隴中黃土高原區(qū)是我國西北地區(qū)的重要糧食生產(chǎn)基地,也是世界上水土流失最為嚴重的地區(qū)之一,降水少、蒸發(fā)強烈再加上季節(jié)的分配不均以及長期不合理的耕作都導致了該區(qū)春小麥的產(chǎn)量一直低而不穩(wěn)。為提高農(nóng)作物產(chǎn)量和有限降水資源的利用率,減少水土流失,改善生態(tài)環(huán)境,本研究以我國甘肅省定西市安家坡村甘肅農(nóng)業(yè)大學旱農(nóng)綜合試驗站2016、2017年不同耕作措施下的春小麥產(chǎn)量以及土壤水分含量等田間試驗資料為基礎,對DSSAT-Wheat模型參數(shù)進行了調(diào)試與驗證,并對模型在隴中黃土高原區(qū)的適用性進行了評價,利用驗證后的模型對2017年傳統(tǒng)耕作（T）、傳統(tǒng)耕作+秸稈覆蓋（TS）、免耕（NT）和免耕+秸稈覆蓋（NTS）措施下春小麥主要生育期天數(shù)、產(chǎn)量和土壤含水量進行了模擬,在實測結果和模擬結果誤差較小的基礎上,對四種不同耕作措施下1987-2016年春小麥土壤水分利用效率和產(chǎn)量進行模擬和分析,結果表明:1.DSSAT模型對隴中黃土高原區(qū)春小麥主要生育期天數(shù)進行模擬,實測值和模擬值的相對誤差都在5%以內(nèi),產(chǎn)量模擬的標準化均方根誤差（n RMSE）在8.89%-10.98%范圍內(nèi),平均相對誤差（MRE）在8.51%-9.... 

【文章來源】：甘肅農(nóng)業(yè)大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術路線圖

1983-1993 年間由美國農(nóng)業(yè)部組織，在美國夏威夷大學主持下的多所大學和科研單位聯(lián)合開發(fā)研制出的由多種作物模擬模型組成的綜合計算機系統(tǒng)，該計算機系統(tǒng)中涵蓋了CERES 的系列模型以及CROPGRO 模型等幾個著名的作物模擬模型[64,65]。DSSAT 的第一次發(fā)布是 1989 年的 2.1 版本，2017 年發(fā)布的 4.7 版本是DSSAT 的最新版本，包括了 42 種不同的作物模擬模型，主要包括 CERES（CropEnvironment REsource Synthesis）系列模型、CROPGRO 豆類作物模型、SUBSTORpotato 馬鈴薯模型、CROPSIMcassava 木薯模型、OILCROP 向日葵模型以及 CANEGRO 甘蔗模型。DSSAT 模型中還包含了同種作物的連做模擬（SEQUENCE）、作物的耕作方式、不同作物間的輪作以及作物的施肥管理，灌溉管理和其它管理等模擬研究選項，是近年來應用比較廣泛的作物模型軟件之一[66,67]。如圖 2 所示，DSSAT 模型主要由數(shù)據(jù)庫管理模塊、作物模型模塊、應用分析模塊、后援軟件、模型使用界面模塊共五大部分組成。

