《基於作物生長模擬的鹽漬農田水肥生產函式研究》是依託武漢大學，由黃介生擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於作物生長模擬的鹽漬農田水肥生產函式研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃介生
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本研究針對鹽漬農田的水肥高效利用問題，以內蒙古河套灌區為背景，以向日葵為研究對象，通過微區、盆栽和室內培養試驗開展作物水肥鹽耦合效應和耦合機理研究，分析不同水肥鹽條件下作物生理生態和土壤水肥鹽遷移轉化特徵，探索鹽分影響氮素轉化、氮素影響作物耐鹽度的基本規律，建立水肥鹽耦合作用下氮素硝化、反硝化參數的定量表達式和根系吸水錶達式，發展以APSIM模型為基礎、考慮水肥鹽聯合脅迫的向日葵生長模擬模型，進行水肥鹽耦合作用下向日葵的生長模擬，建立基於機理的鹽漬農田作物水肥生產函式。研究成果可為我國乾旱半乾旱地區農田水肥高效利用、糧食增產和水環境保護提供理論依據和實用工具。
結題摘要
我國鹽漬農田大多位於北方乾旱半乾旱地區，這類地區由於降雨少、蒸發強烈，水資源短缺和鹽漬化威脅的矛盾十分突出，如何提高水資源利用效率、最大限度地避免鹽漬化造成的危害、提高作物產量是該地區最重要的問題之一。要解決這一問題，必須弄清鹽漬農田水肥鹽耦合作用效應及其機理這一基本的科學問題，並建立作物生長對水肥鹽耦合作用的回響關係。本項目針對這一問題，選擇內蒙古河套灌區義長灌域作為研究區域，並選定當地種植面積最大的向日葵作為典型作物，通過盆栽、桶栽、微區、野外觀測試驗及高光譜測試等手段，結合室內實驗和數值模擬分析，對鹽漬農田水肥鹽耦合效應及機理進行了研究，並基於作物生長模擬探討建立了作物水肥鹽生產函式。主要成果包括：（1）初步掌握了鹽漬農田的水肥鹽耦合作用規律及水肥鹽耦合作用對向日葵生長及產量的影響，建立了鹽漬農田的根區土壤水分模擬模型；研究了不同鹽分條件下向日葵的根系分布，建立了基於根系總吸收面積和根長密度的兩種根系分布函式。（2）定量分析了不同生育階段向日葵生長的耐鹽閾值和施氮的緩解效應，結合統計方法和神經網路方法，通過修正Jenson模型，初步建立了考慮土壤鹽分和施氮量的向日葵作物水肥鹽生產函式。 （3）通過在APSIM（Agricultural Production System siMulator）中引入鹽分脅迫係數，分別對模型中作物下限（CLL）、吸水係數（KL）和土壤剖面根系分布（XF）等參數進行修正，實現了鹽漬農田的作物生長模擬。（4）提出了鹽漬農田的根區土壤水鹽的高光譜反演方法，建立了鹽漬農田表層土壤鹽分的高光譜反演模型 (EPO-PLS)，有效解決了利用遙感技術獲取大面積鹽漬農田土壤表層及根區含水率與含鹽量的方法。按照預期計畫完成了本項目的研究任務，取得了較為豐富的研究成果。發表了39篇學術論文，其中SCI論文20篇，獲批2項發明專利。
