基于APSIM模型小麥生育期需水量的模擬分析

雷娟娟，閆麗娟，李廣,3，聶志剛，王 鈞，董莉霞

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州 730070； 2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，甘肅 蘭州 730070； 4.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

基于APSIM模型小麥生育期需水量的模擬分析

雷娟娟1，閆麗娟2，李廣1,3，聶志剛4，王 鈞4，董莉霞4

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州 730070； 2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，甘肅 蘭州 730070； 4.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

摘要：為探討小麥(Triticum aestivum)生育期水資源的合理利用，本研究運(yùn)用APSIM模型模擬不同生育期降水量變化條件下小麥的產(chǎn)量，并求得不同生育期小麥需水量的閾值。結(jié)果表明，區(qū)域降水年型基本呈旱澇交替出現(xiàn)；小麥生育期總需水量為325.3 mm；其中，出苗期、拔節(jié)期、抽穗期、旗葉期、開(kāi)花期和灌漿期需水量分別為34.72、80.6、67.1、43.81、58.67和30.4 mm，分別占小麥生育期降水總量的10.67%、27.85%、20.63%、13.47%、18.04%和9.35%。出苗期、拔節(jié)期、抽穗期、旗葉期、開(kāi)花期和灌漿期平均降水虧缺率分別為70.78%、48.83%、46.22%、40.35%、75.66%和-121.05%；春小麥需水關(guān)鍵期為出苗期、拔節(jié)期、開(kāi)花期。

關(guān)鍵詞：APSIM；小麥生育期；需水量；小麥產(chǎn)量

氣候變化對(duì)人類(lèi)生存環(huán)境以及自然生態(tài)系統(tǒng)都產(chǎn)生了顯著影響，尤其對(duì)農(nóng)業(yè)及水資源利用直接而深遠(yuǎn)。農(nóng)業(yè)發(fā)展受水資源的限制，水資源的時(shí)空分布與數(shù)量變化會(huì)直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[1-2]。農(nóng)業(yè)用水的主體是作物需水量，對(duì)農(nóng)作物需水量進(jìn)行研究，有利于提高水的生產(chǎn)力以及有效地進(jìn)行灌溉[3]。

楊琪等[4]利用公式得到甘肅河?xùn)|地區(qū)近50年來(lái)冬、春小麥(Triticumaestivum)全生育期的需水量與缺水量，并分析了其變化趨勢(shì)，結(jié)果表明，對(duì)春小麥需水量影響最大的氣象因子是日平均溫度、相對(duì)濕度和風(fēng)速。而通過(guò)田間試驗(yàn)對(duì)冬小麥、春玉米(Zeamays)間作條件下作物需水規(guī)律的研究[5]則為間作種植的水分管理提供參考；胡志橋等[6]采用水量平衡法，對(duì)石羊河流域春小麥的需水量進(jìn)行了研究，結(jié)果表明春小麥全生育期需水量為480.5 mm，需水關(guān)鍵期為拔節(jié)期、抽穗期和開(kāi)花期。而根據(jù)田間實(shí)測(cè)資料，采用FAO-PM公式計(jì)算昆明1972―2007年小麥各生育期的需水量和缺水率，認(rèn)為昆明小麥生育期重度水分虧缺，嚴(yán)重影響了小麥的年際生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量[7]；同樣，利用FAO-PM公式估算了黑河中游小麥作物需水量，發(fā)現(xiàn)小麥作物需水量整體分布具有由南至北遞增的趨勢(shì)[8]。APSIM(Agricultural Production System Simulator)是用于模擬農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，由澳大利亞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)研究所(APSRU)開(kāi)發(fā)。國(guó)內(nèi)學(xué)者已對(duì)該模型的適用性進(jìn)行了驗(yàn)證與調(diào)試[9-10]。李廣和黃高寶[11]為研究耕作措施對(duì)土壤水分與作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響，對(duì)APSIM模型的適應(yīng)性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明此模型可用于甘肅旱作區(qū)作物生長(zhǎng)的模擬。甘肅省定西地區(qū)屬于季風(fēng)氣候區(qū)與非季風(fēng)氣候區(qū)的過(guò)渡帶，是典型的大陸溫帶干旱半干旱氣候[12]，對(duì)該地區(qū)春小麥生育期水資源的合理利用的研究鮮有報(bào)道。本研究利用APSIM模型，根據(jù)定西試驗(yàn)點(diǎn)多年實(shí)測(cè)氣候及田間資料，對(duì)小麥產(chǎn)量形成過(guò)程進(jìn)行模擬，并計(jì)算出定西春小麥各生育期的需水量，分析其影響程度，以期為甘肅旱作區(qū)的節(jié)水農(nóng)業(yè)提供一定理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況及小區(qū)設(shè)置

