作物生長(zhǎng)模型在冬小麥上的應(yīng)用及簡(jiǎn)化方法初步研究.pdf

1、適時(shí)掌握準(zhǔn)確的農(nóng)情產(chǎn)量信息不僅關(guān)系到國(guó)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(guó)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?guó)三大糧食作物之一，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(duì)我國(guó)糧食總產(chǎn)量起著舉足輕重的作用。作物生長(zhǎng)模型用數(shù)學(xué)方程描述作物、氣候和土壤之間的作用過(guò)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(dòng)態(tài)定量的描述作物生長(zhǎng)、發(fā)育、籽粒形成及產(chǎn)量。目前利用作物生長(zhǎng)模型來(lái)模擬預(yù)測(cè)作物產(chǎn)量成為國(guó)

2、內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
　　 針對(duì)國(guó)內(nèi)外研究和應(yīng)用中存在的一些問(wèn)題，結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)和資料條件，本文的研究?jī)?nèi)容集中在作物生長(zhǎng)模型的標(biāo)定上，同時(shí)也嘗試?yán)米魑锷L(zhǎng)模型在區(qū)域尺度上進(jìn)行初步的應(yīng)用，并在理論上對(duì)其簡(jiǎn)化進(jìn)行初步探討。本研究以冬小麥為對(duì)象，具體內(nèi)容包括：
　　 1．作物生長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基

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

4、>　　 2．作物生長(zhǎng)模型應(yīng)用過(guò)程中，需要輸入諸多參數(shù)，冬小麥生長(zhǎng)時(shí)間跨度較長(zhǎng)，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(duì)作物L(fēng)AI和產(chǎn)量的影響，在理論上對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，以期達(dá)到減少工作量，縮短工作時(shí)間的目的，對(duì)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(guò)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(shí)際產(chǎn)量為5544kg/h㎡）；（2）模

5、型模擬冬小麥生育期與實(shí)測(cè)生育期時(shí)間基本吻合，播種～開(kāi)花期的模擬值總體與實(shí)際觀測(cè)值相差在6天以內(nèi)，播種～成熟期模擬值與實(shí)際觀測(cè)值誤差在5天以內(nèi)；（3）模擬LAI值與實(shí)測(cè)值RMSE均在0.5以下，說(shuō)明模擬值對(duì)實(shí)測(cè)值擬合良好；（4）產(chǎn)量模擬精準(zhǔn)度超過(guò)85％，因此作物生長(zhǎng)模型可作為一個(gè)常規(guī)有效預(yù)測(cè)冬小麥產(chǎn)量的工具，對(duì)作物產(chǎn)量預(yù)測(cè)提供幫助。（5）根據(jù)水分限制因子與氮素限制因子對(duì)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(jiǎn)化，但是