崔 颖 蔺宏宏 谢 云 刘素红

北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室, 北京 100875

水是作物生长的重要因子, 提高作物水分利用效率, 既可降低农作区水资源消耗, 弥补水资源短缺, 并可有效提高作物产量。作物生长模型是研究水分利用效率和作物产量的重要工具, 能在单点尺度上定量描述给定作物在一定环境下整个生长周期内的生长发育和产量形成过程[1-2], 进而建立起作物生长对土壤及气象环境变化的响应系统[3], 为精准农业生产提供切实可行的研究方法。目前应用比较广的作物模型主要有AquaCrop、WOFOST、CERES等[4], AquaCrop 虽然比后2 个模型开发得晚, 但其核心部分的作物需水量计算方法早在20 世纪70 年代就已被广泛应用[5]。这些模型都是以日为步长模拟作物的生长过程与产量形成, 但模拟过程略有差异。AquaCrop 模型重点考虑了水分胁迫, 以水分利用效率为基础模拟产量[6]。WOFOST 和CERES 模型都是先模拟环境适宜条件下的最大产量, 然后考虑热量、水分和氮磷等肥力胁迫。不同的是WOFOST对呼吸作用考虑更加全面, 且与AquaCrop 模型类似,首先模拟生物量, 然后利用收获指数与生物量相乘得到作物产量[7-8]。CERES 模型则是模拟作物的穗数、穗粒数和穗粒重后计算产量[9]。旱地农业受水分胁迫为主, AquaCrop 模型强调水分胁迫机制、模拟过程相对简单、且所需输入参数较少, 使其得到广泛应用[10]。

目前已有多位国内外学者应用AquaCrop 模型在不同地区进行了作物生长动态模拟并开展了模型适应性评……