發(fā)散量(mmd-1)，R 為地表徑流量(mmd-1)，D 為土壤剖面底部深層滲漏量 (mmd-1)。應該注意的是在上述的公式中并沒有考慮到作物冠層對水分的截獲作用，因為截獲量通常都較小，可以忽略不計。式中采用的是 Curve Number（CN）[71]方法，也稱為 SCS（SoilConservationService）方法來計算的地表徑流量。圖 3 表明了 DSSAT 模型模擬的土壤中水分運動的過程，模型將土壤剖面最多可分為 20 層，每層土壤中的水分含量都在土壤含水量的下限和土壤的飽和含水量之間進行變動。當土壤中的水分含量高于土壤的排水上限時，水分就會在重力的作用下向下一層的土壤中流動。當土壤中的水分含量處于土壤含水量的下限和土壤的排水上限之間時，則土壤中的非飽和水流（即土壤中的水分再分配）與相鄰的兩層土壤中的作物可利用的水分含量的差值成比例。土壤中水分的再分配在上下兩個方向都可以進行。當某一層中的土壤含水量超過了土壤的排水上限的時候，模型采用“翻斗（tipping bucket）”的方法來計算土層中的排水量[72]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同水分脅迫條件下DSSAT-CERES-Wheat模型的調(diào)參與驗證[J]. 姚寧,周元剛,宋利兵,劉健,李毅,吳淑芳,馮浩,何建強.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2015(12)
[2]DSSAT-CERES模型在黃土高原丘陵溝壑地區(qū)春玉米生產(chǎn)中的適用性評價[J]. 鄒龍,馮浩.  植物營養(yǎng)與肥料學報. 2014(06)
[3]黃淮海地區(qū)冬小麥關鍵生育期不同灌溉水平對產(chǎn)量影響的模擬[J]. 徐建文,梅旭榮,居輝,李迎春,劉勤,楊建瑩.  作物學報. 2014(08)
[4]基于DSSAT模型的氮肥管理下華北地區(qū)冬小麥產(chǎn)量差的模擬[J]. 劉建剛,褚慶全,王光耀,陳阜,張耀耀.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2013(23)
[5]Optimizing Parameters of CSM-CERES-Maize Model to Improve Simulation Performance of Maize Growth and Nitrogen Uptake in Northeast China[J]. Craig F Drury,Gerrit Hoogenboom.  Journal of Integrative Agriculture. 2012(11)
[6]國外主要作物模型研究進展與存在問題[J]. 王文佳,馮浩.  節(jié)水灌溉. 2012(08)
[7]基于CROPWAT-DSSAT關中地區(qū)冬小麥需水規(guī)律及灌溉制度研究[J]. 王文佳,馮浩.  中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報. 2012(06)
[8]DSSAT作物系統(tǒng)模型的發(fā)展與應用[J]. 劉海龍,諸葉平,李世娟,楊靖一,白由路.  農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡信息. 2011(11)
[9]作物模型發(fā)展探討[J]. 曹宏鑫,趙鎖勞,葛道闊,劉永霞,劉巖,孫金英,岳延濱,張智優(yōu),陳煜利.  中國農(nóng)業(yè)科學. 2011(17)
[10]應用DSSAT模型對吉林省黑土玉米最佳栽培技術的模擬和校驗研究 Ⅰ.模型品種參數(shù)校驗和產(chǎn)量的敏感性分析[J]. 楊靖民,劉金華,竇森,楊靖一,Gerrit Hoogenboom.  土壤學報. 2011(02)

博士論文
[1]作物生產(chǎn)系統(tǒng)水分和氮素管理的DSSAT模型模擬與評價[D]. 劉海龍.中國農(nóng)業(yè)科學院 2011
[2]黃土塬區(qū)麥田水分、氮素平衡及生產(chǎn)力的試驗與模擬研究[D]. 張益望.中國科學院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心） 2010
[3]不同耕作措施下黃土高原旱地土壤質(zhì)量綜合評價[D]. 羅珠珠.甘肅農(nóng)業(yè)大學 2008
[4]保護性耕作措施對農(nóng)田土壤健康狀況的影響及作物響應研究[D]. 韓賓.山東農(nóng)業(yè)大學 2007

碩士論文
[1]西北干旱區(qū)CERES-Maize模型率定驗證及節(jié)水潛力分析[D]. 邢健.山西農(nóng)業(yè)大學 2016
[2]運用DSSAT-CENTURY模型研究長期施肥對黑土碳氮循環(huán)的影響[D]. 郭薇.吉林農(nóng)業(yè)大學 2015
[3]基于CERES玉米模型的黃淮海夏玉米水肥管理技術研究[D]. 張艷紅.中國農(nóng)業(yè)大學 2004



本文編號：3608952