该研究在国内外大量作物生长模拟研究成果的基础上,以水稻生长发育的生理过程为基础,应用数学模型,初步建立水稻生长的生理生态模拟模型.选用辽宁省有代表性的两个水稻品种辽粳454和秋光,在沈阳地区进行两种肥力条件下的田间试验,用试验资料确定模型中的参数,并对模型进行验证.模型由5个子模型组成:(1)发育期模型;(2)器官形成模型;(3)叶面积指数模型;(4)光合生产与干物质积累模型;(5)同化物分配模型.1.水稻生育期预测是水稻生长模拟的基础.该研究根据水稻生育期特性和模型特点,采用发育指数定量描述水稻的发育进程.2.考虑气温和水稻品种对叶片出生的影响,建立了水稻叶龄模型,预测水稻叶片出生的速度和时间.根据叶龄与根、茎和穗的同伸关系,可以推算同伸器官的生育进程.3.通过田间试验,对水稻比叶面积和黄叶率进行描述和定量化,比叶面积和发育指数之间表现为明显的对数关系,黄叶率与发育指数之间呈指数关系.构建了叶片的分配系数随发育指数变化的动态方程.4.模型中应用气候学公式模拟了太阳辐射的日总辐射量,使该模型可以应用在没有辐射资料的地区.在单叶光合作用模型的基础上,建立水稻光合生产与干物质积累模型.5.同化物分配是作物生长模型中的关键成分.该研究中分配系数定义为水稻各部分干物的增加量与整株干重增加量的比率.模型验证结果表明,用该模型模拟的水稻各器官间干物质积累动态符合水稻生长的生物学规律,实测值和模拟值的相对误差一般小于10％,对于水稻同化物分配的动态模拟具有较好的解释性和预测性.