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马铃薯营养价值高、生育期短，且优质高产，可粮菜兼用，是被提到全球粮食安全战略高度的第四大作物。作物生长模型作为作物生长发育和产量预测的有效工具，建立马铃薯生长模型，有利于我国马铃薯栽培的科学管理和自动调控，改善我国目前马铃薯种植面积居世界前列但单产水平却低于世界水平的状况。本研究于2009-2011年间，分别在武汉华中农业大学试验田和武汉新洲农业技术推广基地进行了不同品种、播期试验，以马铃薯生长发育过程的生理生态过程为基础，建立了以马铃薯生理发育时间(Physiologicaldevelopmenttime，PDT)为尺度的生长过程的模拟模型，主要构建了马铃薯叶面积指数(LAI)、光合作用、干物质积累、干物质分配和产量形成的模型。 在叶面积指数子模型中，以生理发育时间为尺度，以最大叶面积指数（LAImax）为参数，建立了相对叶面积指数(LAIr)与生理发育时间(PDT)的函数关系，叶面积指数(LAI)即为最大叶面积指数(LAImax)和相对叶面积指数(LAIr)的乘积。利用2009年试验数据建立模型，并利用2009年和2011年不同品种、播期试验资料对马铃薯叶面积指数模型进行检验。与建模试验相独立的检验结果表明，2009年春播N552、2011年第一播期黑美人和2011年第二播期费乌瑞它的马铃薯的叶面积指数(LAI)的模拟结果与预测值之间的1∶1直线决定系数R2和差平方和的均方根误差RMSE(Rootmeansquareerror)分别为0.83和0.88g/m2，0.82和0.45g/m2，0.88和0.49g/m2，表明模型模拟效果良好。 在光合作用和干物质积累子模型中，采用负指数型方程描述单叶的瞬时光合速率与光合有效辐射的关系，用复化辛普森公式将单叶瞬时光合速率对群体叶面积指数进行积分，计算群体的瞬时光合速率，再用辛普森公式将群体瞬时光合速率对日长进行积分，得到群体的日光合量。利用不同品种、播期数据对模型进行验证后，显示模型对马铃薯光合作用产物的模拟误差较小，2011年第一播期黑美人、第二播期费乌瑞它、第三播期黑美人总干重实测值与模拟值1∶1直线之间的R2和RMSE分别为0.97和18.88g/m2、0.94和27.58g/m2、0.97和18.60g/m2，能准确模拟马铃薯光合作用产物，具有较强的实用性。 在干物质分配与产量形成子模型中，利用2011年不同品种、播期试验数据，分析马铃薯各器官的干物质分配指数随生理发育时间的动态变化情况，首次将马铃薯的干物质分配分为块茎和除块茎以外的其他器官（根、茎、叶）的分配指数的分配方式，目的是为了使作为经济器官的马铃薯块茎干物质分配的模拟更加准确。利用与建模数据相独立的2011年第一播期黑美人、第二播期费乌瑞它、第三播期黑美人块茎、叶片、根、茎的干重数据对模型进行检验，块茎干重预测结果与实测值的1∶1直线之间的R2和RMSE分别为0.98和10.65g/m2、0.96和16.92g/m2、0.98和9.80g/m2;叶片干重预测结果与实测值1∶1直线之间的R2和RMSE分别为0.91和6.06g/m2、0.88和8.19g/m2、0.90和6.36g/m2;根干重预测结果与实测值1∶1直线之间的R2和RMSE分别为0.93和0.27g/m2、0.88和0.40g/m2、0.92和0.29g/m2;茎干重预测结果与实测值1∶1直线之间的R2和RMSE分别为0.92和2.88g/m2、0.97和5.19g/m2、0.87和3.89g/m2，表明模型能较好的模拟各个生育期马铃薯各器官干重。 利用马铃薯干物率与生理发育时间(PDT)的函数关系，探索马铃薯干重与鲜重之间的转换关系，建立了马铃薯块茎鲜重产量模型。利用与建模数据相独立的2011年3月5日播种的黑美人块茎鲜重数据对模型进行检验，检验结果显示模型拟合度较高，对马铃薯块茎鲜重模拟值与实测值的1∶1直线之间的R2和RMSE分别为0.97和68.08g/m2，能为马铃薯生产环境优化调控和模式化栽培管理提供决策支持。