田間試驗(yàn)于2002-2005年在甘肅省定西市安定區(qū)李家堡鄉(xiāng)甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)旱農(nóng)試驗(yàn)站進(jìn)行，研究區(qū)屬隴中黃土高原，是典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，一年一熟制，春小麥?zhǔn)钱?dāng)?shù)胤N植面積最大的作物。多年平均降水量391.0 mm，年蒸發(fā)量1 531 mm。海拔2 000 m，年均太陽(yáng)輻射592.9 kJ·m-2，日照時(shí)數(shù)2 476.6 h，年均氣溫6.4 ℃，≥0 ℃年積溫2 933.5 ℃·d，≥10 ℃年積溫2 239.1 ℃·d，無(wú)霜期140 d。供試作物為定西35號(hào)春小麥。

從1981-2010年研究區(qū)的降水量年際變化特征圖可以看出(圖1)，春小麥休閑期30年的年均降水量為181.75 mm，最大降水量為310.1 mm(2003年)，最大降水量為最小降水量的2.8倍；春小麥生育期30年的年降水量為199.77 mm，最大降水量為289.9 mm(1999年)，最大降水量為最小降水量的3.6倍。研究區(qū)30年來(lái)降水量的年際變異很大，變異系數(shù)為16.45%，休閑期變異系數(shù)為25.71%，生育期變異系數(shù)為26.70%，年際小麥生育期最大降水量變異系數(shù)為34.94%。

圖1　1981-2010年降水量年際變化

1.2APSIM模型

APSIM-Wheat可以動(dòng)態(tài)模擬小麥地上和地下部分的生長(zhǎng)狀況，有研究[11]表明，APSIM 可依據(jù)小麥不同生產(chǎn)階段的降水量來(lái)判斷產(chǎn)量。該模型包括4個(gè)模塊：小麥生長(zhǎng)(NWHEAT)、土壤肥力(SOILN)、土壤水分(SOILWAT)和作物殘余物(RESIDUE)。APSIM-Wheat模型運(yùn)行所需數(shù)據(jù)包括氣象數(shù)據(jù)、作物數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、栽培措施數(shù)據(jù)與試驗(yàn)點(diǎn)的經(jīng)緯度、海拔等[13]。

1.2.1APSIM模型核心APSIM 模型由4 部分組成: 生物物理模塊，用來(lái)模擬農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中生物和物理過(guò)程；管理模塊，控制模擬及發(fā)展用戶(hù)定義模擬過(guò)程的管理措施；中心引擎，驅(qū)動(dòng)模擬過(guò)程及控制不同模擬信息的傳遞；調(diào)用模塊，管理各種模擬過(guò)程數(shù)據(jù)的“進(jìn)出”。

1.2.2APSIM 土壤水分模塊APSIM中的土壤水分模塊是基于層疊(Cascade)水分平衡模型，利用了CERES和PERFECT模型中水分模塊。土壤的水分特征曲線由萎蔫系數(shù)(LL15)、最大田間持水(DUL)、作物利用下限(CLL)和飽和體積含水量(SAT)來(lái)表示。APSIM相比CERES和PERFECT的優(yōu)越之處在于水分模塊對(duì)水分動(dòng)態(tài)的模擬為逐日、連續(xù)的；可計(jì)算逐日每一土層中大于最大田間持水的飽和含水量部分，這部分飽和水分將移向下層；不同的土壤類(lèi)型采用的土壤擴(kuò)散系數(shù)不同；鄰近層次中非飽和水流可以運(yùn)動(dòng)，直到達(dá)到特定的水分梯度為止。不同的土壤類(lèi)型采用的徑流曲線不同，其值從0～100不等，采用了美國(guó)農(nóng)業(yè)部USLE模型的徑流曲線，土壤蒸發(fā)參照CERES模型[14]。

