本文關(guān)鍵詞：西北旱區(qū)制種玉米生長與產(chǎn)量對土壤水氮的響應(yīng)及模擬研究　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 水氮 蒸發(fā)蒸騰量 水分生產(chǎn)力 收獲指數(shù) AquaCrop模型

【摘要】：針對我國西北旱區(qū)水資源匱乏且農(nóng)業(yè)水肥利用效率較低的問題,本研究以制種玉米為研究對象,采用田間試驗和模型模擬相結(jié)合的方法,于2013-2015年在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)石羊河試驗站開展了不同水氮處理試驗,不同生育階段虧水試驗,并且收集了 2011-2015年制種玉米渦度相關(guān)通量觀測數(shù)據(jù)及2012年不同生育期虧水試驗數(shù)據(jù)。重點研究了制種玉米對不同水氮的響應(yīng)機理及其數(shù)量關(guān)系。比較了 AquaCrop模型和SIMDualKc模型對蒸發(fā)蒸騰量的分離精度。得到了一套AquaCrop模型對于制種玉米產(chǎn)量預(yù)測的作物參數(shù),并且改進了 AquaCrop模型。取得了五個方面的研究成果:(1)揭示了基于生物量的水分生產(chǎn)力(WPB-ET)和基于產(chǎn)量的水分生產(chǎn)力(WPY-ET)對不同水氮條件的響應(yīng)差異。隨著灌水量減少WPY-ET顯著降低而WPB-ET保持穩(wěn)定。WPY-ET和WPB-ET在低氮條件下都有減小的趨勢。水分是決定產(chǎn)量和最終生物量的主要因子,施氮量是次要因子。65-70%田持的灌水下限和100-300 kgN ha-1的施氮量是西北旱區(qū)制種玉米較為合理的水氮管理措施。(2)分析了不同水氮處理對西北旱區(qū)覆膜制種玉米產(chǎn)量組成、生物量分配和收獲指數(shù)的影響。降低灌溉水平會顯著降低單株粒數(shù),而減少施氮量影響相對較小。百粒重在不同水氮處理下相對穩(wěn)定。降低灌溉水平使莖、葉分配系數(shù)顯著增大,果穗分配系數(shù)顯著減小,但是減少施氮量(從500到100 kgN ha-1)沒有顯著改變生物量在地上各器官之間的分配模式。收獲指數(shù)在不同水氮條件下不是一個穩(wěn)定的常數(shù),對灌溉水平反應(yīng)極敏感。(3)比較了 AquaCrop和SIMDualKc模型對西北旱區(qū)覆膜制種玉米ET分離的精度。在充分灌溉條件下,AquaCrop和SIMDualKc模型對日尺度蒸發(fā)蒸騰量(R2分別為0.849和0.852)和作物蒸騰(R2分別為0.853和0.898)模擬具有一定的精度。在水分虧缺條件下,AquaCrop模型對日尺度蒸發(fā)蒸騰量和作物蒸騰的模擬精度(R2分別為0.812和0.823)高于SIMDualKc模型(R2分別為0.641和0.728)。(4)評價了 AquaCrop模型對制種玉米生長過程及產(chǎn)量模擬的適用性。參數(shù)化后的AquaCrop模型總體上能夠較好的模擬冠層覆蓋度(CC)的變化,R2和NRMSE分別為0.818和19.3%。對所有處理生物量過程,模擬值與實測值之間R2和NRMSE分別為0.929和19.1%。當水分脅迫發(fā)生時模型整體上高估了最終生物量、產(chǎn)量和收獲指數(shù),并且隨著水分脅迫程度的加劇,模型的誤差增大。AquaCrop模型能夠較好的反映土壤含水量的變化動態(tài),R2和NRMSE分別為0.736和15.2%,但總體上有高估的趨勢。(5)構(gòu)建了基于新建立的全生育期非線性動態(tài)標準化水分生產(chǎn)力模型和不同階段水分虧缺連乘收獲指數(shù)模型的作物產(chǎn)量模擬模型。新建立的水分生產(chǎn)力模型計算的生物量NRMSE降低了6.5%。新建立的收獲指數(shù)模型NRMSE降低了 7.7%。與原AquaCrop模型相比,改進后的產(chǎn)量模擬結(jié)果R2從0.496增加到0.747,NRMSE從26.2%降到13.6%。隨著水分脅迫程度的加劇,改進后的AquaCrop模型誤差要小于原AquaCrop模型。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S513

【參考文獻】

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