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基于RZWQM2的氮肥运筹方式对棉花生长及产量的影响 被引量:1
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作者 乔迪 林涛 +4 位作者 崔建平 张鹏忠 张昊 鲍龙龙 汤秋香 《新疆农业科学》 北大核心 2025年第4期807-819,共13页
【目的】针对如何利用作物生长模型定量解析不同氮肥运筹模式下机采棉生长动态变化的热点问题。【方法】在新疆阿克苏棉区开展为期2年的密度和氮肥互作试验,获得地上部生物量、叶面积指数及籽棉产量等基础数据,构建氮肥基追比和生育阶... 【目的】针对如何利用作物生长模型定量解析不同氮肥运筹模式下机采棉生长动态变化的热点问题。【方法】在新疆阿克苏棉区开展为期2年的密度和氮肥互作试验,获得地上部生物量、叶面积指数及籽棉产量等基础数据,构建氮肥基追比和生育阶段分配比的模拟情景,在此基础上完成RZWQM2模型的参数本地化,分析机采棉在不同氮肥管理策略下的生物量动态及其变化特征,并探讨这些策略对最大叶面积指数和产量模拟的影响。【结果】RZWQM2模型可实现估测棉花从出苗到至成熟期间的生长动态变化。对LAI的平均验证精度RMSE、NRMSE分别在0.43、10.71%,验证过程中地上部生物量平均RMSE、MRE、NRMSE分别为593.01 kg/hm^(2)、17.6%、11.01%,籽棉产量的平均MRE为4.36%,平均d值为0.88,预测值与实测值较为一致。与常规处理相比(N271),N_(163)生物量的K值提高1.18%、生殖器官的最大生长速率(V_(m))提高1.16%、快速生长期(Δt)缩短0.89%。且N_(163)最终将64.15%的生物量分配到棉铃,提高了1.38%分配指数,籽棉产量与K、V_(m)、生殖器官PI呈显著正相关。最大叶面积指数、籽棉产量呈现随基追比的增加先增加后降低、随后期施氮量的增加呈先上升后下降的趋势,其峰值分别出现在基追比3∶7、运筹比N_(163),较常规处理分别提高1.58%和5.48%。【结论】RZWQM2模型可作为氮素管理决策的重要预测工具,合理的基追比、棉花生育期内氮肥适当后移是一种有效的氮肥管理策略。 展开更多
关键词 rzwqm2模型 种植密度 施氮策略 生物量积累 籽棉产量
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基于RZWQM2模型的减氮滴灌棉田水氮制度优化
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作者 李博 王春霞 +2 位作者 汪思佳 杨跃发 张景瑞 《水土保持学报》 北大核心 2025年第6期406-418,430,共14页
[目的]基于北疆滴灌棉田田间试验数据得到适宜性较好的RZWQM2模型参数,探究棉花减氮稳产的最优减氮及灌水制度。[方法]利用田间试验的3个灌溉定额(400、444、488 mm)和4个施氮水平(294、336、378、420 kg/hm^(2))处理的实测数据对RZWQM... [目的]基于北疆滴灌棉田田间试验数据得到适宜性较好的RZWQM2模型参数,探究棉花减氮稳产的最优减氮及灌水制度。[方法]利用田间试验的3个灌溉定额(400、444、488 mm)和4个施氮水平(294、336、378、420 kg/hm^(2))处理的实测数据对RZWQM2模型进行率定,利用率定好的RZWQM2模型模拟10种不同的灌溉定额(320、340、360、380、400、420、440、460、480、500 mm)与8种不同减氮水平(常规施氮、减氮4%、减氮8%、减氮12%、减氮16%、减氮20%、减氮24%、减氮28%)组合下的产量、水分利用效率、氮素偏生产力及氮素去向,利用综合评价方法优选出适宜的水氮制度。[结果]土壤体积含水率(RMSE 0.012~0.038 cm^(3)/cm^(3))、硝态氮含量(RMSE 2.486~7.908 mg/kg)及产量(RMSE 167~406 kg/hm^(2))的模拟精度良好。模拟结果显示,灌水量≤360 mm时土壤氮矿化趋于稳定,超过360 mm灌溉量后显著增加氮损失(氨挥发+反硝化+淋失)。减氮措施可降低氮损失但导致产量下降。[结论]由主成分分析推荐优化方案为灌溉定额360 mm、减氮8%~12%(施氮量369.6~386.4 kg/hm^(2)),该方案在稳产(4 310~4 439 kg/hm^(2))的同时,兼顾水分利用效率[8.74~9.00 kg/(hm^(2)·mm)]与氮肥偏生产力(11.50~11.65 kg/kg),并显著减少氮素淋失。研究结果为干旱区滴灌棉田可持续性水氮管理提供理论依据和技术参考。 展开更多
关键词 减氮滴灌 rzwqm2模型 水氮运移规律 水氮管理优化 棉花
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应用RZWQM模型模拟华北玉米土壤剖面水氮迁移及淋溶特征 被引量:8
3
