强度在正常灌浆后的第 12 d开始下降, 此时灌浆
强度下降幅度可达 2.98%。同理可以看出, 干旱程度
越大, 灌浆强度下降时间相应提前就越多, 且灌浆
强度下降幅度也相应增大。由图 6b可见, 冬小麦拔
节期和灌浆期供水都减少 10 mm时, 减产率 6.35%,
为轻度干旱; 供水都减少 15 mm时, 减产率 15.12%,



图 4 灌浆期干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响
Fig. 4 Impact of drought occurring during filling stage on grain filling and yields of winter wheat
GJ-10、GJ-20和 GJ-30表示灌浆期供水分别减少 10 mm、20 mm和 30 mm。GJ-10, GJ-20 and GJ-30 represent the water supply during filling
stage was reduced by 10 mm, 20 mm and 30 mm, respectively.



图 5 拔节期和抽穗期都发生干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响
Fig. 5 Impact of drought occurring during both jointing and heading stages on the grain filling and yields of winter wheat
BJ+CS-10、BJ+CS-15和 BJ+CS-20表示拔节期和抽穗期供水都分别减少 10 mm、15 mm和 20 mm。BJ+CS-10, BJ+CS-15 and BJ+CS-20
represent the water supply during jointing and heading stages was both reduced by 10 mm, 15 mm and 20 mm, respectively.
第 9期 张建平等: 不同发育期干旱对冬小麦灌浆和产量影响的模拟 1163


为重度干旱 ; 供水都减少 20 mm 时 , 减产率为
20.05%, 也为重度干旱。拔节期和灌浆期都发生干
旱时减产率明显高于拔节期和抽穗期干旱。
2.2.3 抽穗期和灌浆期干旱
图 7 给出了冬小麦在抽穗期和灌浆期都发生不
同程度干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响。由图
7a可见, 抽穗期和灌浆期供水都减少 10 mm时, 灌
浆强度在正常灌浆后的第 16 d开始下降, 此时灌浆
强度下降幅度为 2.36%; 当供水都减少 15 mm 时,
灌浆强度在正常灌浆后的第 13 d开始下降, 此时灌
浆强度下降幅度为 2.44%; 当供水都减少 20 mm时,
灌浆强度在正常灌浆后的第 10 d就开始下降, 此时
灌浆强度下降幅度可达 3.73%。同理可以看出, 不同
强度干旱影响着小麦灌浆强度下降的时间与幅度大
小, 即干旱程度越大, 小麦灌浆强度下降开始时间
提前越多, 且灌浆强度下降幅度也随之增大。由图
7b可见, 冬小麦抽穗期和灌浆期供水都减少 10 mm
时, 减产 6.96%, 为轻度干旱; 供水都减少 15 mm时,
减产率 15.85%, 为重度干旱; 供水都减少 20 mm时,
减产率高达 21.88%, 为重度干旱。可见, 抽穗期和
灌浆期都发生干旱导致小麦的减产率既高于拔节期
和抽穗期干旱, 也高于拔节期和灌浆期干旱。
2.3 3 个发育期干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影
响模拟
图 8 给出了冬小麦在拔节期、抽穗期和灌浆期
3 个发育期都发生不同程度干旱对冬小麦灌浆过程
和产量的影响。由图 8a可见, 冬小麦在拔节期、抽
穗期和灌浆期供水都减少 5 mm 时, 冬小麦的灌浆
强度在正常灌浆后的第 16 d开始下降, 此时灌浆强
度下降幅度为 0.69%; 当供水都减少 10 mm 时, 灌
浆强度在正常灌浆后的第 15 d开始下降, 此时灌浆
强度下降幅度为 1.14%; 当供水都减少 15 mm 时,
灌浆强度在正常灌浆后的第 11 d就开始下降, 此时
灌浆强度下降幅度高达 4.81%。同以上单一发育期



图 6 拔节期和灌浆期都发生干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响
Fig. 6 Impact of drought occurreing during both jointing and filling stages on the grain filling and yields of winter wheat
BJ+GJ-10、BJ+GJ-15和 BJ+GJ-20 表示拔节期和灌浆期供水都分别减少 10 mm、15 mm和 20 mm。BJ+GJ-10 , BJ+GJ-15 and BJ+GJ-20
represent the water supply during jointing and filling stages were both reduced by 10 mm, 15 mm and 20 mm, respectively.



