作物生長模型在冬小麥上的應(yīng)用及簡化方法初步研究.pdf

1、適時掌握準(zhǔn)確的農(nóng)情產(chǎn)量信息不僅關(guān)系到國內(nèi)糧食生產(chǎn)加工企業(yè)和廣大農(nóng)戶的切身利益，更與國家在世界糧食貿(mào)易相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的商業(yè)利益密切相關(guān)。小麥?zhǔn)俏覈蠹Z食作物之一，其中冬小麥的產(chǎn)量占據(jù)小麥產(chǎn)量的95％，其產(chǎn)量的高低對我國糧食總產(chǎn)量起著舉足輕重的作用。作物生長模型用數(shù)學(xué)方程描述作物、氣候和土壤之間的作用過程，可以根據(jù)氣象條件、土壤條件以及作物栽培管理措施，動態(tài)定量的描述作物生長、發(fā)育、籽粒形成及產(chǎn)量。目前利用作物生長模型來模擬預(yù)測作物產(chǎn)量成為國

2、內(nèi)外研究的熱點。
　　 針對國內(nèi)外研究和應(yīng)用中存在的一些問題，結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)和資料條件，本文的研究內(nèi)容集中在作物生長模型的標(biāo)定上，同時也嘗試?yán)米魑锷L模型在區(qū)域尺度上進(jìn)行初步的應(yīng)用，并在理論上對其簡化進(jìn)行初步探討。本研究以冬小麥為對象，具體內(nèi)容包括：
　　 1．作物生長模型的標(biāo)定
　　 選擇DSSAT v4.0框架中的CERES-Wheat模型，以北京市小湯山精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范基地和通州、密云及大興的實驗數(shù)據(jù)為基

3、礎(chǔ)，采用2004-2005年田問實驗數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行標(biāo)定；2005-2006年和2006-2007年實驗數(shù)據(jù)驗證模型冬小麥關(guān)鍵生育期時間、葉面積指數(shù)、產(chǎn)量等方面的模擬精度；通過輸入2007-2008年小湯山實驗數(shù)據(jù)得到2008年北京冬小麥產(chǎn)量，通過輸入通州等三個地區(qū)的數(shù)據(jù)研究了模型在北京其他地區(qū)的擴展性，通過輸入1978-2008年的氣象數(shù)據(jù)對比了拔節(jié)期與灌漿期模型預(yù)測精準(zhǔn)度，分析了誤差產(chǎn)生的可能原因，對模型下一步改進(jìn)方向提出建議。

4、>　　 2．作物生長模型應(yīng)用過程中，需要輸入諸多參數(shù)，冬小麥生長時間跨度較長，因此工作量巨大，在第一部分工作的基礎(chǔ)上，本研究分析了水分脅迫和氮素脅迫對作物L(fēng)AI和產(chǎn)量的影響，在理論上對模型進(jìn)行簡化，以期達(dá)到減少工作量，縮短工作時間的目的，對于進(jìn)一步研究模型在北京地區(qū)乃至華北地區(qū)的應(yīng)用有一定的意義。
　　 通過以上工作，得到結(jié)論如下：（1）北京地區(qū)冬小麥2008年產(chǎn)量為6000kg/h㎡（實際產(chǎn)量為5544kg/h㎡）；（2）模

5、型模擬冬小麥生育期與實測生育期時間基本吻合，播種～開花期的模擬值總體與實際觀測值相差在6天以內(nèi)，播種～成熟期模擬值與實際觀測值誤差在5天以內(nèi)；（3）模擬LAI值與實測值RMSE均在0.5以下，說明模擬值對實測值擬合良好；（4）產(chǎn)量模擬精準(zhǔn)度超過85％，因此作物生長模型可作為一個常規(guī)有效預(yù)測冬小麥產(chǎn)量的工具，對作物產(chǎn)量預(yù)測提供幫助。（5）根據(jù)水分限制因子與氮素限制因子對模型模擬LAI和產(chǎn)量影響的分析結(jié)果，模型可以在某些程度上得到簡化，但是