作者 薛长亮 张克强 +3 位作者 张国印 杨德光 宋帅 王风 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2179-2186,共8页
以河北石家庄大河实验站玉米-小麦轮作系统为研究对象,应用RZWQM模型对玉米季土壤剖面水分和硝态氮含量、硝态氮淋溶和氨挥发特征以及作物产量进行模拟,提出控制硝态氮淋溶的玉米施肥方案。设置冬小麦-夏玉米轮作周期施氮量分别为575、... 以河北石家庄大河实验站玉米-小麦轮作系统为研究对象,应用RZWQM模型对玉米季土壤剖面水分和硝态氮含量、硝态氮淋溶和氨挥发特征以及作物产量进行模拟,提出控制硝态氮淋溶的玉米施肥方案。设置冬小麦-夏玉米轮作周期施氮量分别为575、400、215、0 kg·hm-24个处理,应用轮作周期施氮量为575 kg·hm-2处理玉米季土壤剖面含水量、硝态氮和产量数据进行模型参数率定,应用其他3个施肥处理进行模型参数的验证。结果表明:率定与验证过程中土壤剖面含水量均方根误差方差分别为0.003 6、0.010 6 cm3·cm-3,4个处理土壤剖面硝态氮RMSE分别为6.56、7.30、3.64、1.53mg·kg-1。在模型参数率定和验证的基础上,开展了RZWQM模型对轮作制度下玉米季土壤硝态氮淋溶和氮挥发的预测,虽然预测结果与实际值存在偏差,但在总体上RZWQM模型可以较好地模拟华北石家庄地区土壤剖面水氮的迁移转化,并且可为日后进一步准确预测和估算更大地区的土壤硝态氮淋溶提供一种便捷可靠的方法。 展开更多
关键词 rzwqm模型 玉米 氮素淋溶 华北地区 施肥量
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耕作方式转变对土壤蓄水保墒影响的RZWQM模型模拟 被引量:7
4
作者 丁晋利 武继承 +2 位作者 杨永辉 何建强 冯浩 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期136-145,共10页
基于2011—2012年和2013—2014年河南禹州冬小麦长期定位试验,利用传统耕作、免耕和深松处理下土壤水分、地上部生物量和产量对RZWQM(Root zone water quality model)模型进行率定和验证,然后利用率定后的模型模拟传统耕作转变为保护... 基于2011—2012年和2013—2014年河南禹州冬小麦长期定位试验,利用传统耕作、免耕和深松处理下土壤水分、地上部生物量和产量对RZWQM(Root zone water quality model)模型进行率定和验证,然后利用率定后的模型模拟传统耕作转变为保护性耕作方式后0-100 cm土层贮水量、耗水量、土壤剖面水分平衡及水分利用效率的动态变化。在模型率定和验证中,土壤分层含水率模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)分别在0.009-0.025 cm^3/cm^3和0.005-0.054 cm^3/cm^3范围内变化。模型模拟结果表明RZWQM模型能够较好地模拟耕作方式转变后土壤分层水分的动态变化,4种不同耕作转变模式(传统耕作分别转变为免耕、免耕+秸秆覆盖、深松、深松+秸秆覆盖)下,传统耕作转变为免耕后产量最高,水分利用效率最大,达19.3 kg/(hm^2·mm)。因此,该模拟条件下传统耕作转变为免耕的蓄水保墒效果最好。 展开更多
关键词 冬小麦 耕作方式 rzwqm 土壤水分 水分利用效率
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RZWQM模拟小麦-玉米轮作系统氮素运移及损失特征 被引量:9
5
作者 薛长亮 张克强 +3 位作者 杨德光 张国印 王国平 王风 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期150-158,共9页
本文以位于华北平原的河北省农林科学院大河试验站冬小麦-夏玉米轮作系统为研究对象,应用RZWQM(Root Zone Water Quality Model)模型对华北地区2010年冬小麦-夏玉米的1个轮作周期内土壤剖面水分和剖面硝态氮累积、作物产量、硝态氮淋失... 本文以位于华北平原的河北省农林科学院大河试验站冬小麦-夏玉米轮作系统为研究对象,应用RZWQM(Root Zone Water Quality Model)模型对华北地区2010年冬小麦-夏玉米的1个轮作周期内土壤剖面水分和剖面硝态氮累积、作物产量、硝态氮淋失以及氨挥发进行模型模拟。本文利用并通过RZWQM模型在不同梯度施肥情况下讨论了施肥量对小麦-玉米轮作体系中硝态氮淋溶和氨挥发特性,并尝试通过拟合出的回归曲线来确定施氮量和硝态氮淋失和氨挥发之间的关系。设置冬小麦-夏玉米轮作周期施纯氮量分别为575 kg-hm-2(N3)、400 kg-hm-2(N2)、215 kg-hm-2(N1)和0 kg-hm-2(N0)4个处理,应用轮作周期中玉米数据进行模型参数率定,应用小麦进行模型参数的验证。结果表明:模型的玉米率定以及小麦验证的过程中结果偏差均在可接受范围内,剖面水分率定均方误差(RMSE)最高为0.019 cm3-cm-3,平均相对误差(MRE)最高为15.98%;剖面硝态氮累积验证结果 RMSE平均值为4.580 mg-kg-1,MRE平均值为52.63%。在模型验证的小麦-玉米季土壤基础上,硝态氮淋溶和氮挥发都与施氮量呈一定线性相关关系。综上结论,本试验结果能较好地模拟华北地区土壤剖面水分、硝态氮积累,以及施氮量对土壤硝态氮淋失和氨挥发的影响,为预测和估算土壤适宜施氮量提供了便捷可靠的方法。但RZWQM模型验证参数过程还需要进一步的校正与完善。 展开更多
