作物生長模型在冬小麥上的應用及簡化方法初步研究.pdf

1、適時掌握準確的農情產量信息不僅關系到國內糧食生產加工企業(yè)和廣大農戶的切身利益，更與國家在世界糧食貿易相關領域內的商業(yè)利益密切相關。小麥是我國三大糧食作物之一，其中冬小麥的產量占據小麥產量的95％，其產量的高低對我國糧食總產量起著舉足輕重的作用。作物生長模型用數學方程描述作物、氣候和土壤之間的作用過程，可以根據氣象條件、土壤條件以及作物栽培管理措施，動態(tài)定量的描述作物生長、發(fā)育、籽粒形成及產量。目前利用作物生長模型來模擬預測作物產量成為國

2、內外研究的熱點。
　　 針對國內外研究和應用中存在的一些問題，結合國內現有的技術和資料條件，本文的研究內容集中在作物生長模型的標定上，同時也嘗試利用作物生長模型在區(qū)域尺度上進行初步的應用，并在理論上對其簡化進行初步探討。本研究以冬小麥為對象，具體內容包括：
　　 1．作物生長模型的標定
　　 選擇DSSAT v4.0框架中的CERES-Wheat模型，以北京市小湯山精準農業(yè)示范基地和通州、密云及大興的實驗數據為基

3、礎，采用2004-2005年田問實驗數據對模型進行標定；2005-2006年和2006-2007年實驗數據驗證模型冬小麥關鍵生育期時間、葉面積指數、產量等方面的模擬精度；通過輸入2007-2008年小湯山實驗數據得到2008年北京冬小麥產量，通過輸入通州等三個地區(qū)的數據研究了模型在北京其他地區(qū)的擴展性，通過輸入1978-2008年的氣象數據對比了拔節(jié)期與灌漿期模型預測精準度，分析了誤差產生的可能原因，對模型下一步改進方向提出建議。

4、>　　 2．作物生長模型應用過程中，需要輸入諸多參數，冬小麥生長時間跨度較長，因此工作量巨大，在第一部分工作的基礎上，本研究分析了水分脅迫和氮素脅迫對作物LAI和產量的影響，在理論上對模型進行簡化，以期達到減少工作量，縮短工作時間的目的，對于進一步研究模型在北京地區(qū)乃至華北地區(qū)的應用有一定的意義。
　　 通過以上工作，得到結論如下：（1）北京地區(qū)冬小麥2008年產量為6000kg/h㎡（實際產量為5544kg/h㎡）；（2）模

5、型模擬冬小麥生育期與實測生育期時間基本吻合，播種～開花期的模擬值總體與實際觀測值相差在6天以內，播種～成熟期模擬值與實際觀測值誤差在5天以內；（3）模擬LAI值與實測值RMSE均在0.5以下，說明模擬值對實測值擬合良好；（4）產量模擬精準度超過85％，因此作物生長模型可作為一個常規(guī)有效預測冬小麥產量的工具，對作物產量預測提供幫助。（5）根據水分限制因子與氮素限制因子對模型模擬LAI和產量影響的分析結果，模型可以在某些程度上得到簡化，但是