应用农业生产系统模型分析冬小麦-夏玉米轮作体系的农田水氮利用效率Ⅱ:模型的模拟验证与情景分析

应用经过参数灵敏度分析与标定后的农业生产系统模型(APSIM),以北京市海淀区东北旺试验站为背景,探讨了不同灌溉、施肥、种植日期和种植密度等农艺措施下冬小麦和夏玉米的产量、水分利用效率及氮肥偏生产力的变化,以期探寻适合当地特定气候、土壤条件下的既能保证粮食稳产高产又能达到资源高效利用的田间管理措施。首先根据所搜集的1985—2005年统计年鉴中的产量数据对参数标定后的模型作了进一步的验证,结果表明:冬小麦和夏玉米产量的模拟值与年鉴统计值之间的平均相对误差分别是43%和21%。运用验证后的模型,基于所设计的9种不同的水氮管理情景进行了模拟分析,结果表明:冬小麦在播前、拔节期和开花期灌溉75mm;丰水年和平水年夏玉米在播前灌溉31mm,枯水年夏玉米在播前和抽穗分别灌溉20mm,特枯水年夏玉米在播前和抽穗分别灌溉84mm;冬小麦在播前和拔节期分别施入氮肥43kg/hm2和87kg/hm2,夏玉米在苗期和大喇叭口期分别施入氮肥40kg/hm2和80kg/hm2。这样的节水省氮灌溉施氮方案不仅能够获得较高的粮食产量,还能获得较高的水分利用效率和氮肥偏生产力。