基于Meta分析的黑龙江省水稻水土肥资源协同优化调配

作     者：李茉 薛敏 沙炎 李海燕 陈颖珊 LI Mo;XUE Min;SHA Yan;LI Haiyan;CHEN Yingshan

作者机构：东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030 智慧农场技术与系统全国重点实验室哈尔滨150030 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2024年第55卷第5期

页      面：302-311页

核心收录：

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 090101[农学-作物栽培学与耕作学] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52003900、52222902) 

主　　题：水稻 控制灌溉 Meta分析 水肥耦合 多目标非线性优化模型 

摘      要：水稻灌溉水量、氮肥和种植面积的高效管理有助于提升农业经济效益,提高资源利用效率和改善生态环境。以黑龙江省13个市(区)为研究区域,利用Meta分析量化不同灌溉方式和施氮量对水稻产量和温室气体(CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O)排放的影响,并建立水肥生产函数。在此基础上,以经济效益、温室气体排放量、水肥利用效率为目标函数构建多目标优化模型,以优化分配各地区的水肥资源,调整水稻种植面积。优化结果表明:控制灌溉和施加氮肥不同程度影响产量和温室气体排放,优化后水稻种植面积减少3.76%,水利用效率提高18.4%,灌溉水量均值为4513.54 m^(3)/hm^(2),氮肥施用量减少11%,氮肥利用效率提高32%,氮肥施用量均值为100 kg/hm^(2);经济效益增加8.1%,温室气体排放降低10.6%。本模型可以量化表征区域尺度基于控制灌溉的水肥施用与产量及温室气体排放的响应关系,协同优化稻田水土肥资源最佳配比,平衡经济、温室气体排放和资源利用效率,有助于黑龙江省水稻不同目标间的水肥资源优化和种植面积调整,促进农业可持续发展,可为水稻水土肥资源优化与管理提供参考。