1.3數(shù)據(jù)分析

模擬試驗(yàn)中，APSIM平臺(tái)參數(shù)均來(lái)源于李廣等[10]研究者在黃土丘陵溝壑區(qū)APSIM適用性研究中經(jīng)過(guò)反復(fù)本土化修訂的參數(shù)。運(yùn)用本土化的APSIM模型，對(duì)1981-2010年傳統(tǒng)耕作措施下的小麥產(chǎn)量進(jìn)行模擬，并以天為單位模擬田間日降水量，接著計(jì)算每年小麥不同生育期的降水量，包括：出苗期(第79-95天)、拔節(jié)期(第96-139天)、抽穗期(第140-158天)、旗葉期(第159-174天)、開(kāi)花期(第175-181天)、灌漿期(第182-211天)。運(yùn)用Excel和DPS軟件進(jìn)行相關(guān)性分析和多元回歸分析。春小麥各生育期需水量由回歸分析方法計(jì)算。

降水虧缺率計(jì)算公式為：

式中：βw為降水虧缺率(%)，R為小麥各生育期的降水量，ETm為小麥各生育期的需水量(mm)[15-16]。

在管理要素、作物品種、土壤類(lèi)型等完全相同的情況下，運(yùn)用APSIM模型對(duì)研究區(qū)域1981-2010年的小麥產(chǎn)量進(jìn)行模擬，并以天為單位模擬田間日降水量，接著計(jì)算每年小麥不同生育期的降水量。選擇出苗期降水量、拔節(jié)期降水量、抽穗期降水量、旗葉期降水量、開(kāi)花期降水量、灌漿期降水量、小麥休閑期降水量作為自變量因子，以小麥產(chǎn)量為因變量，對(duì)所有變量進(jìn)行無(wú)量綱化處理之后，利用DPS軟件進(jìn)行回歸分析。無(wú)量綱化方法為“極差化”處理，令x′=(x-m)/(M-m)，式中，m和M分別為指標(biāo)觀測(cè)值x的最小值和最大值。

2結(jié)果與分析

2.1春小麥各生育期降水量特征分析

研究區(qū)1981-2010年，30年小麥各生育期年均降水量分別為灌漿期(67.20 mm)>拔節(jié)期(46.36 mm)>抽穗期(36.08 mm)>旗葉期(26.13 mm)>開(kāi)花期(14.28 mm)>出苗期(10.15 mm)(表1)，分別占30年年均降水量(381.52 mm)的17.61%、12.15%、9.46%、6.85%、3.74%和2.66%；不同生育期降水量的變異系數(shù)為開(kāi)花期(91.00%)>出苗期(85.83%)>旗葉期(76.98%)>抽穗期(66.61%)≥拔節(jié)期(51.87%)>灌漿期(44.44%)。結(jié)果表明，灌漿期年均降水量最多，出苗期最少；灌漿期降水量占全年降水量比例最多，出苗期占全年降水量比例最少；開(kāi)花期降水量最不穩(wěn)定，灌漿期相比其它生育期降水量波動(dòng)最小。這是因?yàn)槎ㄎ魇堑湫偷暮底饔牮B(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，地形復(fù)雜多山脈屏障，降水稀少，且降水季節(jié)分布不均，春冬少雨，夏末秋初多雨[17-18]。

2.2春小麥產(chǎn)量與各生育期降水量的回歸分析

利用DPS軟件對(duì)無(wú)量綱化處理之后的變量進(jìn)行回歸分析，得出小麥產(chǎn)量(Y)與出苗期(X1)、拔節(jié)期(X2)、抽穗期(X3)、旗葉期(X4)、開(kāi)花期(X5)、灌漿期(X6)、休閑期(X7)降水量的多元回歸方程為：Y=0.27-7.34X1+3.27X2+2.9X3-4.01X4+5.90X5-2.87X6+2.70X7+3.28X12-2.51X22-2.37X32+4.13X42-2.48X52+3.23X62+4.32X1X3+2.01X1X4+3.81X1X5+4.48X1X6+2.15X2X3+1.18X2X5-2.34X2X6-2.36X2X7-5.91X3X5+0.57X4X6-1.67X4X7-3.28X5X6-5.76X5X7。

表1　1981-2010年小麥生育期降水量(mm)變化

回歸方程相關(guān)系數(shù)為0.999 9，顯著性水平檢驗(yàn)，Sig.=0.000 1<0.01，方程回歸達(dá)到極顯著水平，表明方程擬合性較好，能夠反映小麥生育期降水量與小麥產(chǎn)量之間的關(guān)系。