关键词 华北地区 rzwqm模型 冬小麦-夏玉米轮作 氮素淋溶 施肥量
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随机漂移粒子群算法的RZWQM替代模型参数优化 被引量:7
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作者 奚茂龙 卢丹 +1 位作者 齐志明 孙俊 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第23期35-41,129,共8页
根区水质量模型(Root Zone Water Quality Model,RZWQM)被广泛应用于刻画土壤水文循环过程对作物生长的影响,并通过模型率定模拟指导农业生产管理。然而RZWQM模型的一次率定需要较长时间,在可接受时间范围内找到一组合适的模型参数是一... 根区水质量模型(Root Zone Water Quality Model,RZWQM)被广泛应用于刻画土壤水文循环过程对作物生长的影响,并通过模型率定模拟指导农业生产管理。然而RZWQM模型的一次率定需要较长时间,在可接受时间范围内找到一组合适的模型参数是一件较困难的工作;同时传统的模型参数试错法依赖于使用者的专业知识和经验,也需要多次尝试才能达到较满意的模拟效果。提出使用稀疏网格方法建立RZWQM模型的近似替代模型,并使用随机漂移粒子群优化算法对替代模型进行自动参数优化,将优化后的参数用于RZWQM模型的实际应用模拟。替代模型近似精度高,率定速度快,大大节省了模型参数优化的计算开销。最后将提出的稀疏网格近似替代模型方法结合随机漂移粒子群优化算法使用美国爱荷华州5年玉米-大豆间中的作物产量、排水流量、NO-3-N流失量田间实测数据进行了验证分析。结果显示该方法能够极大地提高模型参数优化效率和节省人力;同时,通过模型性能评价指标PBIAS、NSE和RSR的数值比较也表明该方法优化后的RZWQM模型性能要好于传统试错法的模型性能。 展开更多
关键词 随机漂移粒子群算法 稀疏网格 根区水质量模型(rzwqm) 替代模型
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利用RZWQM-CERES模拟华北平原农田土壤水分动态及其对作物产量的影响 被引量:16
7
作者 房全孝 于强 王建林 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1122-1130,共9页
农业系统模型是农业生产多元目标优化管理的重要工具,但由于系统模型过程复杂,参数众多,校正和验证工作一直是模型研究的重点和难点。本文利用RZWQM(Root Zone Water Quality Model)与CERES(Crop Environment Resource Synthesis)的结... 农业系统模型是农业生产多元目标优化管理的重要工具,但由于系统模型过程复杂,参数众多,校正和验证工作一直是模型研究的重点和难点。本文利用RZWQM(Root Zone Water Quality Model)与CERES(Crop Environment Resource Synthesis)的结合模型RZWQM-CERES模拟土壤水分及作物产量进行了参数优化和验证,结果表明,RZWQM-CERES在禹城站和栾城站模拟不同灌溉处理土壤贮水量与测定值呈相似的变化趋势,均方根差(RMSE)分别为2.38~2.70cm及3.49~3.73cm;作物产量模拟结果与实测值对土壤水分的响应趋势一致(R2=0.83***,n=22),其中在禹城站模拟小麦和玉米产量的RMSE分别为550kghm?2和580kghm-2,栾城站模拟小麦产量的RMSE为670kghm-2。以上结果表明RZWQM-CERES可作为华北平原模拟和分析土壤水分对作物产量影响的有效工具。本文初步建立了一套适合华北平原作物生产的模型参数,为利用RZWQM-CERES建立农田水分优化调控策略奠定了基础,并探讨了模型评价过程中应注意的问题。 展开更多
关键词 rzwqm-CERES 华北平原 模型参数 土壤水分 作物产量
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基于PEST的RZWQM2模型参数优化与验证 被引量:14
8
作者 孙美 张晓琳 +1 位作者 冯绍元 霍再林 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期146-153,共8页
