新疆春小麦不同滴灌模式作物生长模型的模拟与验证.pdfVIP

摘要 小麦是我国三大粮食作物之一，其产量的高低对我国粮食安全问题有着重要的影响。 近年来，随着信息技术在农业中不断深入研究与运用，传统农业的发展开辟出一条新的 领域。农业技术转移决策支持系统即DSSAT（Decision Support System forAgrotechnology Transfer）模型是一个以模拟作物生长为基础的机理性模型，可以全面模拟作物生长发 育过程并考虑许多因素，主要用于农业试验分析、产量预测、生产风险评估以及气候对 农业的影响评价等，也可用于作物育种、生产潜力模拟、作物栽培方案优化等。 本研究采用DSSAT模型v4.6，针对北疆滴灌春小麦，于2018-2019 年在石河子实 验农场开展了不同管行比配置模式田间试验，进行模型参数调整、模型本地化和小麦生 长模拟验证研究。供试春小麦品种为课题组前期研究筛选出的2 个品种：新春22 号和 44 新春 号（前者对水分胁迫较敏感，后者较不敏感）。设置三种不同的滴灌带配置模式， 分别为一管四行 （TR4）、一管六行(TR6)、一管八行 （TR8）。田间管理措施均一致。 模拟首先选用2018年春小麦关键生育时期、籽粒产量、干物质积累与分配等试验 DSSAT GLUE 数据，利用 模型中 “ ”工具结合试错法，进行模型中作物品种遗传参数 的率定，完成参数调整和模型本地化；接着利用2019 年的田间试验数据进行验证。得 到结论如下： 1 2018 （）模型模拟春小麦生育时期与实测值基本吻合： 年播种到出苗期的模拟误 差为2 天，2019年的时间完全吻合；播种到三叶一心期2018和2019年模拟值与实测值 相差分别是3 天和2 天；拔节期与开花期2018年的模拟与实测值完全吻合，2019年两 2 3 2018 22 2 个时期的模拟误差分别为天 和 天；全生育期的模拟 年新春 号误差为 天， 而新春44 号误差为1天，2019年误差稍大，分别为3 天和4 天。 （2）籽粒产量的模拟效果较好：2018年新春22 号模拟精确度为TR4TR6TR8， 44 TR4TR8TR6 2019 22 而新春 号的模拟精确度为 。 年新春 号模拟精确度最高的是 TR8，而新春44 号模拟精确度最高的是TR6，新春22 号的模拟精确度为TR8TR4TR6 而新春44 号的是TR6TR8TR4。 3 （）开花期与成熟期的小麦干物质积累与分配的模拟两年的精确度差别不大：叶 片模拟显示，2019年开花期nRMSE 为1.29%，其他时期nRMSE 在3.5%左右；茎模拟 结果显示，2018年两个时期nRMSE 比较接近，分别为1.30%和1.57%，2019年nRMSE 开花期为0.51%，成熟期为4.24%；颖壳模拟结果显示，2018年开花期模拟效果最差， nRMSE 为6.29%，成熟期nRMSE 为1.64%，而2019年开花期和成熟期分别为0.88%和 2.75%；籽粒模拟显示，2018年成熟期nRMSE 为3.50%，2019 年为3.83%。整体模拟 I 效果较好。 从上述研究结果综合来看，经过品种参数调整的DSSAT模型对于石河子地区新春 22 号和新春44 号春小麦在不同年份不同滴灌模式的适用性较好，可以用于预测当地常 规和大管行比滴灌模式下的春小麦生长发育及籽粒产量。 关键词：大管行比滴灌模式；作物生长模型； DSSAT；春小麦；产量 II Abstract Wheat is one of the three major crops in Chin