開(kāi)花期多年降水量呈上升趨勢(shì)，傾向率為0.5 mm·10 a-1；其它生育階段降水年際變化都呈下降趨勢(shì)，出苗期、拔節(jié)期、抽穗期、旗葉期、灌漿期的減少傾向率分別為-1.7、-5.5、-5.5、-0.7、-1.2 mm·10 a-1(圖2)。從多年降水變化可以看出，研究區(qū)小麥拔節(jié)期、抽穗期降水遞減率最大，旗葉期遞減率相對(duì)較小。

圖2　1981-2010年小麥不同生育階段降水量變化趨勢(shì)

2.3春小麥各生育期需水量定量分析

為進(jìn)一步分析各生育期降水量對(duì)小麥產(chǎn)量的影響，對(duì)上述回歸模型進(jìn)行降維處理，因小麥休閑期降水量(X7)自變量影響不顯著，已被回歸方程剔除。將其它因素都固定為零水平，可得到某因素對(duì)產(chǎn)量的一元二次子模型:Y1=0.27-7.34X1+3.28X12;Y2=0.27+3.27X2-2.51X22;Y3=0.27+2.9X3-2.37X32;Y4=0.27-4.01X4+4.13X42;Y5=0.27+5.90X5-2.48X52;Y6=0.27-2.87X6+3.23X62。

在各因素試驗(yàn)水平值范圍內(nèi)，將值代入方程可實(shí)現(xiàn)各因子與產(chǎn)量的效應(yīng)關(guān)系，由降維方程可以得出，dYi/dXi=0時(shí)，求得dYi閾值，出苗期需水量為34.72 mm，拔節(jié)期需水量80.6 mm，抽穗期需水量67.1 mm，旗葉期需水量43.81 mm，開(kāi)花期需水量58.67 mm，灌漿期需水量30.4 mm。

2.4不同生育期降水量對(duì)小麥產(chǎn)量的制約因素分析

研究區(qū)1981-2010年小麥全生育期最大降水量289.9 mm，最小降水量80.5 mm，30年全生育期平均降水量199.77 mm，變異系數(shù)為26.70%。由模擬試驗(yàn)得出，小麥生長(zhǎng)各生育期需水量滿足條件下，小麥生育期降水總量應(yīng)該達(dá)到315.3 mm，與30年降水平均值相差115.53 mm。不同生育期需水量分別占小麥生育期降水總量百分比為10.67%(出苗期)、27.85%(拔節(jié)期)、20.63%(抽穗期)、13.47%(旗葉期)、18.04%(開(kāi)花期)、9.35%(灌漿期)。1981-2010年的30年間，出苗期降水量最大值31 mm，最小降水為0，降水虧缺率10.71%～100.00%；拔節(jié)期降水量最大值124 mm，最小降水為13.3 mm，降水虧缺率-36.87%～85.32%；抽穗期降水量最大值110 mm，最小降水為2.4 mm，降水虧缺率-63.93%～96.42%；旗葉期降水量最大值89.4 mm，最小降水為0，降水虧缺率-104.06%～100.00%；開(kāi)花期降水量最大值49.3 mm，最小降水為0，降水虧缺率15.97%～100.00%；灌漿期降水量最大值142.2 mm，最小降水為0，降水虧缺率-367.76%～100.00%(圖3)。

圖3　1981-2010年降水虧缺率與小麥產(chǎn)量變化趨勢(shì)

3討論和結(jié)論

本研究使用的氣象資料是甘肅省定西市安定區(qū)李家堡鄉(xiāng)定位試驗(yàn)站實(shí)測(cè)日照時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)的輻射量、日最高溫、日最低溫、日降水量，運(yùn)用APSIM模型在管理要素、土壤類(lèi)型以及作物品種完全相同的情況下對(duì)小麥產(chǎn)量形成過(guò)程進(jìn)行模擬研究，相較于高陽(yáng)等[5]、李廣和黃高寶[11]利用統(tǒng)計(jì)資料，APSIM模型能夠更加靈活，更加全面預(yù)測(cè)小麥生長(zhǎng)發(fā)育的動(dòng)態(tài)過(guò)程。在APSIM模型小麥生產(chǎn)管理模塊的使用上相較于沈禹穎等[13]有待提高，可以進(jìn)一步深入探究降水格局對(duì)小麥氮素利用效率和水分利用效率的影響。但該模型較少考慮突發(fā)氣候變化和病蟲(chóng)害等因素，所以對(duì)于此模型的應(yīng)用需進(jìn)一步研究。

