基于APSIM模型的黄土旱塬区苜蓿-小麦轮作系统深层土壤水分及水分利用效率研究

文献类型： 中文期刊

第一作者： 古丽娜扎尔·艾力

作者： 古丽娜扎尔·艾力;陶海宁;王自奎;沈禹颖

作者机构：

关键词： 黄土旱塬区;草田轮作;紫花苜蓿;轮作周期;水分利用效率

期刊名称： 草业学报

ISSN：

年卷期： 2021 年 007 期

页码： 22-33

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 黄土高原地区降水较少且季节性分配不均,苜蓿连续种植所导致的深层土壤干燥化问题已经引起普遍关注,苜蓿与粮食作物轮作是恢复苜蓿草地土壤水分、提高粮草种植系统可持续性的有效方式。但是长期轮作对土壤水分环境和水分利用效率的影响仍然缺乏研究,农业生产系统模拟模型（APSIM）具有广泛的适应性,可准确模拟耕作管理对作物系统资源利用的影响。首先根据黄土旱塬区庆阳、长武、镇原3个试验区试验数据验证APSIM模型模拟苜蓿长期连作和苜蓿-小麦轮作系统深层土壤水分和苜蓿产量的可行性,然后设置历时38年的81组轮作情景,评估不同轮作模式对农田深层土壤水分、系统干物质产量、氮素吸收和水分利用效率的影响。结果表明:APSIM模型模拟苜蓿产量的精度较高,模拟结果的决定系数（R2）为0.65,均方误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别为0.23 t·hm-2和0.17 t·hm-2,归一化均方误差（NRMSE）为29.2%;模型能够精确模拟长期苜蓿连作和苜蓿轮作小麦农田0～1000 cm的土壤含水量,长期连作模拟结果的R2为0.73,RMSE、MAE及NRMSE分别为0.021 t·hm-2、0.017 t·hm-2和11.7%,轮作系统模拟结果的决定系数为0.83,RMSE、MAE及NRMSE分别为0.024 t·hm-2、0.018 t·hm-2和11.8%。情景模拟结果表明,随着苜蓿在系统中轮作年限的增加,0～1000 cm土壤剖面水分极度缺乏（含水量在0.10～0.15）的区域以400～600 cm土层为起点不断扩大,当苜蓿轮作年限大于12年时,所有轮作周期的处理土壤都出现了大范围水分缺乏。81个情景中12年苜蓿轮作14年小麦（L12W14）、L12W16和L8W16这3个处理的总产量最大;系统吸氮量随着苜蓿加入年限的增加而增加,小麦轮作年限大于10年以后系统吸氮量急剧下降;苜蓿轮作大于8年以后系统水分利用效率随着苜蓿年限的增加而降低。综合考虑土壤水分环境和水分利用效率,建议研究区苜蓿-小麦轮作系统中苜蓿轮作年限为4～6年,小麦轮作年限大于4年。研究结果可为黄土旱塬区苜蓿草地管理及草田轮作实践提供一定的参考。

分类号： S512.1%S152.7

  • 相关文献

[1]不同覆膜类型对黄土旱塬区玉米产量和水分利用效率的影响. 张璐,董博,王磊,张芮,张军,江晶,陈光荣,赵振华,马嘉颖. 2024

[2]黄土高原农牧交错带苜蓿草地固沙效果观察——环县试验报告. 敬永方,张富忠,常生华. 2003

[3]灌溉时期和灌水量对海河平原区紫花苜蓿生产性能的影响. 游永亮,李源,武瑞鑫,刘贵波,赵海明. 2019

[4]交替灌溉对紫花苜蓿生物量分配与水分利用效率的影响. 张静,王倩,肖玉,庞晓攀,贾婷婷,宋锐,刘慧霞. 2016

[5]不同土壤水分条件下硅对紫花苜蓿水分利用效率及产量构成要素的影响. 刘慧霞,郭正刚,郭兴华,周雪荣,惠文森,王康英. 2009

[6]灌溉和施氮对河西走廊紫花苜蓿生物量分配与水分利用效率的影响. 冯萌,于成,林丽果,吴冬强,宋锐,刘慧霞. 2016

[7]水氮互作对河西走廊紫花苜蓿品质的影响. 文雅,张静,冯萌,郭正刚. 2018

[8]科尔沁沙地紫花苜蓿的光合日动态. 徐丽君,王波,孙启忠. 2008

[9]利用卫星遥感技术研究区域稻棉轮作. 孙玲,朱泽生. 2004

[10]豫东沙区冬小麦套作花生轮作制度中磷肥分配施用效果的研究. 宋志伟,寇长林,王秋杰. 2006

[11]区域棉花水旱与旱旱轮作水平的卫星遥感分析. 孙玲,朱泽生. 2010

[12]甘肃黄土旱塬区冬小麦地膜栽培不同密度对其品质的影响. 王立明. 2003

[13]黄土区夏闲期土壤呼吸变化特征及其影响因素. 车升国,郭胜利,张芳,李泽,夏雪. 2010

[14]黑麦草冬闲田土免耕种植技术. 姜萍,李翊权,吴静,王应芬. 2014

[15]荒漠草原区“草田轮作”模式及牧草高效种植技术. 白春利,赵和平,师永明,丁海君,刘思博. 2019

[16]我国草田轮作的研究历史及现状. 田福平,师尚礼,洪绂曾,时永杰,余成群. 2012

[17]不同草田轮作模式对土壤养分动态的影响. 刘沛松,李军,贾志宽,郝卫平,文祯中. 2012

[18]宁夏农牧业发展方向与草地农业结构调整问题的探讨. 孙鸿良. 2004

[19]我国农牧交错区草田轮作发展探讨. 石亮,赵艳,吕林有. 2023

[20]草田轮作模式下土壤微生物群落结构和多样性分析. 荣梓玉,凌键,李惠霞,张莉,张园园,王乐. 2022

作者其他论文 更多>>

微信小程序