利用AquaCrop模型模擬覆膜春玉米耗水和產(chǎn)量

利用AquaCrop模型模擬覆膜春玉米耗水和產(chǎn)量本試驗(yàn)于2011-2014年連續(xù)監(jiān)測(cè)山西省壽陽縣農(nóng)業(yè)部旱作農(nóng)業(yè)野外科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站的覆膜和露地處理下春玉米生長(zhǎng)過程、農(nóng)田土壤水分動(dòng)態(tài)變化、土壤棵間蒸發(fā)和農(nóng)田蒸散。同時(shí)利用國際糧農(nóng)組織(FAO)推出的AquaCrop模型對(duì)覆膜春玉米生長(zhǎng)、耗水和產(chǎn)量形成進(jìn)行模擬,從而定量揭示覆膜條件下春玉米高產(chǎn)節(jié)水增效的機(jī)理。主要研究結(jié)論如下:1.(a)覆膜技術(shù)能提高土壤體積含水率,2011-2014年整個(gè)生育期內(nèi)覆膜春玉米0~120cm剖面體積含水率平均值分別比露地春玉米高3.8%、5.6%、5.1%、4.1%;(b)覆膜技術(shù)能顯著提高冠層覆蓋度,四年覆膜區(qū)春玉米全生育期冠層覆蓋度CC平均值分別高出18.2%、14%、15.8%、14.9%;(c)覆膜技術(shù)能夠顯著降低棵間土壤蒸發(fā)和農(nóng)田蒸散,考慮覆膜處理縮短了生育期,故日均蒸散量ET相差不大,2011-2014年覆膜處理的土壤蒸發(fā)分別降低了53.6%、84.8%、45.7%和58.5%;同期覆膜農(nóng)田蒸散分別降低了6.4%、16.2%、8.8%和12%;(d)覆膜提高了春玉米地上累計(jì)生物量,四年覆膜區(qū)春玉米地上生物量平均值分別高31.4%、27.2%、39.2%、26.6%;(f)覆膜技術(shù)能夠提高春玉米最終生物量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量,四年分別提高14.9%和14.3%、7.6%和12.1%、9.2%和11.9%、13.8%和14.2%。2.利用2013年春玉米大田試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型中參數(shù)進(jìn)行了率定,得到本地化模型參數(shù),其中包括覆蓋處理的玉米最大冠層覆蓋度CCx為96%(露地為90%);根系平均生長(zhǎng)率為2.1cm/d;參考收獲指數(shù)HI0為48%;收獲指數(shù)HI存在的天數(shù)為52d;水分脅迫對(duì)根際擴(kuò)張的影響因子為-6。3.通過對(duì)模型輸入?yún)?shù)進(jìn)行敏感性分析,得出對(duì)模擬結(jié)果影響顯著的有:達(dá)到最大冠層覆蓋度CCx的天數(shù)、開花日期、冠層衰老時(shí)間、凋萎系數(shù)、田間持水量和初始土壤含水率,相對(duì)敏感度處于0.13~0.58,其他參數(shù)對(duì)模擬結(jié)果影響皆較小。4.2011、2012年和2014年不同覆蓋處理的農(nóng)田土壤含水率、冠層覆蓋度、蒸散和地上累積生物量的模擬值與實(shí)測(cè)值的均方根誤差(RMSE)分別為0.4%~1.4%、3.6%~9.8%、0.71~0.88mm/d和0.56~1.45t/ha,決定系數(shù)(R2)分別高于0.86、0.96、0.86和0.97,表明AquaCrop模型在模擬春玉米田土壤含水率、冠層生長(zhǎng)、農(nóng)田蒸散和地上生物量累積方面具有較高的準(zhǔn)確性。5.與實(shí)際產(chǎn)量比較,運(yùn)用參數(shù)化的Aquacrop模型模擬的春玉米最終地上生物量和籽粒產(chǎn)量最