图 7 抽穗期和灌浆期都发生干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响
Fig. 7 Impact of drought occurring both during heading and filling stages on the grain filling and yields of winter wheat
CS+GJ-10、CS+GJ-15和 CS+GJ-20 表示抽穗期和灌浆期供水都分别减少 10 mm、15 mm和 20 mm。CS+GJ-10, CS+GJ-15 and CS+GJ-20
represent the water supply during heading and filling stages were both reduced by 10 mm, 15 mm and 20 mm, respectively.
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图 8 拔节期、抽穗期和灌浆期都发生干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响
Fig. 8 Impact of drought occurrence during jointing, heading and filling stage on the grain filling and yields of winter wheat
BJ+CS+GJ-5、BJ+CS+GJ-10 和 BJ+CS+GJ-15 表示拔节期、抽穗期和灌浆期供水都分别减少 5 mm、10 mm 和 15 mm。BJ+CS+GJ-5,
BJ+CS+GJ-10, BJ+CS+GJ-15 represent the water supply during jointing, heading and filling stages were all reduced by 5 mm, 10 mm and 15 mm,
respectively.

和两个发育期干旱相类似, 干旱程度越大, 灌浆强
度下降时间提前就越多, 灌浆强度下降幅度也就越
大。由图 8b可见, 冬小麦在拔节期、抽穗期和灌浆
期供水都减少 5 mm时, 减产 3.93%, 为无旱; 供水
都减少 10 mm时, 减产 8.28%, 为轻度干旱; 供水都
减少 15 mm时, 减产高达 24.84%, 为重度干旱。
3 讨论与结论
干旱对作物的危害程度与其发生的季节、持续
时间长短以及作物的自身品种特性如品种类型、生
育期等有关。冬小麦在不同生育时期, 需水量也不
尽相同。本文基于 WOFOST作物生长模型, 采用数
值模拟的研究方法, 模拟研究了冬小麦生长季内不
同程度干旱对其灌浆过程和产量的影响。从本文单
一发育期干旱模拟结果来看, 以抽穗期干旱对冬小
麦的灌浆强度和产量影响为最大, 相应减产率也最
大, 其次是灌浆期干旱, 影响最小的为拔节期干旱。
这一结论与前人研究相一致[22−23]。从两个发育期干
旱模拟结果来看, 以抽穗期和灌浆期干旱减产最多,
其次是拔节期和灌浆期干旱, 减产最少的是拔节期
和抽穗期干旱。干旱导致作物减产主要是通过减少
土壤水分含量进而降低小麦的灌浆强度来实现的。
干旱发生时段与程度不同, 造成作物的减产率也不
尽相同, 多个发育期干旱导致小麦的减产率往往要
大于单一发育期干旱相叠加的效应。
需要说明的是, 文中得出的结论仅仅是针对单
点所做的模拟研究, 而且可能还与选择干旱发生的
时段有关[24]。基于作物生长模型, 分时段模拟干旱
对农作物灌浆过程动态变化和产量的影响, 拓展了
作物模型的应用领域, 同时使农业气象灾害预报更
具机理性, 能够直接针对承灾体进行预报。尽管作
物模型对干旱有比较客观的反应, 但由于干旱本身
的复杂性[25], 某些机理性的东西还需要收集更多的
资料, 有必要设计安排一些相关的试验比如水分亏
缺试验对模型做进一步的检验与验证。另外, 模型
对水分胁迫影响的描述也存在一定局限性[10], 有待
于进一步的研究和探讨。

致谢 衷心感谢河南省气象科学研究所提供部分田
间试验数据!
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