旱作覆膜玉米生长和水分利用对气候变化的响应

• 作者: 丁奠元 冯浩 刘健峰 李悦 王乃江 董文俊 陈紫薇
• 来源期刊: 干旱地区农业研究
• 学科: 农学
• 关键词: AquaCrop模型 全球变暖 冬小麦-夏玉米覆膜轮作 产量 蒸发蒸腾
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 耕作与栽培
• 页码范围: 1-12,21
• 页数: 13页
• 分类号: S513
• 字数: 11727字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7606/j.issn.1000-7601.2020.01.01

摘要

基于3a连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验校准和验证AquaCrop模型的适用性,模拟研究了气候变化对夏玉米生长、产量和水分利用的影响,分析了覆膜措施对气候变化的应对效果.结果表明:关中地区(以武功、宝鸡和西安地区为例)年平均温度呈逐年递增趋势,温度增加幅度由高到低依次为宝鸡、西安和武功,增温速率分别为0.20、0.12℃·10a-1和0.09℃·10a-1;降雨量呈逐年递减趋势,减少幅度大小依次为西安、宝鸡和武功,减小量分别为3.59、3.23 mm·10a-1和2.64 mm·10a-1.AquaCroP模型在关中地区表现出了良好的适用性,可以较好地模拟连续覆膜条件下作物的产量指标、水分利用和生长的动态变化,冠层覆盖度模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)介于1.1％～15.3％,生物量模拟值和实测值之间的RMSE介于0.626～2.540 t·hm-2,土壤贮水量模拟值和实测值之间的RMSE介于12.6～47.4 mm.模拟研究表明,上世纪60年代以来,随着气温不断升高,武功、宝鸡和西安地区的夏玉米生育期均呈逐年缩短趋势,特别是1980s以来,减少幅度达2.76、4.82 d·10a-1和5.94 d·10a-1;在不同的降水年型下,覆膜处理产量均高于裸地处理,且其变异系数较小;在干旱气候条件下,覆膜处理依然可以获得一定的籽粒产量,与裸地处理相比,覆膜处理表现出了较好的稳产效应.同时,覆膜处理有效减少了玉米苗期土壤表层蒸发(平均减少7.6 mm),从而在土壤中保蓄更多的降雨;覆膜处理虽然增加了土壤耗水量,但其通过保蓄土壤水分,稳定作物产量,有效提高了玉米的水分利用效率.因此,关中地区旱作覆膜可以有效适应当地气候变化,在一定程度上应对干旱气候,具有较好的增产稳产效应.