研究區(qū)，春小麥30年年平均降水量為381.52 mm，最大值564.5 mm，最小值245.7 mm；全生育期平均降水量為199.77 mm，小麥全生育期需水量為315.3 mm，與需水量?jī)烧呦嗖?15.53 mm，全生育期降水量最大值為289.9 mm，最小值為80.5 mm，變異系數(shù)為26.70%，小麥生育期降水量年際變化程度較大，降水年基本呈旱澇交替出現(xiàn)。1999年，小麥全生育期降水289.9 mm，達(dá)到最大值，運(yùn)用APSIM模型模擬的小麥產(chǎn)量在1999年也達(dá)到最大值(3 012.17 kg·hm-2)，小麥各生育期(出苗期、拔節(jié)期、抽穗期、旗葉期、開(kāi)花期、灌漿期)降水分別為0、69.3、42.3、50.6、0、142.2 mm，拔節(jié)期和抽穗期需水量稍欠，旗葉期、灌漿期需水量滿足。1982年，小麥全生育期降水80.5 mm，為最小值，小麥產(chǎn)量890.02 kg·hm-2，非最小值，小麥各生育期(出苗期、拔節(jié)期、抽穗期、旗葉期、開(kāi)花期、灌漿期)降水分別為8.4、28.4、2.4、3.6、12.2、25.5 mm，都未滿足需水量。綜上所述，1999年，小麥全生育期降水289.9 mm，全生育期降水量達(dá)到30年來(lái)最大值，盡管各生育期需水量沒(méi)有完全達(dá)到，但是小麥幾個(gè)關(guān)鍵生長(zhǎng)期降水基本滿足，其中拔節(jié)期和抽穗期需水量基本滿足，旗葉期、灌漿期需水量滿足，產(chǎn)量達(dá)到最大值；1982年，小麥全生育期降水80.5 mm，為最小值，各生育期需水量嚴(yán)重不足，但是小麥各生育期降水均有所分配，小麥產(chǎn)量890.02 kg·hm-2，非最小值。這與李廣和黃高寶[11]認(rèn)為作物產(chǎn)量不僅與年降水總量有關(guān)，還與降水量在不同季節(jié)的分配密切相關(guān)。王春澤和喬光建[19]結(jié)合區(qū)域降水特性，并調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)以達(dá)到雨水資源的充分利用，本研究還需對(duì)小麥需水與降水的耦合關(guān)系分析進(jìn)一步研究。而毛婧杰和李廣[12]就降水量對(duì)小麥產(chǎn)量的影響進(jìn)行了更加深入和具體的分析，為提高水資源的利用和小麥產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

出苗期、拔節(jié)期、抽穗期、旗葉期、開(kāi)花期、灌漿期需水量分別為34.72、 80.6、 67.1、43.81、58.67、30.4 mm，分別占全生育期需水量的10.67%、27.85%、20.63%、13.47%、8.04%和9.35%。小麥總生育期需水量為315.3 mm，這與張旭東等[20]研究干旱區(qū)定西、榆中、臨夏春小麥生育期平均需水量324.8 mm基本一致，與王鵬云等[7]對(duì)昆明小麥生長(zhǎng)需水量的研究結(jié)果小麥生育期平均需水量284.1 mm，最大需水量為322.6 mm基本一致。

出苗期、拔節(jié)期、抽穗期、旗葉期、開(kāi)花期、灌漿期平均降水虧缺率分別為70.78%、48.83%、46.22%、40.35%、75.66%和-121.05%。結(jié)果表明，30年內(nèi)出苗期降水量都未達(dá)到需水值；拔節(jié)期在1990、1998年降水量分別為97.7、124 mm，達(dá)到需水量；抽穗期降水滿足的是1985、1991、2010年，降水量分別為70.9、110、69.6 mm；旗葉期在1984、1993、1994、1999、2000、2002、2007年降水量分別為49.2、44.4、48.4、50.6、49.4、89.4 mm，大于需水量；開(kāi)花期降水虧缺率都為正值，因此30年內(nèi)降水量都未滿足；灌漿期只有1982、1991年降水量25.5和28 mm，小于需水量，其它年份降水都滿足。這與胡志橋等[5]研究結(jié)果，春小麥的需水關(guān)鍵期為拔節(jié)期和抽穗期和開(kāi)花期一致。

