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[1]汪顺生,杨成宇,黄一丹,等.基于Jensen模型与SSA-BP模型的宽垄沟灌冬小麦水氮生产函数研究[J].江苏农业科学,2023,51(9):207-215.
　Wang Shunsheng,et al.Study on water and nitrogen production function of winter wheat under wide-furrow irrigation based on Jensen model andSSA-BP model[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2023,51(9):207-215.
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基于Jensen模型与SSA-BP模型的宽垄沟灌冬小麦水氮生产函数研究(PDF)
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《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:
第51卷
期数:
2023年第9期
页码:
207-215
栏目:
农业工程与信息技术
出版日期:
2023-05-05

文章信息/Info

Title:
Study on water and nitrogen production function of winter wheat under wide-furrow irrigation based on Jensen model andSSA-BP model
作者:
汪顺生1; 2; 杨成宇2; 黄一丹2; 柳腾飞2; 杨金月2; 张昊2
1.黄河流域水资源高效利用省部共建协同创新中心，河南郑州 450046； 2.华北水利水电大学水利学院，河南郑州 450046
Author(s):
Wang Shunsheng; et al
关键词:
冬小麦; 宽垄沟灌; 水氮生产函数; Jensen模型; SSA-BP模型
Keywords:
-
分类号:
S275.3；S512.1+10.6；S512.1+10.7
DOI:
-
文献标志码:
A
摘要:
为了明确宽垄沟灌下不同水氮处理冬小麦的产量、耗水特性和水氮生产函数，本研究设计灌水下限为田间持水率的60%(W1)、70%(W2)和80%(W3)3种灌溉处理，120 kg/hm2(N1)、220 kg/hm2(N2)和320 kg/hm2(N3)3种施氮处理，共9组试验处理，运用耗水量-施氮量-产量构建水氮生产函数的Jensen模型与SSA-BP模型。结果表明，宽垄沟灌下冬小麦产量在N2W2处理最大，为8 121.75 kg/hm2；耗水量在N3W3处理最大，为444.61 mm；水分利用效率在N2W2处理最大，为2.07 kg/m3；氮肥偏生产力在N1W2处理最大，为64.03 kg/kg；Jensen模型下的水分敏感指数累积曲线表明，在整个生育阶段拔节-抽穗期的水分敏感指数最大；针对BP神经网络收敛速度慢等问题，引入麻雀搜索算法进行优化，构建SSA-BP模型下的水氮生产函数，通过多次训练对比发现，SSA-BP 模型比原始BP模型迭代次数更少，误差更小；对水氮生产函数进行产量的模拟值与实测值对比，发现Jensen模型、SSA-BP模型和BP模型均能得到线性拟合接近y=x的实测产量与预测产量，且SSA-BP模型效果更好；综合考虑冬小麦产量及水氮利用，宽垄沟灌下冬小麦可以选择70%田间持水率的灌水下限和235.98 kg/hm2的水氮方案，结果可为宽垄沟灌冬小麦水氮施用制度提供参考依据。
Abstract:
-

参考文献/References:

