不同施氮梯度下影响春小麦产量的参数敏感性分析及优化

摘要

于甘肃省定西市安定区凤翔镇安家坡村，根据2005—2022年当地气象数据、2015—2018年旱地春小麦实测数据，结合该地区2005—2022年的统计年鉴数据，通过APSIM模型模拟小麦播种期不同的施氮量梯度(0、21、42、63、84、105、126 kg·hm^-2)下25个模型参数，利用EFAST方法对参数进行敏感性分析。结果表明，不同施氮梯度下，对春小麦产量影响较大的敏感参数有11个，分别为灌浆期积温、灌浆到成熟期积温、拔节到开花期积温、单株最大籽粒质量、作物水分需求、出苗到拔节期积温、每克茎籽粒数量、遮阴导致老化的最大叶面积指数、单株质量、开花到灌浆期籽粒日潜在灌浆速率、消光系数，其中以消光系数和每克茎籽粒数量对产量的影响最为显著，其他参数在不同施氮梯度下对春小麦产量的敏感性顺序存在差异。使用马尔可夫链蒙特卡罗算法对这11个参数进行优化，其产量实测值与模拟值的均方根误差从194.60 kg·hm^-2减少到了25.75 kg·hm^-2,相对均方根误差从34.10%减少到了4.53%,模型决定系数从0.778提高到了0.943。利用EFAST敏感性分析方法结合马尔可夫链蒙特卡罗算法对影响春小麦产量的敏感性参数进行优化，提高了APSIM模型对春小麦产量模拟的精准度和可靠性。

关键词

春小麦 / 施氮梯度 / 产量相关参数 / 敏感性分析 / APSIM模型 / 甘肃省