DSSAT模型对巢湖流域小麦管理因子模拟和应用研究

论文摘要

巢湖流域是安徽省重要的农业区域，小麦的种植在粮食生产的结构中占据了一定的地位，然而不合理的施肥、病虫害影响，再加上多变的自然气候现象导致的产品品质低、产量不高以及由此而产生一系列的环境问题比较突出，严重制约了巢湖社会经济的可持续发展。近年来，信息技术在农业中逐步发展，为传统的农业科技的深入发展开辟了一条新道路，作物模型的成功开发和应用促进了对作物生育规律由定性描述向定量分析的转化过程，其具有较强的机理性、系统性和通用性，可通过灌溉、施肥、播期、密度等一些可调控因子来调节作物的生长、发育的进程，在特定的气候条件下预测作物的产量。本研究基于2007-2010三年中垾镇小麦试验数据基础上，结合小麦的七个遗传参数，运用DSSAT4.0模型进行敏感性分析，并对模型进行调试，以及将生育期、LAI、产量、籽粒重、地上生物量、秸秆量与模型模拟值进行比对校验。再运用校正好的模型，对2009-2010年小麦生长阶段中，在不同播期和播种密度下的生长发育进行模拟，分别观察同一播期，不同密度以及同一密度，不同的播期下，小麦的产量及地上部分生物量的变化，筛选出适合于当地的播种日期与播种密度。同时对2009-2010年小麦生长阶段中，不同施氮水平对小麦的产量、LAI以及对小麦生育期各部位的含N量进行模拟比较。通过以上试验，可以得出以下结论：（1）生育期：对2007-2010这三年的生育期的模拟结果较好，大部分误差都在5%以内，三年的模拟误差大小依次为1.71%、4.00%、8.05%；LAI：对2007-2010这三年中在空白，常规，优化， N减30%这四个施肥处理下，小麦在分蘖期，拔节期，孕穗期，开花期，成熟期的LAI的模拟值与实测值变化趋势趋于一致。从不同的施肥处理LAI结果来看，LAI的平均大小依次是常规﹥优化﹥N减30%﹥空白。产量：对于2007-2010这三年的结果来看，其中2009-2010这一年的模拟值与实测值的相对误差较2007-2008及2008-2009这两年相对较小，在四个指标的模拟误差中，三年产量的平均相对误差最小。（2）2009-2010年密度和播种期试验中可以得出在巢湖市中垾镇小麦的适宜的播种日期是11月7日，播种密度为150株/m2，在该播种条件下，小麦的产量较高，为6059kg/hm2，要保证地上收获较多生物量，适宜的播种日期在11月7日，播种密度选在150株/m2，地上生物量可达到14332kg/hm2.（3）2009-2010年的N肥试验得出，在适宜的播种密度与播期条件下，随着施N量的提高，小麦产量和LAI都不断增大，增加的幅度呈递减趋势。在不同的生长发育期，各部位N含量变化有差异。拔节期：叶N﹥茎N﹥根N﹥籽粒N；开花期：叶N﹥茎N﹥根N﹥籽粒N；成熟期：籽粒N﹥根N﹥茎N﹥叶N；收获期：籽粒N﹥根N﹥茎N﹥叶N。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 作物生长模拟模型
• 1.1.1 作物模型介绍
• 1.1.2 作物生长模型的功用
• 1.1.3 作物模型的建立
• 1.2 作物生长模型的国内外研究动态
• 1.2.1 国外研究进展
• 1.2.2 国内研究进展
• 1.3 作物模型未来的研究趋势
• 1.4 DSSAT 模型简介
• 1.4.1 DSSAT4.0 模型结构与功能
• 1.4.2 DSSAT4.0 模型的数据库构建
• 1.4.3 DSSAT 模型的模拟应用概况
• 2 引言
• 2.1 选题的背景与意义
• 2.2 研究内容
• 2.3 技术路线
• 3 材料与方法
• 3.1 研究区域自然条件
• 3.1.1 气候状况
• 3.1.2 地形地貌
• 3.1.3 土壤
• 3.1.4 植被
• 3.1.5 试验地概况
• 3.2 试验与方法设计
• 3.3 研究分析条件
• 3.4 实验数据的收集与整理
• 3.4.1 气象数据
• 3.4.2 土壤数据
• 3.4.3 小麦相关数据
• 4 结果与分析
• 4.1 DSSAT 模型的调试与校验
• 4.1.1 DSSAT 模型的调试
• 4.1.2 DSSAT 模型的校验
• 4.2 DSSAT 模型在中垾镇小麦试验区的模拟与验证
• 4.2.1 小麦主要生育期的模拟与比对
• 4.2.2 LAI 的模拟与比对
• 4.2.3 产量及其它指标的模拟与比对
• 4.3 DSSAT 模型在小麦生长中可调控因子上的模拟
• 4.3.1 不同的播期与播种密度对小麦产量的影响
• 4.3.2 不同的播期与播种密度对小麦地上生物量的影响
• 4.4 氮素胁迫对小麦生长及其环境的影响模拟研究
• 4.4.1 不同的氮素水平对小麦产量的影响
• 4.4.2 不同的氮素水平对 LAI 的影响
• 4.4.3 不同的氮素水平对小麦体内氮含量的影响
• 4.6 模拟误差来源分析
• 5 结论与讨论
• 5.1 总结
• 5.2 结论与讨论
• 5.3 本文创新点
• 5.4 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 研究生期间参与的科研项目及成果
• 研究生期间发表的学术论文