根据糯玉米-冬小麦田间喷灌试验不同处理结果,利用独立的自动参数估计软件PEST对RZWQM2模型进行参数优化,并分析了24个模型参数的综合敏感度。通过控制不同观测变量(土壤含水率、土壤氮素含量、作物叶面积指数、产量)模拟差异函数值在... 根据糯玉米-冬小麦田间喷灌试验不同处理结果,利用独立的自动参数估计软件PEST对RZWQM2模型进行参数优化,并分析了24个模型参数的综合敏感度。通过控制不同观测变量(土壤含水率、土壤氮素含量、作物叶面积指数、产量)模拟差异函数值在目标函数中的比重,优化目标方程,确定模型参数,并用田间试验数据对模型进行验证。结果表明,在不同观测变量的模拟差异函数值最接近条件下,冬小麦出叶间隔特性参数、冬小麦春化作用敏感特性参数及糯玉米出叶间隔特性参数等3个参数对模型整体模拟效果影响最大。相比试错法而言,基于PEST优化的RZWQM2模型能够更准确地模拟糯玉米-冬小麦轮作系统中水分、氮素及作物生长情况。 展开更多
关键词 糯玉米-冬小麦轮作 rzwqm2模型PEST敏感度分析参数优化
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RZWQM模型介绍及其应用进展 被引量:5
9
作者 王风 张克强 +3 位作者 黄治平 李军幸 于丹 李晓光 《农业系统科学与综合研究》 CSCD 2008年第4期501-504,共4页
首先总述了美国RZWQM的研制过程、模拟功能以及模拟的流程,随后分别介绍了RZWQM 6个主要过程:物理过程、土壤化学过程、养分过程、杀虫剂过程、作物生长过程和管理过程;讨论了模型应用过程的注意事项,并探讨了RZWQM98新版本特征;最后对R... 首先总述了美国RZWQM的研制过程、模拟功能以及模拟的流程,随后分别介绍了RZWQM 6个主要过程:物理过程、土壤化学过程、养分过程、杀虫剂过程、作物生长过程和管理过程;讨论了模型应用过程的注意事项,并探讨了RZWQM98新版本特征;最后对RZWQM模型的应用进展进行了综述,认为RZWQM在模拟作物生长和水分、养分和杀虫剂在作物根区内的运移是很有用的工具。 展开更多
关键词 rzwqm 水分 进展
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RZWQM2模型对河北坝上地区大白菜模拟适用性评价 被引量:3
10
作者 裴宏伟 李雅丽 +3 位作者 李赟 王海英 黄欣莉 张红娟 《节水灌溉》 北大核心 2022年第2期66-70,74,共6页
为明析根区水质模型(RZWQM2)对河北坝上地区蔬菜作物的适用性,以该地区膜下滴灌大白菜为研究对象,建立模型运行的气象、土壤及作物数据库,模拟2018年和2019年大白菜生育期内田间土壤水分动态变化、作物株高变化及最终产量,并通过实测值... 为明析根区水质模型(RZWQM2)对河北坝上地区蔬菜作物的适用性,以该地区膜下滴灌大白菜为研究对象,建立模型运行的气象、土壤及作物数据库,模拟2018年和2019年大白菜生育期内田间土壤水分动态变化、作物株高变化及最终产量,并通过实测值进行对比分析。结果表明:①经过对该模型参数的校准,得到各土层(20 cm、40 cm及60 cm)土壤水分模拟结果RMSE(均方根误差)值位于1.00%~3.03%之间,d(一致性指数)值位于0.50~0.78之间;②在2018年和2019年,作物株高模拟结果RMSE值分别为0.87 cm和0.90 cm,d值均大于0.85,产量的d值达到了0.99和0.98。校准后的RZWQM2模型在河北坝上地区具有较好的适用性,可为该地区大白菜田间水分高效利用、不同灌溉制度等进一步相关研究奠定基础。 展开更多
关键词 rzwqm2模型 大白菜 土壤水分 适用性 河北坝上
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基于RZWQM模型的石羊河流域春小麦灌溉制度优化 被引量:18
11
作者 周始威 胡笑涛 +2 位作者 王文娥 Allan A.Andales 张亚军 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期121-129,共9页
为探讨石羊河流域春小麦适宜灌水上限及不同生育期计划湿润层深度,在该地区开展田间试验。利用田间试验资料对RZWQM(root zone water quality model)模型进行率定和验证,并应用模型模拟了灌水上限及不同生育阶段计划湿润层深度对春小麦... 为探讨石羊河流域春小麦适宜灌水上限及不同生育期计划湿润层深度,在该地区开展田间试验。利用田间试验资料对RZWQM(root zone water quality model)模型进行率定和验证,并应用模型模拟了灌水上限及不同生育阶段计划湿润层深度对春小麦籽粒产量、灌水量、籽粒灌溉水利用效率及灌水次数的影响。结果表明:不同灌水处理间产量差异较小,但所需灌水量有较大差异,存在节水空间;灌水上限对于灌水量的影响要远远大于对产量的影响,灌水上限的降低会增加灌水次数,从而提高小麦产量;适宜的计划湿润层深度可以保证灌溉水尽可能多的分布于根系吸收范围内,避免浪费,达到节水目的;试验证明,通过调控灌水上限和各生育期计划湿润层深度可以达到节水增产的目的。综合考虑各控制因素对产量、所需灌水量及籽粒灌溉水利用效率的影响,建议该地区春小麦灌溉制度为:灌水上限选择80%田间持水量,苗期计划湿润层深度为30 cm,拔节期计划湿润层深度为60 cm,抽穗期计划湿润层深度为50 cm,灌浆期计划湿润层深度为70 cm。 展开更多
