基于APSIM模型的旱地春小麦生育期的播期和耕作效应分析

为对不同播期和耕作条件下旱地春小麦生育期进行准确预测,利用甘肃省定西市安定区凤翔镇安家沟村2015-2016年大田试验数据及研究区1971-2017年气象数据,通过穷举试错法校准APSIM模型的相关参数,再用相关性分析检验,进而基于模型模拟数据分析播期和耕作措施对旱地春小麦生育期的影响。结果表明,春小麦全生育期及各生育阶段持续天数模拟值与实测值相关系数大于0.9,均方根误差（RMSE）为0.7～3.0 d,归一化均方根误差（NRMSE）为2.34%～6.93%,说明APSIM模型精度较高。随着播期的推迟,春小麦从种子萌发阶段到器官建成阶段（播种-开花）持续天数明显减少,籽粒形成阶段（开花-成熟）播期对持续天数影响不大。不同播期下,耕作措施对春小麦生长阶段持续天数影响都不显著。     

非自动化专业自动控制理论课程教学研究

自动控制理论课程不仅是控制类专业而且是电子信息类等非自动化专业的一门专业基础课。本文主要从教学内容、教学方法对自动控制理论课程进行了探索实践,以达到提高教学效果的目的。     

基于APSIM模型光照与CO_2对小麦的影响机制

为了探索光照强度与CO2浓度对小麦(Triticum aestivum)产量形成的影响,运用验证后的APSIM模型模拟不同光照强度与CO2浓度下的小麦产量,并采用多元回归分析法分析其对小麦产量的影响机制。结果表明,在相同的CO2浓度条件下,小麦产量随光照强度的增加而明显下降,日光照强度每升高0.5 MJ·m-2,最大减产幅度高达17.16%,平均减产9.40%。相同光照条件下,CO2浓度每升高100μmol·mol-1,平均增产11.27%,最大增产可达到22.08%。CO2浓度与光照强度之间存在负交互效应。表明在研究区光照已完全满足旱地春小麦产量的需求。     

旱地春小麦产量对逐日最低温度和最高温度变化响应的模拟与分析

为了探索气温波动对旱地春小麦产量的影响, 对逐日最低温度和最高温度2个因素进行了9种水平的交叉组合设计, 应用APSIM(Agricultural Production System Simulator)模型模拟各种情况下春小麦产量, 采用二次多项回归、单因素边际效应分析和通径分析研究春小麦产量对逐日最低温度和最高温度变化的响应。结果表明: 当最高温度不变时, 最低温度每升高0.25 ℃, 最大增产1.40%, 平均增产1.34%, 最低温度升高对春小麦产量的影响为正效应; 当最低温度不变时, 最高温度每增加0.25 ℃, 最大减产2.88%, 平均减产2.42%, 最高温度升高对春小麦产量的影响为负效应, 产量随最高温度的升高呈二次抛物线下降变化; 最低温度和最高温度之间存在负的协同效应, 最高温度升高造成春小麦的减产效应超过最低温度升高的增产效应。平均温度的升高引起春小麦减产, 主要是由最高温度的升高引起的。     

旱地小麦产量及其构成因素灌溉效应的模拟分析

为揭示灌水时期与灌水量对黄土丘陵区小麦产量及其构成因素的影响规律，依据黄土丘陵典型区域定西1971-2016年气象数据及定西市安定区凤翔镇安家沟村2016年大田试验数据，利用APSIM（Agricultural Production Systems Simulator）平台，动态模拟各灌溉处理下的小麦生长发育过程，并对各灌溉响应进行模拟分析。结果表明：小麦全生育期需水量为315.25 mm，各生育阶段需水量为播种~出苗21.13 mm、出苗~分蘖26.60 mm、分蘖~拔节33.27 mm、拔节~孕穗77.17 mm、孕穗~开花69.31 mm、开花~灌浆36.19 mm、灌浆~成熟51.58 mm。为提高产量，最佳灌水时期应在播种至拔节，灌水量不宜超过60 mm；开花前各生育阶段灌溉处理都明显提高了单位面积籽粒数量，其中以分蘖~拔节阶段（TS）最明显，拔节~孕穗阶段（JS）灌水量不宜超过80 mm、孕穗~开花阶段（BS）灌水量不宜超过20 mm。开花~灌浆阶段（FS）灌水量40 mm对粒重增加的促进作用最明显。     

不同耕作措施旱地春小麦产量对温度变化的响应

为了探析温度变化对不同耕作措施春小麦产量的影响,利用APSIM模型对2因素9水平3种耕作措施下的春小麦产量进行了模拟,选择日最低温度和最高温度作为自变量因子对产量效应进行分析,并对3种耕作措施条件下最低温度和最高温度的互作效应进行通径分析。结果表明:不同耕作措施条件下,春小麦产量随最低温度升高呈二次抛物线上升型变化,会出现报酬递减,且传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖的增产效应大于免耕耕作措施;传统耕作+秸秆还田和免耕耕作措施下,产量随最高温度升高呈二次抛物线递减型,并呈叠加递减,而免耕覆盖耕作措施下产量随最高温度升高呈负相关。3种耕作措施下,最低温度和最高温度之间还存在正的协同效应,免耕覆盖耕作措施相比其它两种耕作措施,具有更好的协同促进效应。     

