隨著工業(yè)和城市的發(fā)展,安徽省農(nóng)業(yè)灌溉用水的比重將會持續(xù)下降。據(jù)估計,到21世紀(jì)中葉,農(nóng)業(yè)用水的比重將會下降到52%左右,加上水資源利用率偏低、水資源嚴(yán)重浪費(fèi)以及用水結(jié)構(gòu)不合理等原因,使得農(nóng)業(yè)水資源短缺問題日趨嚴(yán)峻。提高農(nóng)業(yè)用水效率,節(jié)約農(nóng)業(yè)用水是我們面臨的亟待解決的重要問題。為此,2015和2016年開展夏大豆受旱盆栽試驗(yàn),從定性和定量兩方面研究水分對作物生長的影響,揭示作物不同受旱條件下不同生育期蒸發(fā)滕發(fā)規(guī)律、不同生育期受旱減產(chǎn)損失規(guī)律,分析作物不同生育期在不同受旱強(qiáng)度條件下的敏感性,建立淮北平原夏大豆水分生產(chǎn)函數(shù),取得了如下結(jié)論:1)為探討不同生育期干旱脅迫對作物生長的影響,以生育期不同土壤水分為控制因素,在大豆苗期、分枝期、花莢期、鼓粒成熟期分別設(shè)置輕旱和重旱2個水平以及全生育期不旱(CK),共9個水分處理,分析了大豆不同生育期不同受旱脅迫程度下的耗水規(guī)律及其對產(chǎn)量和水分利用效率(WUE)的影響。結(jié)果表明:干旱脅迫使得生育期耗水量減少,且受旱程度越重減少比例越大;各生育期干旱脅迫對夏大豆產(chǎn)量損失的影響不同,苗期和分枝期受旱對產(chǎn)量的影響較小,而花莢期和鼓粒成熟期不論輕旱或重旱處理對夏大豆產(chǎn)量損失都明顯大于苗期和分枝期,特別是花莢期產(chǎn)量損失最大;各生育期干旱脅迫對WUE的影響不同,苗期和分枝期影響較小,花莢期重旱處理影響最大,WUE最低。2)為得到適合安徽淮北平原地區(qū)的作物系數(shù)和準(zhǔn)確估算干旱脅迫下夏大豆蒸發(fā)蒸騰量,采用遺傳算法(GA)對單作物系數(shù)、土壤水分脅迫系數(shù)進(jìn)行率定,并運(yùn)用單作物系數(shù)法對干旱脅迫下蒸發(fā)蒸騰量進(jìn)行估算。結(jié)果表明:GA優(yōu)化計算的淮北平原夏大豆作物系數(shù)分別為K_(cini)=0.853、K_(cmid)=1.418、K_(cend)=0.6959;對8種不同干旱脅迫下夏大豆全生育期逐日蒸發(fā)蒸騰量進(jìn)行估算,MAE范圍為0.52~0.68mm/d,RMSE范圍為0.62~0.79mm/d,MRE范圍為16.16%~22.22%,其均值分別為0.59mm/d、0.69mm/d、19.90%,說明基于單作物系數(shù)和遺傳算法的干旱脅迫下夏大豆蒸發(fā)蒸騰量估算方法的計算結(jié)果比較合理可靠。3)為準(zhǔn)確估算干旱脅迫下夏大豆蒸發(fā)蒸騰量、探討隨機(jī)森林(RF)算法的適用性,依據(jù)2016年夏大豆盆栽受旱試驗(yàn),構(gòu)建基于RF的干旱脅迫下夏大豆蒸發(fā)蒸騰量估算模型。結(jié)果表明:RF模型的估算值與實(shí)測值具有較好的一致性,RF估算模型MRE范圍在8.49%~38.57%,RMSE范圍在0.70~1.28mm,NSE范圍在0.88~0.97,其平均值分別為18.28%、0.98mm、0.93,相比BP估算模型,RF估算模型的MRE、RMSE、NSE分別減少47.91%、36.53%、12.16%。4)為正確評估減災(zāi)效益和降低旱災(zāi)風(fēng)險,建立干旱脅迫條件下的夏大豆水分生產(chǎn)函數(shù)顯得尤為重要,依據(jù)2015年和2016年淮北平原夏大豆受旱盆栽試驗(yàn)資料,建立基于GA-Jensen模型的夏大豆水分生產(chǎn)函數(shù)。結(jié)果表明:淮北平原夏大豆各生育期缺水敏感指數(shù)大小順序?yàn)榛ㄇv期鼓粒成熟期分枝期苗期;GA-Jensen、Jensen模型擬合效果較好,初步驗(yàn)證了GA-Jensen、Jensen模型在淮北平原的適用性,且基于GA-Jensen模型建立的淮北平原夏大豆水分生產(chǎn)函數(shù)更為可靠。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S565.1;S423
