The Crop Journal | 扬州大学联合西北农林科技大学揭示覆膜积温补偿对促进玉米生长的效应

近20年，塑料薄膜覆盖（PM）技术在中国快速发展，已成为干旱和半干旱地区高产农业不可或缺的条件。虽然已有大量研究表明PM可以改善作物生物量、产量、蒸散发、水分利用效率、土壤湿度和温度以及温室气体排放，然而，田间试验中这些效应因气候、土壤、作物和其他因素而有所差异。因此，将这些因素与作物机理模型相结合可有效完善高效生产覆膜理论。覆膜积温补偿可将由覆膜带来的土壤增温转化为累积空气增温，为耦合土壤温度和作物模型提供了有效途径。目前关于覆膜积温补偿参与AquaCrop模型模拟玉米生长的效应鲜有报道。

近日，扬州大学联合西北农林科技大学在The Crop Journal在线发表了题为“Improving maize growth and development simulation by integrating temperature compensatory effect under plastic film mulching into the AquaCrop model”的研究论文，作者以两个气候区的春玉米与夏玉米覆膜与不覆膜处理的三年田间试验数据为研究材料，将温度补偿整合入AquaCrop模型中，对补偿效应促进玉米生长的贡献进行系统研究。

研究发现，对于春玉米和夏玉米，覆膜和不覆膜处理的土壤温度仅在抽雄期之前（播后50天）具有明显的差异，这意味着覆膜积温补偿主要发生在玉米抽雄期之前（图1）。对积温补偿系数及其影响变量进行量化，发现春玉米和夏玉米在不同生长阶段的补偿系数分布相反，春玉米呈上升趋势，夏玉米呈下降趋势。积累气温和蒸散量的增加与各生长阶段的补偿系数成正比（表1）。对比模型原始覆膜和覆膜补偿后的作物模拟，补偿温度改善了春玉米的生物量和产量模拟，但在夏玉米中这种改善效果较小（图2）。该研究阐明了温度增加对AquaCrop模型的贡献，并强调了它在评估覆膜对作物生长和发育的积极效果方面的潜力。根据补偿系数和温度计算出的覆膜和非覆膜条件下的空气和土壤温度可以通过遥感技术进行高效监测和获取，为绘制覆盖农业生产中补偿效应的时空变化提供了机会。

图1 土壤温度变化对比

表1 积温补偿系数变化

图2 积温补偿对玉米干物质和产量变化的贡献

作者和基金项目

扬州大学张超副教授为该文第一作者，扬州大学丁奠元副教授和西北农林科技大学冯浩教授为共同通信作者。扬州大学丁奠元团队的主要研究方向包括覆膜积温补偿机制、多尺度农田信息获取与模拟应用和农田水盐(养分)运移理论等，已在Field Crops Research、Science of the Total Environment、Agricultural Water Management、Remote Sensing、Computers and Electronics in Agriculture等学术期刊发表多篇高水平研究论文。该研究得到国家自然科学基金项目（51909228，52209071）和扬州大学“高端人才支持计划”的资助。

本文转载自The Crop Journal

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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