基于APSIM的黄土丘陵区旱地小麦气候适宜性评价

为提高旱地小麦气候适宜程度动态分析的能力,利用黄土丘陵典型区域定西1971-2005年逐日气象资料及大田资料,建立小麦日气候适宜度模型,计算各生长阶段(营养生长阶段、营养与生殖生长并进阶段、生殖生长阶段)及全生育期综合气候适宜度,确定气候适宜性综合评价标准。通过本土化APSIM(Agricultural Production System Simulator)平台,模拟小麦逐日生物量,采用动态逼近误差平方和方法,确定气候适宜性诊断分析标准。通过等级百分比比较的方法,检验诊断分析标准,并定量、动态分析2002-2005年旱地小麦各生长阶段及全生育期气候适宜程度。结果表明,基于APSIM的诊断分析标准评价结果与基于综合评价标准的结果相比,气候适宜性等级相同和级差为1的占86%~90%;2002-2005年旱地小麦各生长阶段及全生育期诊断分析结果均为较适宜,与研究区实际情况基本相符。该优化方法为旱地小麦气候适宜性分析的动态跟踪提供了一定技术支持。     

甘肃中、东部地区春小麦产量潜力研究

根据甘肃中部、东部的气象数据,利用APSIM模型模拟研究区的春小麦产量,分析春小麦产量潜力。结果表明:甘肃中部康乐、临洮等地和甘肃东部泾川、灵台、合水、秦安等地的小麦产量实测值和模拟值误差较小,春小麦产量差较小,产量可提升的空间小;康乐县小麦产量的模拟值与实测值非常接近,小麦生产力接近于极限;定西、渭源、通渭、华亭、环县等地小麦产量实测值和模拟值之间差值较大,有较高的生产潜力。     

基于APSIM的旱地小麦籽粒蛋白质含量模型精度检验及应用

:籽粒蛋白质积累过程的准确模拟对黄土丘陵区旱地小麦优质生产的有效调控有重要意义。利用甘肃省定西市安定区凤翔镇安家沟村2016—2017年大田试验数据及定西市安定区1971—2017年气象资料,建立基于APSIM(agricultural production systems simulator)的旱地小麦籽粒蛋白质含量模型,采用相关性分析方法检验,并定量分析了耕作方式(传统耕作、传统耕作+秸秆覆盖、免耕及免耕+秸秆覆盖)和播期(正常播期、早播、晚播)对小麦籽粒蛋白质含量的影响。结果表明:3个播期处理和4种耕作方式下,产量和籽粒蛋白质含量模拟值和观测值之间的均方根误差(RMSE)分别为66.4～121.9 kg·hm-2和0.2%～1.1%;归一化均方根误差(NRMSE)分别为1.23%～9.66%和1.31%～9.94%,模型模拟精度较高。播期对旱地小麦籽粒蛋白质含量的影响显著,正常播期的蛋白质含量最高,晚播明显降低了蛋白质含量。4种耕作方式的小麦产量与籽粒蛋白质含量均呈开口向下的二次曲线关系,随着蛋白质含量的升高,产量呈先增加后减少的态势,经过秸秆覆盖的耕作方式(传统耕作+秸秆覆盖和免耕+秸秆覆盖)比不覆盖的耕作方式(传统耕作和免耕)更利于小麦籽粒蛋白质含量的提高。     

甘肃农牧交错带1971—2019年降水量变化研究

为了探索甘肃农牧交错带影响农牧业生产的关键因素——降水的变化规律，本研究利用1971-2019年甘肃农牧交错带30个气象站点的降水量时间序列，研究了区域49 a来降水的年、季、月变化趋势和空间分布特征，并运用Mann-Kendall突变检验法和小波分析法分析了区域降水量变化的突变特征和周期特征。结果表明：近49 a来，研究区年平均降水量为442.24 mm，以5.39 mm·（10a）^-1的速率增加，并分别于1973，1980，1984和2018年发生了突变；就季节而言，夏季降水量最多，但呈微弱减少趋势，秋季降水量增加最明显，冬季降水量最少但呈微弱增加趋势，4季降水量均发生了突变；年内各月降水量变化不一致，3月和8月的降水量呈减少趋势，其他月份的降水量均呈增加趋势，其中5月降水量增加最为明显；从空间分布来看，研究区年降水量南多北少，自南向北逐步递减；而年降水量变化速率自南向北逐步递增。