本研究運(yùn)用APSIM在甘肅省定西市模擬定西35號(hào)春小麥不同生育期降水量對(duì)小麥產(chǎn)量的影響，為節(jié)水、高產(chǎn)栽培提供了理論依據(jù)。主要結(jié)論為：1)春小麥30年年均(休閑期+生育期)降水量為381.52 mm，全生育期平均降水量為199.77 mm，小麥全生育期需水量為315.3 mm，不同生育期需水量分別占小麥生育期降水總量百分比為10.67%(出苗期)、27.85%(拔節(jié)期)、20.63%(抽穗期)、13.47%(旗葉期)、18.04%(開(kāi)花期)和9.35%(灌漿期)。作物產(chǎn)量不僅與年降水總量有關(guān)，還與降水量在不同季節(jié)的分配密切相關(guān)。2)小麥出苗期、拔節(jié)期、抽穗期、旗葉期、開(kāi)花期、灌漿期需水量分別為34.72、 80.6、 67.1、43.81、58.67和30.4 mm。3)出苗期、拔節(jié)期、抽穗期、旗葉期、開(kāi)花期、灌漿期平均降水虧缺率分別為70.78%、48.83%、46.22%、40.35%、75.66%、-121.05%；春小麥需水關(guān)鍵期為出苗期、拔節(jié)期、開(kāi)花期。

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(責(zé)任編輯王芳)

Simulation on water requirement of wheat during growth period by APSIM

Lei Juan-juan1， Yan Li-juan2， Li Guang1，3，Nie Zhi-gang4，Wang Jun4, Dong Li-xia4

(1.College of Resources and Environmental, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China；2.College of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China；3.College of Forestry Science, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China；4.College of Information Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)

Abstract:To find the rational use of water resources for wheat growth periods, this study used the APSIM model to simulate wheat yield under different growth periods with changeable rainfall and estimate the threshold value for requirement of wheat for water at different growth periods. This study showed that the regional precipitation pattern generally showed an alternation from droughts to floods, and the requirement of wheat for water during whole growth periods was 325.3 mm, in which the requirements of wheat for water during emergencing, jointing, heading, flag leaf, flowering and grain filling periods were 34.72, 80.6, 67.1, 43.81, 58.67 and 30.4 mm, respectively, and accounting for 10.67%, 27.85%, 20.63%, 13.47%, 18.04% and 9.35% of total precipitation during wheat growth periods. Precipitation deficitwas 70.78%, 48.83%, 46.22%, 40.35%, 75.66%, -121.05% at, jointing, heading, flag leaf, flowering, grain filling period, respectively, which indicated that the key periods of spring wheat for requiring water were emergencing, jointing and flowering period.

Key words:APSIM; wheat growth period; requirement for water; wheat production

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0047

*收稿日期：2015-01-19

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(31560343、31560378)；甘肅省科技支撐計(jì)劃(144NKCA038)；甘肅省高等學(xué)?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)；干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金(GSCS-2010-11)；甘肅省高等學(xué)?？蒲许?xiàng)目(2014A-058)；甘肅省青年基金(1506RJYA005)

通信作者：李廣(1971-)，男，內(nèi)蒙古化德人，教授，博導(dǎo)，博士，主要從事農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程等教學(xué)和科研工作。E-mail：lig@gsau.edu.cn

中圖分類(lèi)號(hào)：S512.107

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-0629(2016)5-0871-07*1

Corresponding author:Li GuangE-mail: lig@gsau.edu.cn

雷娟娟,閆麗娟,李廣,聶志剛,王鈞,董莉霞.基于APSIM模型小麥生育期需水量的模擬分析.草業(yè)科學(xué),2016,33(5)：871-877.

Lei J J,Yan L J,Li G,Nie Z G,Wang J，Dong L X.Simulation on water requirement of wheat during growth period by APSIM.Pratacultural Science，2016,33(5)：871-877.

接受日期：2015-03-10

第一作者：雷娟娟(1989-)，女，甘肅慶陽(yáng)人，碩士，主要從事理論生態(tài)學(xué)等方面的研究。E-mail：1140313073@qq.com