关键词 灌溉 作物 优化 春小麦 rzwqm模型 灌水上限 计划湿润层深度
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砒砂岩改良风沙土对作物产量影响的RZWQM2模型模拟 被引量:14
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作者 孙增慧 韩霁昌 +2 位作者 毛忠安 王欢元 胡雅 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期235-243,共9页
基于2012—2013年陕西省榆林市榆阳区小纪汗乡玉米大田试验结果,利用不同复配比例的砒砂岩改良风沙土(砒砂岩与风沙土按体积比1∶1(T1)、1∶2(T2)、1∶5(T3)混合)处理下土壤水分、地上部生物量、叶面积指数和产量数据对RZWQM2(Root zone... 基于2012—2013年陕西省榆林市榆阳区小纪汗乡玉米大田试验结果,利用不同复配比例的砒砂岩改良风沙土(砒砂岩与风沙土按体积比1∶1(T1)、1∶2(T2)、1∶5(T3)混合)处理下土壤水分、地上部生物量、叶面积指数和产量数据对RZWQM2(Root zone water quality model 2)模型进行校正和验证,然后利用验证后的模型模拟不同复配比的土壤水分动态和玉米产量变化。模型校正和验证结果表明,土壤分层含水量模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)分别在0.011~0.042 cm^3/cm^3和0.008~0.029 cm^3/cm^3范围内变化;地上生物量模拟值和实测值之间的RMSE分别在512~1 245 kg/hm^2和598~1 461 kg/hm^2之间变化;作物产量的模拟值与观测值之间的RMSE变化范围分别为84~249 kg/hm^2和71~485 kg/hm^2。模型模拟结果表明,RZWQM2模型能够较好地模拟砒砂岩改良风沙土对作物产量的影响,3种砒砂岩改良风沙土配比中,砒砂岩与风沙土的体积比为1∶2处理(T2)下玉米产量最高,1990—2013年的平均产量为3 527 kg/hm^2,变化范围为880~7 206 kg/hm^2。因此,砒砂岩与风沙土的体积比为1∶2复配模式下对玉米增产的效果较优,该复配模式可作为该地区砒砂岩改良风沙土复配比例的推荐选择。 展开更多
关键词 砒砂岩 风沙土改良 产量 rzwqm2模型
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基于RZWQM模型的华北平原冬小麦-夏玉米土壤硝态氮淋溶和氨挥发评估方法研究 被引量:7
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作者 沈仕洲 张克强 +3 位作者 王风 赖睿特 颜青 杨涵博 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期769-775,共7页
硝态氮淋溶和氨挥发是华北平原农田因施肥所引起的最重要的氮损失途径,直接监测法的过程复杂且需要消耗大量人力物力,如何建立科学准确的损失量与土壤性质之间的关系,以支撑管理部门便捷快速估算各途径氮损失量成为迫切需要解决的问题... 硝态氮淋溶和氨挥发是华北平原农田因施肥所引起的最重要的氮损失途径,直接监测法的过程复杂且需要消耗大量人力物力,如何建立科学准确的损失量与土壤性质之间的关系,以支撑管理部门便捷快速估算各途径氮损失量成为迫切需要解决的问题。利用已经通过华北平原冬小麦-夏玉米长期定位试验数据进行参数率定验证的RZWQM模型,输出不同施肥水平下1 m内土壤硝态氮残留量、硝态氮淋溶量和氨挥发量,通过回归分析构建了土壤硝态氮淋溶量和氨挥发量分别与1 m内土壤硝态氮残留量之间的函数关系,并利用华北地区研究文献中实测数据对函数准确率进行分析,得出在华北平原2个函数平均准确率分别为70. 9%和71. 2%,该方法可供管理部门在估算和管理华北地区面源污染发生量过程中推广使用。 展开更多
关键词 华北平原 rzwqm 淋溶 氨挥发 硝态氮残留量
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RZWQM2模型模拟地膜覆盖时间对南疆棉田水分利用效率及产量的影响 被引量:9
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作者 夏文 林涛 +4 位作者 褚晓升 丁奠元 颜安 尔晨 汤秋香 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期140-150,共11页
