作物生长发育动态模拟的研究始于20世纪60年代，是随着系统分析方法和计算机技术在生态科学中的应用而兴起的，作物生长发育的动态模拟是指将作物与周边的生态环境因素作为一个整体，应用生态学的原理和系统分析的方法，对作物的生长发育、光合生产、器官建成和产量形成等生理过程及其与环境和栽培技术的关系加以理论概括和数量分析，然后在计算机上进行动态的定量分析和仿真研究。 随着现代信息技术的发展，过去40多年来作物生长模拟使用的计算机技术已经显得不能适应现代农业发展的需要，为此本文在查阅了国内外作物生长发育动态模拟研究领域的大量文献和田间试验的基础上，构建了马铃薯生长发育的动态模拟模型，并开发了基于中文版VB 6.0的模拟软件，为网上应用本研究的理论和实践成果提供了基础。 本研究的主要创新之处有以下三个方面：1)在国内第一个完成了马铃薯生长发育模拟模型的构建。包括马铃薯的生育期模型，株高、叶龄等植株个体性状模型，群体叶面积动态与光合生产模型、干物质积累与产量形成模型等。生育期模型中解析了不同生态条件下，马铃薯生育期变化的机理、定量地给出了土壤温度增加对加快马铃薯生育过程的贡献，从根本上改变了传统的分析方法，其它子模型对马铃薯在温室大棚内或不同地区选择不同的种植和收获季节，相应生态条件下的群体诊断和优化管理等都将具有指导意义。因此本研究不仅对促进马铃薯生产发展有实际意义，对全面理解环境因子变化对作物生长的影响也有帮助。2)在作物生长发育温度效应的非线性模型方面修正了前人的错误，从数学模型的推导中证明了殷新佑(1994)提出的模型源自高亮之(1989)提出的模型，并对修改后的模型进行了全面的解释。在此基础上笔者提出了一个基于高斯方程的作物生长温度效应非线性模型，提供了应用SAS软件求取有关参数的方法，并将该模型成功地应用于整个马铃薯生长发育的模拟模型，模拟结果均较理想。3)在计算机编程语言方面，笔者首次以中文版VB 6.0语言完成了马铃薯生长发育模浙江大学博士论文拟软件的开发，并以运行中的计算机界面表达了群体光合速率、叶面积动态、干物质积累等受每日的温度和光照变化影响的模拟结果，这种表达方式从根本上克服了过去依靠有限的模拟数据以Excel等制图工具绘制光滑曲线的缺陷，是作物生长模拟研究领域的重要进展。成功地开发出基于中文版VB 6.0语言的计算机模拟软件还为网上远距离应用网络版中文模拟软件提供了可能。1马铃薯生长动态模拟的研究进展与存在问题 国外近期马铃薯生长发育动态模拟主要集中在气候变化对马铃薯生产的影响，马铃薯生长发育的生理生态特征，模拟模型为基础的生态区划等方面。气候变化对作物生产的影响是生态学研究的热点问题。据研究温度、辐射和大气中氏增加会导致欧洲马铃薯减产，而降雨增加会导致欧洲马铃薯显著增产，生理生态特征方面国外学者以芽条生长速度来模拟播种到出苗的日期，’用有效生理日来模拟从出苗到开花、开花到成熟的天数，并提供了同化产物随生育期变化在不同器官中的分配率;以模拟为基础的马铃薯生态区划也获得了有意义的结果。国内没有人研究过马铃薯的生长发育动态模拟，也没有人从国外引进成套软件，因此只有参考其它作物的研究成果开展有关研究。2马铃薯生长温度效应与生育期模型 作物生长的温度效应系数是非线性的，作物生长量从最低温度到最适温度为增函数，从最适温度到最高温度为减函数。笔者在修正了前人的模型之后提出了一个基于高斯方程的温度效应模型，并成功地应用于生育期模型。模拟的结果表明浙江省马铃薯主栽品种“东农303”从播种到出苗需要n一13个有效生理日，从出苗到现蕾为21一23个有效生理日，现蕾到成熟为12一13个有效生理日，通过马铃薯生育期数学模型的解析，笔者给出了地膜覆盖后土壤温度增加对促进马铃薯生长的数值分解方法和计算结果，完善了笔者提出的马铃薯地膜覆盖的地积温效应理论，实现了从定性分析到定量分析的突破。3马铃薯株高和叶龄发展 马铃薯株高和叶龄发展是重要的个体性状和形态特征之一，这两个性状表达了马铃薯地上部器官建成的主要方面，即茎的生长和叶片的生长。马铃薯株高和浙江大学博士论文叶龄的生物数学模型与生育期模型在数学表达上是相似的，而机理上则更具体，因为株高可以用尺测量，叶龄可以计数，有效生理日只能通过模型计算。4叶面积动态变化与群体建成 叶面积动态变化是群体发育最重要的指标，但对叶面积指数的模拟目前还缺乏很有效的方法。本研究以传统的LDgistic方程为基础对1994年在浙江大学华家池校区实验农场所做试验不同处理的叶面积动态进行了拟合分析，并以此为基础给出了理想群体、徒长群体、长势不良群体的叶面积动态曲线，以供生产实践诊断分析参考。5干物质积累与产量形成模拟 本研究在马铃薯群体的光合速率和干物质积累的模拟结果的表达方面取得了突破，以运行中的计算机界面表征了每天主要生态因子变化对光合生产和干物