分析和研究作物群体的生产力形成过程及与环境因素问的生态关系既是现代作物生态学的主要研究内容,也是建立科学种植制度必不可少的基础研究。本文根据作者于1984～86年在甘肃省定西县旱作农田所进行的田间试验结果,从作物生产力形成角度,对比分析了旱地春小麦、豌豆、扁豆,莜麦,谷子、胡麻,马铃薯及紫花苜蓿,草木樨、红豆草等十种作物的第一性生产力及气候资源利用效率,在此基础上,着重分析了它们在干物质积累动态、净同化率以及叶面积动态等方面的差异性,为研究何以提高旱作农田作物生产力寻求理论依据。研究认为: 1 在黄土半干旱区,多年生豆科牧草初级生产力高于粮食作物,二者平均生物产量之比为1.5∶1,群体生长率之比约为2∶1,叶面积指数之比也为2∶1,故可认为,牧草群体光合面积大,生长速率快是其生产力较高的重要本质原因。而且,牧草具有较为显著的自然资源利用效率,尤其在于它可以保持土地较长时期的覆盖。因此,提倡科学合理地退耕种草,增加草地面积对于增加旱作农田生态系统总生物量,拓宽物质循环规模及充分利用农业资源是有其科学根据及积极意义的。当然,牧草初级生产力的更大经济—生态效益必须源于畜牧业的二次转化利用,实现以牧促农的良性循环。所以,当前乃至今后,旱区种植制度改革的一项重要任务就是逐步建立粮草轮作,农牧结合式的农田种植布局,这方面的有关基础性研究应予加强。 2 关于提高农田生产力的途径问题。本试验通过不同作物生产力特征的初步分析认为,增加农田群体叶面积,争取较高叶日积应是提高生产力的主要方向。从技术角度而言,围绕这一方向必须适当增加作物密度,改善农田水肥条件,实行精耕细作。在有灌溉条件且热量资源相对丰富的川谷地区,也应当因地制宜地推广作物间套种或作物一绿肥轮作,以延长光合时间,获取较高叶日积,从而提高单位土地生产力。 3 关于旱地施肥增产机制问题。近年颇受重视,相继提出了“以肥调水”、“以肥促根”等重要观点,但关于水肥因素与植物地上光合生产系统之间的生态关系的深入研究尚不多见。据本试验初步研究认为;旱地增施化肥并没有显著改变作物净同化率,而是极大地提高了群体光合面积,增加了叶日积,为作物光合产量的提高奠定了基础。因此,以肥增产的机制相当复杂,并非一言而定。但以肥促根,以根促苗,以苗增叶、以叶增产的结论更切乎作物产量形成的系统特征。