为准确预知地膜覆盖与作物的匹配情况,该研究针对南疆棉田,在大田试验基础上应用根区水质模型(Root Zone Water Quality Model-version 2,RZWQM2),对2016-2017年籽棉产量及水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)等数据进行模型参数率... 为准确预知地膜覆盖与作物的匹配情况,该研究针对南疆棉田,在大田试验基础上应用根区水质模型(Root Zone Water Quality Model-version 2,RZWQM2),对2016-2017年籽棉产量及水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)等数据进行模型参数率定与验证,利用验证后的模型模拟地膜覆盖时间55~105 d下以3 d为间隔的地上部生物量、籽棉产量和水分利用效率,并对2018年和2019年不同地膜覆盖时间下棉花生长状况进行预测。结果表明,各层土壤含水率模拟值和实测值之间的均方根误差和均方误差分别在0.02~0.04 cm3/cm3、5.90%~28.66%之间,地上部生物量和籽棉产量的一致性指数分别为0.70~0.93和0.80~0.94。2 a间地上部生物量随地膜覆盖时间的延长而增加,籽棉产量和水分利用效率呈先上升后下降的趋势,其峰值分别出现在91~93 d和97~99 d。因此,在南疆地区选用适宜的地膜覆盖时间为91~99 d,有利于降低残膜污染风险,保持较高的籽棉产量和水分利用效率。 展开更多
关键词 地膜 棉花 土壤 覆盖时间 rzwqm2模型 籽棉产量 水分利用效率
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基于RZWQM2模型的农田排水暗管优化布置研究 被引量:9
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作者 钱争 冯绍元 +2 位作者 庄旭东 于昊 袁成福 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2021年第7期113-121,共9页
【目的】研究河套灌区葵花种植区暗管排水条件下农田土壤水分变化状态,探求当地适宜的农田排水暗管布置和控制排水方案。【方法】基于2018—2020年田间试验数据,对RZWQM2模型进行率定和验证,并利用该模型对不同排水暗管布置方案(同一间... 【目的】研究河套灌区葵花种植区暗管排水条件下农田土壤水分变化状态,探求当地适宜的农田排水暗管布置和控制排水方案。【方法】基于2018—2020年田间试验数据,对RZWQM2模型进行率定和验证,并利用该模型对不同排水暗管布置方案(同一间距不同埋深和同一埋深不同间距)和控制排水方案(不同时期不同排水口深度)下的土壤水分运移和作物生长情况进行数值模拟。【结果】(1)模型率定和验证阶段,砂土层土壤含水率RMSE为0.049~0.065 cm^(3)/cm^(3),其余土层土壤含水率RMSE为0.012~0.037 cm^(3)/cm^(3),累计排水量和产量MRE分别在5.88%和3.40%以下,地下水位、1 m土层土壤储水量和叶面积指数R2分别在0.798、0.817和0.912以上;(2)以现有排水暗管埋深1.5 m、间距45 m为基础,模拟得到采用埋深1.4 m、间距45 m的布置方案其地下水位抬高5.2 cm、排水量减少40.0%、增产85.3 kg/hm2;(3)采用雨季1.5 m、非雨季1.2 m排水口深度的控制排水方案,地下水位抬高2.2 cm、排水量减少46.0%、增产66.4 kg/hm2。【结论】RZWQM2模型能较好模拟排水条件下葵花种植区农田土壤水分变化,研究区推荐采用1.4 m埋深、45 m间距的排水暗管布置方案,在现有布置下雨季1.5 m、非雨季1.2 m的控制排水方案较为合适。 展开更多
关键词 rzwqm2 暗管排水 控制排水 葵花 河套灌区
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RZWQM2模型模拟地膜覆盖时间对棉田氮素迁移特征和氮肥利用效率的影响 被引量:6
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作者 夏文 林涛 +4 位作者 褚晓升 丁奠元 颜安 尔晨 汤秋香 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期114-126,共13页
