河北低平原适水粮饲模式构建及综合效益评价

摘要

为推进“粮改饲”进程与发展节水农业，构建适水型种植制度，本研究以水资源短缺的河北沧州为研究对象，聚焦饲草作物和粮食作物，首先利用作物需水模型SIMETAW系统量化1961—2020年沧州地区6种主要饲草作物（夏播高粱、青贮玉米、饲用燕麦、饲用谷子、粮食作物冬小麦和夏玉米）的需水量及灌溉需水量，对比分析各作物需水量的时间变化规律及作物间差异，评估作物需水量的主要气象影响因素；后采用ROTAT模型建立了5种多样化粮-饲及饲-饲轮作制度，基于Entropy-TOPSIS对不同轮作模式的等价产量、生物量、经济效益、蛋白产出、生育期及周年需水量与降水耦合度进行综合评价。结果表明：1）这6种作物的年均生育期需水量表现为冬小麦（463.5 mm）>夏玉米（366.2 mm）>夏播高粱（354.6 mm）>饲用燕麦（351.7 mm）>青贮玉米（341.8 mm）>饲用谷子（322.4 mm）。2）各作物年均生育期灌溉量表现为冬小麦>饲用燕麦>谷子、夏玉米、夏播高粱。青贮玉米生育期灌溉需水量最低为106.7 mm。3）近60年来各作物需水量呈下降趋势，主要由太阳辐射、风速的下降导致。4）相比传统麦玉模式，饲用燕麦基的一年两熟模式生育期需水量降低14.9%～18.8%、灌溉需水量降低15.1%～19.2%。5）饲用燕麦基的饲草模式（饲用燕麦-青贮玉米（0.73）、饲用燕麦-饲用谷子（0.63）、饲用燕麦-夏播高粱（0.54））的综合评价指数均明显高于冬小麦-夏玉米（0.32）和冬小麦-夏播高粱（0.37）模式。因此，本研究建议在兼顾粮食生产的同时，适当发展饲-饲模式，对当地水资源的可持续利用及产能有重要意义。

关键词

饲草作物 / 需水量 / 灌溉需水量 / 节水粮饲模式 / 节水种植结构

基金资助

国家自然科学基金项目（32071975,52239002）; 国家重点研发计划（2022YFD1900401,2022YFD1900801）