农业机械学报

作者：张芳旭，王军，韩宇平，贾冬冬，李久生

单位：华北水利水电大学;中国水利水电科学研究院,中国水利水电科学研究院,华北水利水电大学,华北水利水电大学,中国水利水电科学研究院,

关键词：SWNCM-2D;耦合模型;参数优化;产量预测;遗传算法

基金：国家自然科学基金项目（52179055）、兵团科技项目（2022DB020）和科技兴蒙专项（NMKJXM202105、NMKJXM202301）

为快速准确地估算滴灌条件下土壤-作物系统模型参数，基于二维土壤水与作物生长模拟模型（SWNCM-2D）耦合遗传算法（GA），建立了滴灌条件下土壤水力学参数与作物生长参数的优化模型，以土壤含水率和作物干物质量实测值与模拟值之间的标准均方根误差最小为优化目标，利用南疆地区棉花滴灌试验不同灌水量处理下的土壤含水率和作物生长动态及产量观测数据，优化求解土壤水力学参数与作物生长参数，并应用优化后的模型参数开展不同滴灌灌溉管理措施下的棉花产量与水分生产力预测。结果表明：耦合GA的SWNCM-2D模型参数优化结果较好，不同土层土壤含水率模拟值与实测值之间均方根误差（RMSE）、标准均方根误差（nRMSE）和一致性指数（d）分别为0.0095~0.0370cm3/cm3、5%~27%和0.6518~0.9642，干物质累积量和LAI的nRMSE分别为8%~17%和6.2%~23.0%，d均高于0.97。棉花皮棉产量随灌水量增大而增大，水分生产力随灌水量增大而减小；皮棉产量随灌水间隔增大而减小，水分生产力随灌水间隔增大先增大后减小；说明基于优化参数的全生育期土壤水分动态变化与作物生长过程的模拟较为准确。综合考虑棉花产量和水分生产力，推荐该地区适宜的灌溉制度为灌水间隔7d和灌水量120% ETc（作物需水量）组合。

来源：2024年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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