［1］马涛，刘九夫，彭安帮，等. 中国非常规水资源开发利用进展［J］. 水科学进展，2020，31(6)：960-969.
［2］刘馨井雨，韩旭东，张晓春，等. 基于SEBAL模型和环境卫星的区域蒸散发量及灌溉水利用系数估算研究［J］. 灌溉排水学报，2021，40(8)：136-144.
［3］朱伟，刘春成，冯保清，等. “十一五”期间我国灌溉水利用率变化分析［J］. 灌溉排水学报，2013，32(2)：26-29.
［4］佟金萍，马剑锋，王慧敏，等. 农业用水效率与技术进步：基于中国农业面板数据的实证研究［J］. 资源科学，2014，36(9)：1765-1772.
［5］李书田，刘晓永，何萍. 当前我国农业生产中的养分需求分析［J］. 植物营养与肥料学报，2017，23(6)：1416-1432.
［6］史常亮，朱俊峰. 我国粮食生产中化肥投入的经济评价和分析［J］. 干旱区资源与环境，2016，30(9)：57-63.
［7］刘文倩，费喜敏，王成军. 化肥经济过量施用行为的影响因素研究［J］. 生态与农村环境学报，2018，34(8)：726-732.
［8］Wang D B，Li F S，Nong M L. Response of yield and water use efficiency to different irrigation levels at different growth stages of Kenaf and crop water production function［J］. Agricultural Water Management，2017，179：177-183.
［9］Greaves G E，Wang Y M. Yield response，water productivity，and seasonal water production functions for maize under deficit irrigation water management in southern Taiwan［J］. Plant Production Science，2017，20(4)：353-365.
［10］李中恺，刘鹄，赵文智. 作物水分生产函数研究进展［J］. 中国生态农业学报，2018，26(12)：1781-1794.
［11］Mukherjee D. Optimizing water production function and deficit irrigation scheduling during extreme dry periods［J］. Journal of Irrigation and Drainage Engineering，2021，147(12)：1-14.
［12］王仰仁，解爱国，王文龙，等. 作物水模型参数与时段数关系的研究［J］. 中国农村水利水电，2010(8)：16-20，25.
［13］Pushpalatha R，Amma S S，George J，et al. Development of optimal irrigation schedules and crop water production function for cassava：study over three major growing areas in India［J］. Irrigation Science，2020，38(3)：251-261.
［14］Soltani A，Stoorvogel J J，Veldkamp A. Model suitability to assess regional potato yield patterns in northern Ecuador［J］. European Journal of Agronomy，2013，48：101-108.
［15］Singh S P，Mahapatra B S，Pramanick B，et al. Effect of irrigation levels，planting methods and mulching on nutrient uptake，yield，quality，water and fertilizer productivity of field mustard (Brassica rapa L.) under sandy loam soil［J］. Agricultural Water Management，2021，244：106539.
［16］周智伟，尚松浩，雷志栋. 冬小麦水肥生产函数的Jensen模型和人工神经网络模型及其应用［J］. 水科学进展，2003，14(3)：280-284.
［17］王龙强，郄志红，吴鑫淼. 冬小麦水肥生产函数的PSO-SVM模型［J］. 节水灌溉，2013(12)：1-4，11.
［18］孟志军，刘淮玉，安晓飞，等. 基于SPA-SSA-BP的小麦秸秆含水率检测模型［J］. 农业机械学报，2022，53(2)：231-238，245.
［19］何茂林，解明聪，徐振洋. 基于SSA-BP神经网络爆破参数优选试验研究［J］. 矿业研究与开发，2022，42(1)：36-41.
［20］唐兴旺，石玉，于振文，等. 开花期土壤水分含量对不同穗型小麦品种光合特性及产量的影响［J］. 麦类作物学报，2020，40(5)：609-614.
［21］张睿，李凤艳，文娟，等. 施肥模式对渭北旱地小麦产量及效益的影响［J］. 麦类作物学报，2018，38(2)：191-195.
［22］丛鑫，张立志，徐征和，等. 水氮互作对冬小麦水肥利用效率与经济效益的影响［J］. 农业机械学报，2021，52(3)：315-324.
［23］刘俊明，高阳，司转运，等. 栽培方式对冬小麦耗水量、产量及水分利用效率的影响［J］. 水土保持学报，2020，34(1)：210-216.
［24］王松林，史尚，王兴，等. 不同种植模式冬小麦耗水特性及产量试验研究［J］. 中国农村水利水电，2014(5)：49-52.
［25］袁汉民，王小亮，孙建昌，等. 宁夏引黄灌区小麦垄作节水高产栽培研究［J］. 节水灌溉，2005(6)：5-7.
［26］贺鹏，王鹏新，解毅，等. 基于动态模拟的冬小麦水分胁迫敏感性研究［J］. 干旱地区农业研究，2016，34(1)：213-219，271.
［27］朱嘉伟，赵聪佳，郭蕊蕊，等. 水资源约束条件下的县域冬小麦节水灌溉制度［J］. 农业工程学报，2021，37(1)：92-100.
［28］彭致功，刘钰，许迪，等. 基于RS数据和GIS方法的冬小麦水分生产函数估算［J］. 农业机械学报，2014，45(8)：167-171.
［29］韩松俊，刘群昌，王少丽，等. 作物水分敏感指数累积函数的改进及其验证［J］. 农业工程学报，2010，26(6)：83-88.
［30］孙扬越，申双和. 作物生长模型的应用研究进展［J］. 中国农业气象，2019，40(7)：444-459.
［31］李文玲，孙西欢，张建华，等. 水氮耦合对膜下滴灌设施番茄水氮生产函数影响研究［J］. 灌溉排水学报，2021，40(1)：47-54.

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[1]米慧玲,孟庆健,杨玉荣,等.不同苗情下冬小麦氮肥最佳追施时期和追施量[J].江苏农业科学,2014,42(10):62.
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[6]杨琳,高苹,居为民.基于MODIS NDVI数据的江苏省冬小麦物候期提取[J].江苏农业科学,2016,44(01):315.
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[7]朱伟,沙正芹,郭静,等.拔节孕穗肥对冬小麦产量相关性状及不同粒位的影响[J].江苏农业科学,2015,43(10):99.
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[8]崔怀洋,訾 妍,徐 晖,等.倒伏春性冬小麦冠层光谱特征及倒伏严重度预测[J].江苏农业科学,2015,43(07):55.
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[9]王圆媛,陈书涛,吴静,等.不同品种对冬小麦秸秆分解系数的影响[J].江苏农业科学,2015,43(06):315.
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[10]张 怡,史本林.气候变化对豫东冬小麦产区的综合影响[J].江苏农业科学,2015,43(02):336.
　Zhang Yi,et al.Comprehensive effect of climate change on production of winter wheat in eastern Henan[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2015,43(9):336.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2022-07-01
基金项目号：国家自然科学基金(编号：52079051)；河南省高等学校重点科研项目(编号：22A570004)。
作者简介：汪顺生(1978—)，男，安徽怀宁人，博士，教授，主要从事农业水土与环境研究。E-mail：wangshunsheng@ncwu.edu.cn。
通信作者：张昊，博士，讲师，主要从事节水灌溉原理及理论研究。E-mail：zhanghao@ncwu.edu.cn。
更新日期/Last Update: 2023-05-05