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基于作物—土壤模型的作物產(chǎn)量與農(nóng)田氮素平衡模擬研究

發(fā)布時間:2020-12-30 22:28
  不合理的農(nóng)業(yè)管理措施(種植模式、施肥和耕作等)不僅影響作物產(chǎn)量,而且對農(nóng)田氮素平衡有顯著影響,進而增加水體與大氣的環(huán)境風險。氣候變化作用于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng),直接影響作物產(chǎn)量與農(nóng)田氮素循環(huán)。因此,優(yōu)化農(nóng)業(yè)管理措施以及探索未來氣候變化下的適應性措施是保持作物高產(chǎn),降低環(huán)境風險,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。本文應用農(nóng)業(yè)技術轉(zhuǎn)移決策系統(tǒng)模型(DSSAT)、反硝化與分解模型(DNDC)以及基于加拿大氮素預算模型(CANB)和世界經(jīng)濟合作和發(fā)展組織農(nóng)田氮素平衡模型(OECD),研究不同作物種植體系、田間管理措施、氣候變化情景對作物產(chǎn)量與農(nóng)田氮素平衡的影響,評價其潛在環(huán)境風險。取得的主要進展如下:1.DSSAT模型模擬的敏感性分析。依據(jù)加拿大Swift Current和Woodslee兩地的春小麥和玉米長期試驗,研究輸入?yún)?shù)(1)土壤排水上限(DUL),(2)土壤排水下限(LL),(3)作物播種日期(PD),(4)種植密度(PP),(5)施氮量(FNR)和(6)逐日降水量(PREC)對模型輸出的作物產(chǎn)量、土壤水含量和氮淋溶的影響。輸入?yún)?shù)對小麥籽粒產(chǎn)量和地上部生物量的影響順序是PREC>FNR&... 

【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)科學院北京市

【文章頁數(shù)】:148 頁

【學位級別】:博士

【部分圖文】:

基于作物—土壤模型的作物產(chǎn)量與農(nóng)田氮素平衡模擬研究


DSSAT-CSM(v4.5)的組件和模塊結構

過程圖,土壤水分循環(huán),水分平衡,模塊


中國農(nóng)業(yè)科學院博士學位論文 第一章緒論1.2.1.2 DSSAT 土壤水分模型DSSAT 模型中的土壤水分平衡模塊,以日為步長,計算不同土層的土壤水分動態(tài)變化,土壤水分日變化量是由降水和灌溉水中的入滲、垂直排水、非飽和導水、土壤蒸發(fā)和根系吸水等過程決定的(圖 1.2),其計算公式為: S=P+I-EP-ES-R-D式中, S 為土壤的儲水日變化量(mm d-1);P 為降水量(mm d-1)包括融雪和降雨量;I 為灌溉水量(mm d-1);EP 為植被水分蒸騰量(mm d-1);ES 為土壤水分蒸發(fā)量(mm d-1);R 為地表徑流量(mm d-1);D 為土壤剖面底部排水量(mm d-1)。在 DSSAT 模型中,每層土壤含水量的日變化是根據(jù)大氣降水或灌溉水、土壤水下滲、毛管水上升、作物吸水和土壤蒸發(fā)等過程計算(Jones et al., 2003)。本研究中依據(jù)可利用的天氣數(shù)據(jù),Priestley-Taylor(PT)方法(Ritchie, 1972)計算潛在的蒸發(fā)蒸騰(PET)。土壤水分徑流是基于美國水土保護局 SCS(Soil Conservations Service, 1972)水分模型,根據(jù)土壤在不同坡度和種植作物下的“曲線數(shù)”(curve number)進行計算。土壤水分的下滲是通過降水減去徑流進行計算(SoilConservations Service, 1985),下滲的水分在每層土壤的分布由持水能力決定,土壤排水主要受飽和導水率限制(Porter et al., 2004)。

作物殘體,土壤有機質(zhì),模型


6圖 1.3 DSSAT 模型中(a)CERES-based 和(b)CENTURY-based 土壤有機質(zhì)(SOM)-作物殘體模塊的不同的庫及其轉(zhuǎn)化的結構Fig. 1.3 The pool and flow structure of the (a) CERES-based and (b) CENTURY-based soil organic matter (SOM)-residue modules of DSSAT

【參考文獻】:
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博士論文
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本文編號:2948407

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