【目的】地膜覆盖时间影响着棉田养分的迁移及氮素利用效率,我们尝试利用根区水质模型(root zone water quality model-version 2,RZWQM2)评估新疆绿洲棉田不同地膜覆盖时间下土壤氮素迁移特征和作物吸收利用率,为优化地膜覆盖方法提供... 【目的】地膜覆盖时间影响着棉田养分的迁移及氮素利用效率,我们尝试利用根区水质模型(root zone water quality model-version 2,RZWQM2)评估新疆绿洲棉田不同地膜覆盖时间下土壤氮素迁移特征和作物吸收利用率,为优化地膜覆盖方法提供理论依据。【方法】于2017-2018年在新疆进行了棉花田间试验,设覆膜时间分别为40、55、70、85、100天和常规全生育期覆盖对照共6个处理。在苗期-吐絮期测定0-80 cm土层贮水量和硝态氮含量,成熟期测定棉花氮素吸收量。利用全生育期土壤贮水量、硝态氮含量及植株氮养分吸收量的实测数据校正了基于气候因素的RZWQM2模型参数,利用地膜覆盖时间处理的实测数据对模型参数进行验证,最后利用建立的模型计算了2017和2018年棉花生长55~105天期间,地膜覆盖每延长3天棉田土壤剖面的氮素平衡和植株氮素利用率。【结果】以全生育期覆盖处理数据校正后的RZWQM2模型,模拟的2017、2018年不同地膜覆盖时间土壤贮水量和土壤硝态氮含量与实测值之间均方根误差(RMSE)分别为1.14~2.87 mm、2.05~17.28 mg/kg,平均相对误差(MRE)分别在6.61%~20.08%、0.06%~0.57%;与棉株氮素吸收量实测值吻合度均较高,氮素吸收峰值分别出现在94~96和97~99天,最大氮素吸收增长率均出现在85~90天;依据校正后的RZWQM2模型计算,氮素总损失量(氨挥发+反硝化+渗漏)随地膜覆盖时间的增加而下降,地膜覆盖时间达94~99天时氮素渗漏损失最低;氮肥农学效率和生理利用率相较氮素回收率对地膜覆盖时间的变化响应更明显。利用该模型计算的2019和2020年度棉花氮素吸收和利用率随地膜覆盖时间的变化,2020年气温高、降水少,变化曲线趋于抛物线,而2019年更接近于直线。【结论】经过校正与验证,根区水质模型RZWQM2模拟的土壤氮素动态和作物氮素吸收利用值与实测值的均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)值均在允许范围之内。利用该模型模拟的棉花氮素吸收量和氮肥利用率随地膜覆盖时间变化的差异反映了气象和土壤因素的影响,因而该模型是新疆棉花生产适宜的地膜覆盖时间的客观和可靠的评估方法。在新疆地区地膜覆盖时间为94~99 d时有利于降低氮素淋溶损失风险,提高棉株氮素利用率。 展开更多
关键词 rzwqm2模型 棉花 地膜覆盖时间 氮素平衡 氮素利用率
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RZWQM2模型对裸燕麦作物生长模拟的适用性研究 被引量:5
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作者 张红娟 岑剑涛 +2 位作者 王海英 沈彦俊 裴宏伟 《节水灌溉》 北大核心 2021年第5期1-7,共7页
为评估RZWQM2模型在我国北方农牧交错带典型地区裸燕麦作物生长模拟研究中的适用性,优化裸燕麦生长过程研究的完整作物模型参数,通过北方农牧交错带典型区——河北坝上地区2018年和2019年两个完整生育期内裸燕麦田间试验,对该地区裸燕... 为评估RZWQM2模型在我国北方农牧交错带典型地区裸燕麦作物生长模拟研究中的适用性,优化裸燕麦生长过程研究的完整作物模型参数,通过北方农牧交错带典型区——河北坝上地区2018年和2019年两个完整生育期内裸燕麦田间试验,对该地区裸燕麦生长模拟参数在RZWQM2(Root Zone Water Quality Model2)模型中进行本土化校准。结果表明:优化后的模型参数,可使不同土层深度(0~80 cm)土壤水分的模拟值与实测值的决定系数系数(R^(2))值在0.70~0.95之间,均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)分别为1.73%、1.96%和21.20%、25.00%;叶面积指数模拟的决定系数(R2)值分别为0.98和0.76;生物量、株高的模拟值与实测值的R2值均大于0.80。本研究开发出的裸燕麦作物生长模拟参数在河北坝上这一区域具有较好的普适性,校准后的RZWQM2模型可适用于北方农牧交错带相似区域裸燕麦田间水分管理、作物生长等相关研究。 展开更多
关键词 裸燕麦 rzwqm2模型 土壤水分 作物生长 北方农牧交错带
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RZWQM2模型对中国北方农牧交错带青饲玉米模拟适用性评价 被引量:3
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作者 肖雨霄 张红娟 +2 位作者 岑剑涛 肖捷颖 裴宏伟 《节水灌溉》 北大核心 2023年第7期20-27,共8页
