一般說來,大豆生長發育因受自身基因控製而呈現出一定的規律性。但許多環境因素如陽光周期、溫度高低、水分是否充足等都會對大豆的生長發育階段產生影響。在不同的生長發育階段安排相應的農業活動對確保大豆以良好的狀態進行生長,最終有個較好的收獲有十分重要的意義。
在我國,農民一般根據經驗和節氣來認定大豆生長發育階段從而來安排農業活動,如噴灑農藥、人工授粉和收獲等。但是,隻憑經驗或根據節氣認定大豆生長發育階段,安排農業活動具有很大的局限性,經常會出現早播、誤播、農藥噴灑不及時以及收獲不利等情況,輕則影響收獲時機,重則影響大豆生長發育,降低大豆質量及產量。
因此,非常有必要準確預測大豆各物候期出現的具體時間。大豆的生長發育受到許多遺傳和環境因子影響。從遺傳學角度講,大豆的物候期受一係列成熟基因的控製,但也會受到外界環境的影響,有研究表明大豆的物候期受基因控製的程度占85%,而外界環境對大豆物候期的影響占15%。
外界環境主要包括光周期、溫度、水分、肥分、農藥等等。有研究表明,光周期對大豆的物候期影響較大,與成熟基因同屬最顯著的影響因子。
在大田試驗中,可以通過設置不同種植日期,研究物候期對大豆生長發育的影響,由此模擬不同緯度的日照影響。目前,已經有許多大豆模型用於模擬大豆的生長發育過程及預測產量,但多數比較複雜,要考慮的環境參數很多,因此不適合實際的大田應用。
物候預測是許多大豆生長模型的重要組分之一。與產量預測相比,用模型預測大豆的生長階段比較容易。然而,大豆種植者常常由於缺乏所需參數數據,無法使用這些模型,因而無法應用於實際生產。
比如美國佛羅裏達大學開發的SOYGRY模型,該模型以特定土壤類型的每日氣象數據為函數,預報大豆的幹物質生長、葉麵積指數、作物發育及最終產量。模擬的主要生理過程為:營養生長及生殖生長,生物量生長及分配(碳素平衡),土壤及植株水分平衡,植株氮素平衡及磷素平衡。這個模型也對品種選擇、播種日期、行距與株距、施肥及灌溉管理選項作出反應。
在使用此模型時,需要使用的參數很多,包括每日的氣象數據(太陽輻射、降水量、最高氣溫、最低氣溫、緯度等)、土壤情況(徑流、土壤反射率、滲透率、排水、第一階段土壤蒸發等)、作物管理數據(播種日期、種植密度、行距、灌水管理(日期及數量)、施肥數據(日期、種類及數量)、品種選擇、土壤類型、氣象站地點等),除了這些還需要大豆的品種參數。