作物与土壤和大气间因有物质和能量交换而形成的一个有机联系系统。研究方法通常根据光、温度、水等条件和土壤中养分供应状况，利用光合作用、呼吸作用、物质积累和运送转化等规律，通过植物生理生态和农业气象实验以及数值计算等，建立各种动力模式或动力统计模式，然后集成为一种描述作物营养生长过程或生殖生长过程的生长模式或产量模式，与实况相比照，以反映实际“土壤-作物-大气系统”中作物生长发育和产量形成的一些规律。