为准确预知地膜覆盖与作物的匹配情况,该研究针对南疆棉田,在大田试验基础上应用根区水质模型(Root Zone Water Quality Model-version 2,RZWQM2),对2016-2017年籽棉产量及水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)等数据进行模型参数率...为准确预知地膜覆盖与作物的匹配情况,该研究针对南疆棉田,在大田试验基础上应用根区水质模型(Root Zone Water Quality Model-version 2,RZWQM2),对2016-2017年籽棉产量及水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)等数据进行模型参数率定与验证,利用验证后的模型模拟地膜覆盖时间55~105 d下以3 d为间隔的地上部生物量、籽棉产量和水分利用效率,并对2018年和2019年不同地膜覆盖时间下棉花生长状况进行预测。结果表明,各层土壤含水率模拟值和实测值之间的均方根误差和均方误差分别在0.02~0.04 cm3/cm3、5.90%~28.66%之间,地上部生物量和籽棉产量的一致性指数分别为0.70~0.93和0.80~0.94。2 a间地上部生物量随地膜覆盖时间的延长而增加,籽棉产量和水分利用效率呈先上升后下降的趋势,其峰值分别出现在91~93 d和97~99 d。因此,在南疆地区选用适宜的地膜覆盖时间为91~99 d,有利于降低残膜污染风险,保持较高的籽棉产量和水分利用效率。展开更多
【目的】地膜覆盖时间影响着棉田养分的迁移及氮素利用效率,我们尝试利用根区水质模型(root zone water quality model-version 2,RZWQM2)评估新疆绿洲棉田不同地膜覆盖时间下土壤氮素迁移特征和作物吸收利用率,为优化地膜覆盖方法提供...【目的】地膜覆盖时间影响着棉田养分的迁移及氮素利用效率,我们尝试利用根区水质模型(root zone water quality model-version 2,RZWQM2)评估新疆绿洲棉田不同地膜覆盖时间下土壤氮素迁移特征和作物吸收利用率,为优化地膜覆盖方法提供理论依据。【方法】于2017-2018年在新疆进行了棉花田间试验,设覆膜时间分别为40、55、70、85、100天和常规全生育期覆盖对照共6个处理。在苗期-吐絮期测定0-80 cm土层贮水量和硝态氮含量,成熟期测定棉花氮素吸收量。利用全生育期土壤贮水量、硝态氮含量及植株氮养分吸收量的实测数据校正了基于气候因素的RZWQM2模型参数,利用地膜覆盖时间处理的实测数据对模型参数进行验证,最后利用建立的模型计算了2017和2018年棉花生长55~105天期间,地膜覆盖每延长3天棉田土壤剖面的氮素平衡和植株氮素利用率。【结果】以全生育期覆盖处理数据校正后的RZWQM2模型,模拟的2017、2018年不同地膜覆盖时间土壤贮水量和土壤硝态氮含量与实测值之间均方根误差(RMSE)分别为1.14~2.87 mm、2.05~17.28 mg/kg,平均相对误差(MRE)分别在6.61%~20.08%、0.06%~0.57%;与棉株氮素吸收量实测值吻合度均较高,氮素吸收峰值分别出现在94~96和97~99天,最大氮素吸收增长率均出现在85~90天;依据校正后的RZWQM2模型计算,氮素总损失量(氨挥发+反硝化+渗漏)随地膜覆盖时间的增加而下降,地膜覆盖时间达94~99天时氮素渗漏损失最低;氮肥农学效率和生理利用率相较氮素回收率对地膜覆盖时间的变化响应更明显。利用该模型计算的2019和2020年度棉花氮素吸收和利用率随地膜覆盖时间的变化,2020年气温高、降水少,变化曲线趋于抛物线,而2019年更接近于直线。【结论】经过校正与验证,根区水质模型RZWQM2模拟的土壤氮素动态和作物氮素吸收利用值与实测值的均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)值均在允许范围之内。利用该模型模拟的棉花氮素吸收量和氮肥利用率随地膜覆盖时间变化的差异反映了气象和土壤因素的影响,因而该模型是新疆棉花生产适宜的地膜覆盖时间的客观和可靠的评估方法。在新疆地区地膜覆盖时间为94~99 d时有利于降低氮素淋溶损失风险,提高棉株氮素利用率。展开更多
为评估RZWQM2模型在我国北方农牧交错带典型地区裸燕麦作物生长模拟研究中的适用性,优化裸燕麦生长过程研究的完整作物模型参数,通过北方农牧交错带典型区——河北坝上地区2018年和2019年两个完整生育期内裸燕麦田间试验,对该地区裸燕...为评估RZWQM2模型在我国北方农牧交错带典型地区裸燕麦作物生长模拟研究中的适用性,优化裸燕麦生长过程研究的完整作物模型参数,通过北方农牧交错带典型区——河北坝上地区2018年和2019年两个完整生育期内裸燕麦田间试验,对该地区裸燕麦生长模拟参数在RZWQM2(Root Zone Water Quality Model2)模型中进行本土化校准。结果表明:优化后的模型参数,可使不同土层深度(0~80 cm)土壤水分的模拟值与实测值的决定系数系数(R^(2))值在0.70~0.95之间,均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)分别为1.73%、1.96%和21.20%、25.00%;叶面积指数模拟的决定系数(R2)值分别为0.98和0.76;生物量、株高的模拟值与实测值的R2值均大于0.80。本研究开发出的裸燕麦作物生长模拟参数在河北坝上这一区域具有较好的普适性,校准后的RZWQM2模型可适用于北方农牧交错带相似区域裸燕麦田间水分管理、作物生长等相关研究。展开更多
