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河南省是我国夏玉米的主要产区,也是水资源严重短缺地区之一,水分是影响夏玉米产量形成的主要限制因子,合理的灌溉制度是提高农业水资源利用效率、保证夏玉米高产稳产的前提。本研究立足于豫北夏玉米主产区浚县和温县,采用农业技术转化决策系统(DSSAT,Decision Support System for Agrotechno1ogy Transfer)探究了夏玉米在不同降水年型不同初始土壤水分条件下的最优灌溉制度。首先利用浚县2016、2017、2018三年和温县2017、2018两年的夏玉米物候期、地上部分生物量、产量和土壤含水量观测值,对两个夏玉米品种(豫安3号和黎乐66)进行参数的校正与验证,评价DSSAT模型在豫北地区的适用性。其次基于两地1988—2018年气象数据,利用P-III型频率曲线方法划分(典型)丰水年、(典型)平水年和(典型)枯水年,并且设置3种初始土壤水分含量(田间持水量的50%、60%和70%,记作50%DUL、60%DUL和70%DUL)。在此基础上,DSSAT模型估算了夏玉米生产潜力,并进一步计算了灌溉增产潜力和夏玉米缺水量;通过设置夏玉米关键生育时期的灌溉组合,对比分析不同生育时期灌水对产量的影响确定了最优灌溉时期;通过设置夏玉米灌溉关键期的灌溉量水平,综合考虑产量和水分利用效率确定了最优灌溉量。主要结论如下:(1)除了浚县2016年和温县2018年开花期地上部分生物量的归一化均方根误差(nRMSE)为15.05%和16.89%外,夏玉米开花期、成熟期、开花期地上部分生物量、成熟期地上部分生物量、产量模拟值与实测值之间的nRMSE均小于10%,同时土壤含水量的均方根误差(RMSE)均小于0.1,一致性指数(d)均大于0.6,模拟值和实测值达到较高的吻合度和一致性,DSSAT模型可以准确模拟豫北地区夏玉米物候期、地上部分生物量、产量和土壤水分动态变化。(2)夏玉米光温生产潜力为5742~15996 kg/hm~2,均值为10727 kg/hm~2;夏玉米气候生产潜力为821~14878 kg/hm~2,均值为7088 kg/hm~2,夏玉米气候产量仅占光温生产潜力的66%,具有年均4048 kg/hm~2的灌溉增产潜力。(3)初始土壤含水量为50%DUL时,夏玉米缺水量多年平均值为125.1 mm,波动范围为12.0~354.5mm;初始土壤含水量为60%DUL时,夏玉米缺水量多年平均值为101.1 mm,波动范围为6.5~323.8 mm;初始土壤含水量为70%DUL时,夏玉米缺水量多年平均值为73.3 mm,波动范围为2.5~286.7 mm。(4)豫北地区夏玉米灌溉管理的优化结果如下:在丰水年,初始土壤含水量为50%DUL时开花期灌水20~30 mm,初始土壤含水量为60%DUL和70%DUL时不需要灌溉;在平水年,初始土壤含水量50%DUL和60%DUL时需要开花期和播种期或拔节期灌水50~180 mm和50~120 mm;初始土壤含水量为70%DUL时开花期灌水20~70 mm;在枯水年,初始土壤含水量为50%DUL时,若苗期遭受干旱胁迫,播种期灌溉一次,开花期、拔节期或灌浆灌溉期灌溉两次,若苗期没有遭受干旱胁迫,拔节期、开花期和灌浆期灌溉三次,灌水160~280 mm;初始土壤含水量为60%DUL时开花期灌溉一次,播种期、拔节期或灌浆期补充灌溉一到两次,灌水150~220 mm;土壤初始含水量为70%DUL时,开花期灌溉一次,在拔节期或灌浆期补充灌溉一次,灌水140~180 mm。(5)在优化的灌溉制度下,不同夏玉米品种在丰水年、平水年、枯水年的WUE达到最高且产量分别占其最高产量的95.26%、94.64%、96.31%,实现了作物高产节水协同提高的目标。