改进AquaCrop-KR模拟不同水分和种植密度制种玉米产量

模拟不同水分和种植密度条件下的作物产量对于制定合理的灌溉制度和种植模式进而保障中国水和粮食安全具有重要意义。AquaCrop-KR模型采用非线性方程拟合地上生物量和作物蒸腾间的关系,并利用水分生产函数模拟收获指数,从而提高了不同水分条件下的作物产量的模拟精度,但尚未涉及种植密度这一因子。该研究以西北旱区制种玉米为研究对象,于2013－2016年在甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站进行了田间试验,引入密度因子修正了AquaCrop-KR模型中的标准化水分生产力（Normalized Water Productivity, WP*）和收获指数（Harvest Index, HI）。校准结果表明HI与种植密度呈先增加后减小的抛物线关系,并且HI在营养生长期、开花期和生殖生长期的水分敏感指数均随种植密度的增加而增加;WP*随累积标准化作物蒸腾的增加呈先增后减的单峰变化,并且WP*的最大值随种植密度的增加而减小,与之相对应的累积标准化作物蒸腾随种植密度的增加而增大。验证结果表明,改进的AquaCrop-KR模型低估籽粒产量测量值5%,决定系数、相对均方根误差、平均相对误差、模型效率和一致性指数分别为0.87、0.079、0.057、0.750和0.94,表明该模型可以用来模拟制种玉米的籽粒产量。研究为模拟不同水分和种植密度下的作物产量提供了一种理论方法。     

农业灌溉水资源优化配置研究进展

水资源短缺是制约农业可持续发展的关键因素,因此农业灌溉水资源的优化配置对于保障粮食安全和水安全具有重要意义。该研究基于农业灌溉水资源优化配置的主要类型,对单一作物灌溉优化决策、多作物水土资源优化配置和灌溉渠系水资源优化调度3个方面的研究进展进行了系统综述。同时指出了当前农业灌溉水资源优化配置中存在的主要问题和未来研究方向,研究认为当前的农业灌溉水资源优化配置应在如下4个方面进行完善：1）建立更具生理意义的作物水分-产量-品质模型;2）在气候变化和人类活动的情景下实现农业灌溉水资源的优化配置;3）构建全面考虑水源、渠系、灌区面积、作物配置以及生育阶段的系统性农业灌溉水资源优化配置模型;4）建立以棵间蒸发最小为目标的动态灌溉优化决策模型。研究可为中国的粮食安全和水安全提供理论指导。     

种植密度对制种玉米耗水量的影响及模型验证

为探究不同种植密度下制种玉米耗水规律及模型适用性,进行了制种玉米的田间小区试验。试验共设置6个种植密度,分别为6.75、8.25、9.75、11.25、12.75和14.25万株/hm~2,采用随机区组布置,每个处理3次重复,其中9.75万株/hm~2为当地种植密度,作为对照(CK)。试验对不同种植密度下的制种玉米的形态指标和耗水量进行了观测。结果表明,制种玉米的LAI随种植密度的增加而增加,株高随种植密度的增加没有显著变化;耗水量随种植密度的增加而增加;相比于双作物系数法、SIMDual K_c模型及引入K_d的双作物系数法而言,K_(density)法更适合用于估算西北旱区不同种植密度下制种玉米的K_c值。     

不同种植密度下制种玉米液流变化及其影响因子分析

【目的】探究不同种植密度下制种玉米液流的变化规律和影响因子。【方法】于2015年3—9月进行了制种玉米的大田试验,共设置4个种植密度,分别为9.75万、11.25万、12.75万和14.25万株/hm2,观测了不同种植密度下制种玉米的液流。【结果】不同种植密度下液流速率的变化趋势一致,并且随种植密度的增加而减小;通过相关分析与通径分析表明,小时尺度液流速率(Qh)与气象因子相关性排序为:太阳辐射(Rs)水汽压差(VPD)大气温度(Ta)相对湿度(RH)风速(Ws);日尺度液流速率(Qd)与气象因子相关性排序为:VPDTaRsRHWs;相比于茎粗(D),Qd与叶面积指数(LAI)的相关性更高,而与株高(H)无明显关系;全生育期内蒸腾量(T)随种植密度的增加而增加,蒸腾比(T/(E+T))为88%~89%;微型蒸渗仪法(E)加液流法(T)测得的耗水量较水量平衡法低估作物耗水量9%。【结论】Rs是Qh的主要驱动因子,VPD是Qd的主要驱动因子;制种玉米夜间茎流不可忽略。