为评估RZWQM2模型对中国北方农牧交错带青饲玉米模拟的适用性,率定出一套适宜于本地区青饲玉米的模型参数,选取位于中国北方农牧交错带中段张北县境内的实验样地进行了为期两年的田间试验(2020、2021年)。基于大型蒸渗仪实测蒸散数据、... 为评估RZWQM2模型对中国北方农牧交错带青饲玉米模拟的适用性,率定出一套适宜于本地区青饲玉米的模型参数,选取位于中国北方农牧交错带中段张北县境内的实验样地进行了为期两年的田间试验(2020、2021年)。基于大型蒸渗仪实测蒸散数据、气象数据、土壤物理参数、作物遗传参数和田间管理措施等数据,对青饲玉米不同土层土壤含水量、作物生长状况以及生育期内田间蒸散量进行模拟。结果表明:①RZWQM2模型较好地模拟土壤水分的动态趋势,不同土层(20 cm、40 cm、60 cm和80 cm)土壤含水量均方根误差RMSE在0.019~0.029 cm^(3)/cm^(3)之间,一致性指数d在0.609~0.789之间,决定系数R2在0.717~0.940之间;②模型对青饲玉米生长情况模拟结果较好,2020、2021年青饲玉米株高模拟的一致性指数d分别高达0.919和0.952,青饲玉米叶面积指数和生物量的d值在介于0.731~0.816之间;③青饲玉米生育期内田间蒸散量模拟值与实测值均呈现先升高后降低的变化规律,在吐丝期蒸散量达到最大,最大值分别为6.550 mm和8.246 mm,2020、2021年整个生育期内青饲玉米蒸散量分别为345.145 mm和353.856 mm,模型模拟后决定系数R2均在0.790以上。RZWQM2模型对中国北方农牧交错带张北地区青饲玉米生长发育适用性较好,可以进一步推广该研究方法。 展开更多
关键词 青饲玉米 rzwqm2模型 土壤含水量 作物生长 田间蒸散量
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基于RZWQM模型的冬小麦-夏玉米水氮管理评价 被引量:13
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作者 李艳 刘海军 黄冠华 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期111-120,共10页
利用2010和2011年在中国科学院通州农田水循环与现代节水灌溉试验基地获取的冬小麦-夏玉米轮作条件下不同水肥管理时的试验数据,对RZWQM(Root zone water quality model)模型中的土壤水分、氮素和作物模块进行率定和验证,模型验证结... 利用2010和2011年在中国科学院通州农田水循环与现代节水灌溉试验基地获取的冬小麦-夏玉米轮作条件下不同水肥管理时的试验数据,对RZWQM(Root zone water quality model)模型中的土壤水分、氮素和作物模块进行率定和验证,模型验证结果表明各土层土壤含水率的均方根误差(RMSE)和相对误差(MRE)分别在0.015-0.026 cm3/cm3和-6.66%-5.83%之间变化,土壤贮水量模拟值与实测值一致;冬小麦和夏玉米产量、吸氮量的模拟值与实测值的相对误差(RE)小于25%。该结果表明率定和验证后的RZWQM模型能够用来模拟华北地区冬小麦-夏玉米轮作条件下土壤水、氮及作物动态变化。利用率定和验证后的模型分析对比了常规施氮条件下,不同喷灌灌水频率和传统灌溉方式对作物产量和氮素渗漏的影响。结果表明在灌溉总水量相同的条件下,当20 cm蒸发皿累积蒸发量为30-70 mm时开始灌溉,其作物产量高且氮素渗漏量和损失量小。综合考虑作物产量和环境效应,推荐较优的喷灌灌溉频率为累积蒸发量为30-70 mm时开始灌溉。 展开更多
关键词 冬小麦-夏玉米 作物产量 NO3-N渗漏 灌水频率 施氮 根系带水质量模型
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RZWQM2模型模拟牛场肥水施用夏玉米土壤硝态氮迁移特征 被引量:6
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作者 王贵云 张克强 +3 位作者 付莉 窦国芳 张继圣 杜会英 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第14期47-54,共8页
为研究华北平原种养结合中养殖肥水的合理施用,减少典型农田水肥施用后土壤氮淋溶对地下水的影响。该研究以河北省徐水区夏玉米为研究对象,应用RZWQM2模型验证牛场肥水施用玉米农田的可行性,对2014—2016年玉米种植前后数据进行模型参... 为研究华北平原种养结合中养殖肥水的合理施用,减少典型农田水肥施用后土壤氮淋溶对地下水的影响。该研究以河北省徐水区夏玉米为研究对象,应用RZWQM2模型验证牛场肥水施用玉米农田的可行性,对2014—2016年玉米种植前后数据进行模型参数率定与验证。验证结果表明,土壤体积含水率的均方根误差和平均相对误差值分别在0.000 6~0.070 7 cm^3/cm^3和0.21%~21.44%之间变化,土壤硝态氮均方根误差和平均相对误差值分别在0.000 8~2.617 3 mg/kg和0.03%~18.58%之间变化,其中牛场肥水施用土壤中硝态氮主要在0~120 cm土层发生变化,说明RZWQM2模型可以用来模拟华北平原牛场肥水施用对土壤水分、硝态氮含量及玉米产量的动态变化。利用率定和验证后的模型进行了夏玉米农田硝态氮淋溶的验证与预测,表明硝态氮淋溶浓度随肥水氮量的增加而增加。RZWQM2模型可以应用于牛场肥水施用农田的模拟,为预测和评估土壤适宜的肥水施用提供更合适的方法。 展开更多
关键词 灌溉 肥水 牛场 夏玉米 rzwqm2模型
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