文摘为准确预知地膜覆盖与作物的匹配情况,该研究针对南疆棉田,在大田试验基础上应用根区水质模型(Root Zone Water Quality Model-version 2,RZWQM2),对2016-2017年籽棉产量及水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)等数据进行模型参数率定与验证,利用验证后的模型模拟地膜覆盖时间55~105 d下以3 d为间隔的地上部生物量、籽棉产量和水分利用效率,并对2018年和2019年不同地膜覆盖时间下棉花生长状况进行预测。结果表明,各层土壤含水率模拟值和实测值之间的均方根误差和均方误差分别在0.02~0.04 cm3/cm3、5.90%~28.66%之间,地上部生物量和籽棉产量的一致性指数分别为0.70~0.93和0.80~0.94。2 a间地上部生物量随地膜覆盖时间的延长而增加,籽棉产量和水分利用效率呈先上升后下降的趋势,其峰值分别出现在91~93 d和97~99 d。因此,在南疆地区选用适宜的地膜覆盖时间为91~99 d,有利于降低残膜污染风险,保持较高的籽棉产量和水分利用效率。
文摘【目的】地膜覆盖时间影响着棉田养分的迁移及氮素利用效率,我们尝试利用根区水质模型(root zone water quality model-version 2,RZWQM2)评估新疆绿洲棉田不同地膜覆盖时间下土壤氮素迁移特征和作物吸收利用率,为优化地膜覆盖方法提供理论依据。【方法】于2017-2018年在新疆进行了棉花田间试验,设覆膜时间分别为40、55、70、85、100天和常规全生育期覆盖对照共6个处理。在苗期-吐絮期测定0-80 cm土层贮水量和硝态氮含量,成熟期测定棉花氮素吸收量。利用全生育期土壤贮水量、硝态氮含量及植株氮养分吸收量的实测数据校正了基于气候因素的RZWQM2模型参数,利用地膜覆盖时间处理的实测数据对模型参数进行验证,最后利用建立的模型计算了2017和2018年棉花生长55~105天期间,地膜覆盖每延长3天棉田土壤剖面的氮素平衡和植株氮素利用率。【结果】以全生育期覆盖处理数据校正后的RZWQM2模型,模拟的2017、2018年不同地膜覆盖时间土壤贮水量和土壤硝态氮含量与实测值之间均方根误差(RMSE)分别为1.14~2.87 mm、2.05~17.28 mg/kg,平均相对误差(MRE)分别在6.61%~20.08%、0.06%~0.57%;与棉株氮素吸收量实测值吻合度均较高,氮素吸收峰值分别出现在94~96和97~99天,最大氮素吸收增长率均出现在85~90天;依据校正后的RZWQM2模型计算,氮素总损失量(氨挥发+反硝化+渗漏)随地膜覆盖时间的增加而下降,地膜覆盖时间达94~99天时氮素渗漏损失最低;氮肥农学效率和生理利用率相较氮素回收率对地膜覆盖时间的变化响应更明显。利用该模型计算的2019和2020年度棉花氮素吸收和利用率随地膜覆盖时间的变化,2020年气温高、降水少,变化曲线趋于抛物线,而2019年更接近于直线。【结论】经过校正与验证,根区水质模型RZWQM2模拟的土壤氮素动态和作物氮素吸收利用值与实测值的均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)值均在允许范围之内。利用该模型模拟的棉花氮素吸收量和氮肥利用率随地膜覆盖时间变化的差异反映了气象和土壤因素的影响,因而该模型是新疆棉花生产适宜的地膜覆盖时间的客观和可靠的评估方法。在新疆地区地膜覆盖时间为94~99 d时有利于降低氮素淋溶损失风险,提高棉株氮素利用率。
文摘为评估RZWQM2模型在我国北方农牧交错带典型地区裸燕麦作物生长模拟研究中的适用性,优化裸燕麦生长过程研究的完整作物模型参数,通过北方农牧交错带典型区——河北坝上地区2018年和2019年两个完整生育期内裸燕麦田间试验,对该地区裸燕麦生长模拟参数在RZWQM2(Root Zone Water Quality Model2)模型中进行本土化校准。结果表明:优化后的模型参数,可使不同土层深度(0~80 cm)土壤水分的模拟值与实测值的决定系数系数(R^(2))值在0.70~0.95之间,均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)分别为1.73%、1.96%和21.20%、25.00%;叶面积指数模拟的决定系数(R2)值分别为0.98和0.76;生物量、株高的模拟值与实测值的R2值均大于0.80。本研究开发出的裸燕麦作物生长模拟参数在河北坝上这一区域具有较好的普适性,校准后的RZWQM2模型可适用于北方农牧交错带相似区域裸燕麦田间水分管理、作物生长等相关研究。
