基于DSSAT模型的華北地區(qū)冬小麥最優(yōu)灌溉方案研究——以欒城為例.pdf

1、華北平原地區(qū)土層深厚，光熱充足，是我國冬小麥的主要生產(chǎn)基地之一。麥區(qū)屬于大陸性季風(fēng)氣候，降水嚴(yán)重不足，且降水集中在夏季，這對(duì)于生長季為從前一年10月至次年6月上旬且耗水量大的冬小麥來說，更是嚴(yán)重缺水，所以冬小麥生長嚴(yán)重依賴于灌溉補(bǔ)水。而河北地區(qū)的水資源又嚴(yán)重不足，因此制定本地區(qū)冬小麥最優(yōu)的灌溉方案有重要意義。
　　本文引入DSSAT模型，以中國科學(xué)院欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站作為代表樣點(diǎn)，利用其1997-2012年間的氣象、農(nóng)田觀測(cè)及

2、管理資料，進(jìn)行適用于華北地區(qū)的最佳灌溉方案研究。主要有以下內(nèi)容:
　　(1)首先對(duì)DSSAT模型進(jìn)行2個(gè)品種的（41851和科農(nóng)199）調(diào)參，并進(jìn)行回?cái)M和模擬驗(yàn)證分析，結(jié)果表明DSSAT模型在本地區(qū)有較好的效果。
　　(2)利用所建立的DSSAT模型參數(shù)體系，根據(jù)已有研究成果和當(dāng)?shù)毓芾砹?xí)慣，設(shè)立以灌溉時(shí)間分別在越冬(12/01)、拔節(jié)(3/29)、抽穗(4/20)和灌漿(5/15)期，并結(jié)合0-4次的五個(gè)灌溉水平，共有16種

3、灌溉組合，進(jìn)行冬小麥發(fā)育期和產(chǎn)量的模擬，最終確立產(chǎn)量和水分利用效率最好的組合為適宜于本地區(qū)的最佳灌溉方案。
　　(3)利用Pearson-Ⅲ分布法根據(jù)1997-2012年（共15年）的降水量劃分豐水年、平水年和枯水年三種年型。并對(duì)各年型的代表年份，進(jìn)行上述16種灌溉方案的產(chǎn)量和水分利用效率的對(duì)比分析，從而得出不同降水年型下的最佳灌溉方案。
　　本文的主要結(jié)論如下:
　　(1) DSSAT模型對(duì)品種41851的產(chǎn)量回?cái)M和

4、模擬驗(yàn)證的歸一化均方根誤差分別為8.38％、11.93％;對(duì)品種科農(nóng)199的產(chǎn)量回?cái)M和模擬驗(yàn)證的歸一化均方根誤差分別為7.16％、6.59％。發(fā)育期模擬方面:品種41851與科農(nóng)199的開花期和成熟期的模型回?cái)M與驗(yàn)證的歸一化均方根誤差均都小于10％。表明模型在本地區(qū)的模擬效果較好。
　　(2)對(duì)16種灌溉組合方案的模擬分析結(jié)果表明:在常規(guī)的耕作方式、灌溉方式和較充分的養(yǎng)分供給情況下，灌溉次數(shù)和灌溉時(shí)間對(duì)冬小麥的產(chǎn)量和水分利用效率的

5、影響顯著。產(chǎn)量最優(yōu)的灌溉方案為:灌三水（越冬+拔節(jié)+抽穗水）＞灌四水＞灌二水（拔節(jié)+抽穗水）＞灌一水（拔節(jié)水）＞雨養(yǎng);水分利用效率最優(yōu)的方案為:灌二水（拔節(jié)+抽穗水）＞灌一水（拔節(jié)水）＞灌三水（越冬+拔節(jié)+抽穗水）＞灌四水＞雨養(yǎng)。即灌三水時(shí)的產(chǎn)量最高，產(chǎn)量均值為7006.87kg/hm2，比灌二水時(shí)的產(chǎn)量均值6848.27kg/hm2高158.6kg/hm2，但灌三水時(shí)的水分利用效率均值為14.38kg/hm2·mm，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于灌二水時(shí)

6、的均值16.955kg/hm2·mm，表明灌二水時(shí)的水分利用效率最優(yōu)。綜合產(chǎn)量和水分利用效率分析，得出灌二水時(shí)（即拔節(jié)水+抽穗水）的產(chǎn)量和水分利用效率均較好，是最佳的灌溉方案。
　　(3)以1999-2000年、2002-2003年、2009-2010年分別作為枯水年、豐水年和平水年的代表年份，進(jìn)行不同灌溉組合的產(chǎn)量和水分利用效率的分析，結(jié)果表明:豐水年灌一水（拔節(jié)水）時(shí)產(chǎn)量為7317kg/hm2，水分利用效率為17.96kg/h