基于APSIM模型不同水分处理对旱地春小麦生长发育的影响

发布时间：2020-04-07 02:14

【摘要】：黄土高原地区水土流失问题十分严峻,作为干旱半干旱的典型地区,长久以来作物产量偏低且极不稳定,面对农业生态环境恶化和水资源短缺等问题,更加需要作物生产评估,以采取适宜措施,提高作物产量。经过参数的本土化修正后,APSIM模型可以进行黄土高原地区作物的生产预测和评估。于定西市安家坡村进行田间小区试验,以“定西42号”春小麦为研究对象,试验中施加150kg?hm~(-2)过磷酸二铵和62.5kg?hm~(-2)尿素(含N46.5%)作为基肥,将春小麦生长过程分为6个阶段(分蘖期、拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期和成熟期),设置5个不同的水分梯度:对照CK(0mm)、W1(50mm)、W2(100mm)、W3(150mm)、W4(200mm),所有水分梯度都平均分三次分别在分蘖期(5月8号)、拔节期(6月7号)、和开花期(6月28号)进行等量灌水,利用APSIM模型模拟不同水分梯度下旱地春小麦的生长情况,研究不同水分处理对旱地春小麦生长发育的影响。主要结论如下:(1)APSIM模型可以较为精确的模拟不同水分处理下旱地春小麦的生长发育情况。对旱地春小麦的株高、叶面积指数(LAI)、产量及其构成因素以及地上生物量的模拟,模拟值与实测值均趋近于1:1线,相关系数R均大于0.9,归一化均方根误差(NRMSE)基本在10%以内,模型有效性参数(M_E)均大于0.5。(2)对不同水分处理下旱地春小麦株高的模拟结果表明,各处理的小麦株高随着灌水量的增大而增大,W1、W2、W3和W4处理的平均株高比CK处理分别高12.11%、19.05%、22.86%、26.42%,增速表现为“慢-快-慢”,其中在孕穗-开花期增速最大。(3)对不同水分处理下旱地春小麦叶面积指数的模拟结果表明,不同水分处理下旱地春小麦的叶面积指数在生育期内的变化趋势相同,均表现为先增大后减小,其中在孕穗期达到峰值。除分蘖期外,其余各生育期不同水分处理对春小麦LAI的影响显著,均表现为W4W3W2W1CK。(4)对不同水分处理下旱地春小麦地上生物量的模拟结果表明,各处理的地上生物量变化趋势表现为“S”型趋势,在成熟期积累量达到峰值,成熟期小麦地上生物量表现为:W3W4W2W1CK,W3处理最适宜小麦地上生物量的积累。随着生育期的推进,积累速率表现为“慢-快-慢”的变化趋势,其中在开花期积累速率达到峰值。(5)不同水分处理对旱地春小麦产量、穗粒数、千粒重影响显著(p0.05),对穗数影响不显著(p0.05)。W3处理的小麦产量最高,不同处理对小麦产量的影响表现为:W3W4W2W1CK,CK、W1、W2、W3处理对小麦产量的影响显著(p0.05),W3与W4处理对小麦产量的影响不显著(p0.05)。(6)在0~200mm的试验范围内,生育期灌水量与小麦生长指标(株高、叶面积指数、生物量)及产量形成过程均表现为正相关,灌水量对研究区小麦生长有较为显著的影响。小麦株高、生物量、产量与灌水量的效应表现为开口向下的二次抛物线,其阈值分别为179.42mm、148.87mm、172.04mm,叶面积指数与灌水量的效应表现为递增的线性关系。小麦产量构成因素与小麦产量的直接通径系数表现为:穗数(0.954)穗粒数(0.312)千粒重(0.218),穗数通过穗粒数间接对小麦产量产生负效应,同时穗数通过穗粒数间接对小麦产量产生负效应,其他因素间接对小麦产量产生的影响均为负效应。
【图文】：

图 3-2 土壤有机质与 N 转化示意图Figure 3-2 with N transformation of soil organic matter茬模块是在 PERFECT 模型的基础上做了相应的C：N 平衡的影响，，使得 APSIM 模型更加精确。
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.12

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本文编号：2617312