【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外作物水分生產(chǎn)函數(shù)研究進(jìn)展
        1.2.1 水分虧缺試驗(yàn)方面研究進(jìn)展
        1.2.2 作物水分生產(chǎn)函數(shù)靜態(tài)模型方面研究進(jìn)展
        1.2.3 作物水分生產(chǎn)函數(shù)動態(tài)模型方面研究進(jìn)展
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 不同生育期干旱脅迫對夏大豆水分利用效率的影響分析
    2.1 概述
    2.2 試驗(yàn)與方法
        2.2.1 試驗(yàn)區(qū)概況
        2.2.2 試驗(yàn)設(shè)計
        2.2.3 試驗(yàn)測定項目及方法
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 不同生育期干旱脅迫程度對夏大豆耗水量的影響
        2.3.2 不同生育期干旱脅迫程度對夏大豆產(chǎn)量的影響
        2.3.3 不同生育期干旱脅迫程度對夏大豆水分利用效率的影響
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于單作物系數(shù)和遺傳算法的干旱脅迫下夏大豆蒸發(fā)蒸騰量估算
    3.1 概述
        3.1.1 遺傳算法
        3.1.2 作物蒸發(fā)蒸騰量估算方法
    3.2 基于單作物系數(shù)和遺傳算法的夏大豆蒸發(fā)蒸騰量估算方法
        3.2.1 單作物系數(shù)
        3.2.2 作物系數(shù)K_c和土壤水分脅迫系數(shù)K_s率定
        3.2.3 誤差評價指標(biāo)
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 無干旱脅迫下夏大豆蒸發(fā)蒸騰量估算結(jié)果
        3.3.2 不同干旱脅迫下夏大豆蒸發(fā)蒸騰量估算結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于隨機(jī)森林的干旱脅迫下夏大豆蒸發(fā)蒸騰量估算
    4.1 概述
    4.2 模型的建立
        4.2.1 分類回歸決策樹
        4.2.2 隨機(jī)森林算法
        4.2.3 基于隨機(jī)森林的干旱脅迫下夏大豆蒸發(fā)蒸騰量估算模型
    4.3 模型評價指標(biāo)
    4.4 結(jié)果與分析
        4.4.1 估算模型的誤差分析
        4.4.2 影響夏大豆蒸發(fā)蒸騰量的輸入因子重要性分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 淮北平原夏大豆水分生產(chǎn)函數(shù)試驗(yàn)研究
    5.1 概述
    5.2 水分生產(chǎn)函數(shù)模型
        5.2.1 全生育期水分生產(chǎn)函數(shù)模型
        5.2.2 分生育期作物水分生產(chǎn)函數(shù)模型
    5.3 基于遺傳算法的夏大豆水分生產(chǎn)函數(shù)Jensen優(yōu)化模型
    5.4 模型適用性評價
    5.5 模型實(shí)例研究
        5.5.1 全生育期水分生產(chǎn)函數(shù)模型求解結(jié)果
        5.5.2 分生育期水分生產(chǎn)函數(shù)模型求解結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2840285