中國(guó)是人口大國(guó),糧食需求量大。灌水和施肥是保障糧食安全的兩個(gè)重要措施,但不合理的水肥管理方式會(huì)造成資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。盡管傳統(tǒng)田間試驗(yàn)是評(píng)估不同灌溉和施氮制度的可靠方法,但通常費(fèi)時(shí)費(fèi)力。作物模型能夠綜合模擬氣象條件、土壤特性、作物品種、管理措施對(duì)作物生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量的影響,因此近年來(lái)被廣泛應(yīng)用到作物水氮管理優(yōu)化中。本研究在DSSAT-CERES-Wheat模型作物品種和生態(tài)參數(shù)敏感性分析的基礎(chǔ)上,利用西北農(nóng)林科技大學(xué)節(jié)水灌溉試驗(yàn)站2011-2014年冬小麥不同灌溉施氮處理大田試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了校準(zhǔn)和驗(yàn)證。利用校準(zhǔn)驗(yàn)證后的模型分析了氣象數(shù)據(jù)輸入的不確定性對(duì)產(chǎn)量預(yù)測(cè)的影響,探索了基于生育期、土壤含水量的節(jié)水灌溉制度和以產(chǎn)量和凈收益為目標(biāo)的最優(yōu)施氮量,并分析了氣象不確定性對(duì)灌溉施氮優(yōu)化的影響,旨在為該地區(qū)小麥生產(chǎn)的高產(chǎn)高效和可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。本研究所得主要結(jié)果如下:（1）作物參數(shù)的敏感性在不同輸出變量、不同生長(zhǎng)階段、不同水氮管理下存在差異作物參數(shù)PARUE（營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期光能利用效率）、P1（出苗-頂端小穗積溫）、P1D（光周期響應(yīng)）均對(duì)小麥地上部生物量、葉面積指數(shù)（LAI）、地上部吸氮... 

【文章來(lái)源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

技術(shù)路線

第三章作物參數(shù)的敏感性分析233.3結(jié)果與分析3.3.1狀態(tài)變量的敏感性分析3.3.1.1高水高氮條件圖3-1Morris法計(jì)算的CERES-Wheat模型的各狀態(tài)變量的敏感性結(jié)果Fig.3-1MorrissensitivityanalysisresultforstatevariablesofCERES-Wheatmodel本研究分析了相對(duì)足水足肥處理（I2N3）小麥生育期、產(chǎn)量、地上部生物量對(duì)作物參數(shù)的敏感性，其結(jié)果見(jiàn)圖3-1。如圖3-1a所示，小麥開(kāi)花期對(duì)P1最敏感，其*值最大，P1表示出苗－穗分化期的積溫，此階段受春化作用和光周期作用影響。P1D為開(kāi)花期的第2個(gè)敏感參數(shù)，反映冬小麥出苗－穗分化階段對(duì)光周期的敏感性，表示低于臨界日長(zhǎng)對(duì)發(fā)育的延緩比例。冬小麥出苗－穗分化主要完成成花誘導(dǎo)和花形成，對(duì)開(kāi)花起決定性作用。P2是開(kāi)花期的第3個(gè)敏感參數(shù)，表示穗分化－挑旗期的積溫，此階段滿足后，冬小麥進(jìn)入抽穗開(kāi)花期。P3是開(kāi)花期的第4個(gè)敏感參數(shù)，表示挑旗－抽穗期完成的積溫。VEFF為開(kāi)花期的第5個(gè)敏感因子，為春化作用效應(yīng)因子，其σ值最大，與其它參數(shù)的交互作用最強(qiáng)，表示在不適宜春化條件下的相對(duì)發(fā)育速率，與P1D，P1共同決定

第三章作物參數(shù)的敏感性分析253.3.1.2水分虧缺的影響圖3-2灌溉和雨養(yǎng)條件下各參數(shù)的敏感性的差異Fig.3-2SensitivitydifferenceofparametersunderirrigationandrainfedconditionforstatevariablesofCERES-Wheatmodel為了便于比較不同處理下參數(shù)敏感性的相對(duì)變化，對(duì)敏感指數(shù)μ*進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理。本部分采用1：1的線圖展示I0N3和I2N3條件下參數(shù)敏感性的差別，距1：1線垂直距離越遠(yuǎn)的參數(shù)在兩種水分條件下差異越大。由圖3-2a,b看出，水分處理對(duì)物候期敏感性參數(shù)沒(méi)有影響，這是由于模型中物候期計(jì)算只考慮光照和溫度，不考慮水分和養(yǎng)分脅迫對(duì)生育期的影響。水分處理對(duì)生物量敏感參數(shù)有一定影響。對(duì)于雨養(yǎng)和灌溉處理，PARUE均為最敏感參數(shù)，且敏感性遠(yuǎn)高于其它參數(shù)。雨養(yǎng)下，LSPHS和RDGS敏感性比灌溉下略有提升，敏感性分別排第2、3位，LSPHS控制葉片衰老開(kāi)始的時(shí)間，水分脅迫首先會(huì)減少擴(kuò)展性生長(zhǎng)，即減少分蘗和葉面積，而LSPHS控制了葉片衰老前的光合面積，彌補(bǔ)了水分脅迫對(duì)光合面積的影響，使其對(duì)生物量的影響增強(qiáng)。RDGS控制根系垂直分布，當(dāng)土壤上層水分供應(yīng)不足時(shí)，作物會(huì)通過(guò)延長(zhǎng)根系增強(qiáng)吸水能力進(jìn)而獲得生長(zhǎng)所需水分。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于遙感數(shù)據(jù)和氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的DSSAT模型冬小麥產(chǎn)量和品質(zhì)預(yù)報(bào)[D]. 李振海.浙江大學(xué) 2016
[2]基于CERES模型的華北地區(qū)冬小麥—夏玉米周年土壤水分動(dòng)態(tài)模擬及水利用特性分析[D]. 周麗麗.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]關(guān)中地區(qū)冬小麥水氮產(chǎn)量效應(yīng)及其產(chǎn)差分析[D]. 姬建梅.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2015
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碩士論文
[1]基于DSSAT模型的關(guān)中灌區(qū)冬小麥最優(yōu)灌溉制度研究[D]. 王文佳.中國(guó)科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心） 2012



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