1 材料与方法

1.1 研究区概况

长渠灌溉试验站为湖北省灌溉试验重点站,位于湖北省襄阳市宜城市(图1),土质为黄河黏土,田间持水率为30.86%,多年平均降雨量912.1mm。试验在坑测中进行,测坑规格为2m×2m,设计了浅灌模式、中蓄模式、湿润模式3个处理,每个处理3次重复。观测项目包括:气象数据(气象站)、稻田水层(ZHD型电测针)、稻田渗漏(直径20cm的自制稻田渗漏仪)、土壤含水率(取土烘干法测定)、作物耗水量、生长发育进程调查、产量及产量构成因子等。3种灌溉模式田面水层控制标准如表1所示。施肥水平和施肥次数同大田管理。

表1 长渠灌溉试验站中稻灌溉模式试验处理 单位:mm

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 表中3个连续数据分别表示灌溉下限、灌溉上限和一次降雨后田间最大蓄水上限。

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图1 鄂北地区范围与试验站分布图

1.2 模型率定与验证

田间水稻生长模型采用ORYZA模型,该模型在水稻生长模拟方面得到了广泛应用[9-10]。长渠灌溉试验站缺乏水稻不同生育阶段生物量、叶面积指数等相关资料,无法对ORYZA模型中的基本参数进行精确率定,只能通过附近灌溉试验站实测资料对模型基本参数进行初步率定。团林灌溉试验站与长渠灌溉试验站相距约97km,气候、地理特征相近,中稻品种和管理措施相似,采用团林灌溉试验站资料(2009—2010年)对ORYZA模型的基本参数进行初步率定,然后采用长渠灌溉试验站水稻产量资料对模型中的生长速率参数进一步率定和验证。

由于水稻播种日期不同,从而导致水稻物候期(抽穗、开花、成熟)存在一定差异。采用长渠灌溉试验站水稻物候实测资料对ORYZA模型中物候相关参数(阶段发展速率参数DVRJDVRIDVRPDVRR)进行率定;采用团林灌溉试验站多年水稻灌溉试验资料,对ORYZA模型中的基本作物参数(干物质分配系数FLVFSTFSO,死叶速率DRLV等)进行初步率定;采用2010和2011年长渠灌溉试验站逐日气象资料和产量资料,对模型中的参数进一步率定和验证。

水稻产量实测值与模拟值对比见表2。由表2可知,浅灌、中蓄灌溉模式,水稻产量模拟值小于实测值;而湿润灌溉模式,模拟值偏高。不同灌溉模式下,率定期产量模拟值保持不变,而验证期产量模拟值具有一定差异。主要因为3种灌溉模式中水稻生育期内灌溉控制下限最小设定为0mm,即并不会造成水稻产生水分胁迫现象,仅分蘖后期晒田时可能因为期间气象因素的影响造成水稻不同程度的短期水分胁迫。ORYZA模型只能模拟水分胁迫对水稻生长的影响,而无法模拟不同水层深度对水稻生长的影响。率定期晒田期间由于降雨充沛,没有造成水稻生长产生水分胁迫现象,因此不同灌溉模式产量模拟值没有变化;而验证期由于不同灌溉模式晒田期初始水层的差异,且晒田期间降雨较少,水稻在生长模拟过程中受不同程度水分胁迫,因此不同灌溉模式产量模拟值有差异。综上所述,模型有较好的适用性,模型中的参数取值合理且模拟精度可靠。

表2 水稻产量实测值与模拟值对比

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