温度升高下降水和施氮对旱地春小麦产量和生物量 影响的模拟与分析

摘要: 为了探索温度升高下降水和施氮对半干旱地区春小麦产量和生物量的影响。基于甘肃省定西市安定区 1971—2018年气象数据，依据定西市安定区凤翔镇安家沟村2014—2018年大田试验数据，利用APSIM进行了5个 温度变化梯度（0 ℃，0.5 ℃，1 ℃，1.5 ℃，2 ℃），5个降水变化梯度（-20%，-10%，0%，10%，20%）和4个施氮处理（0 kg·hm-2，55 kg·hm-2，110 kg·hm-2，220 kg·hm-2）的模拟实验，通过回归方程、单因素分析和互作分析对旱地春小麦产 量和生物量进行分析，通过温度升高下降水和施氮的关系对小麦产量进行分析。结果表明：（1）模型模拟的小麦产 量和生物量归一化均方根误差（NRMSE）为7.47%和7.66%，模型有效性指数（ME）为0.91和0.85，灌浆期NRMSE为 1.73%，模型有效性指数为0.98，表明该模型可以较好地反映温度、降水和施氮对春小麦产量和生物量影响。（2）当 温度升高时，春小麦产量和生物量呈开口向上抛物线负效应变化；当施氮量增加时，春小麦产量和生物量呈开口向 下抛物线变化，阈值为122.11 kg·hm-2和129.06 kg·hm-2，产量和生物量的最优值为2574.86 kg·hm-2和5777.39 kg· hm-2；降水量增加会对春小麦产量和生物量产生呈开口向上抛物线正效应变化。（3）温度和施氮量之间的交互作用 为负；温度和降水量之间的交互作用为负；施氮量和降水量之间的交互作用为正。（4）0 ℃、0.5 ℃、1 ℃、1.5 ℃、2 ℃下 产量达到最优时，降水量均应增加20%，施氮量分别为：156.2 kg·hm-2、149.6 kg·hm-2、131.56 kg·hm-2、110.0 kg·hm-2、 107.8 kg·hm-2。（5）温度、施氮和降水3个因素对产量影响顺序为: 降水>施氮>温度；合理的水氮协同能够减缓温度 升高对产量的负效应。