基于AquaCrop模型的水稻多目标灌溉制度优化研究

【目的】优化现有水稻灌溉制度，节约灌溉用水量，减少稻田氮磷流失量以降低面源污染风险。【方法】构建了基于AquaCrop模型和NSGA-Ⅱ算法的水稻灌溉制度模拟优化模型，利用水稻田间试验数据，开展以产量最大、氮磷流失量最小、灌水次数最少的3种目标组合（产量-氮磷流失量（Y-TNP）、产量-灌水次数（Y-N）、产量-氮磷流失量-灌水次数（Y-TNP-N））下的灌溉制度优化模型研究，提出适应不同生育期降水年型的稳产-控污-提效灌溉制度。【结果】①与常规灌溉相比，Y-TNP灌溉制度优化水稻产量下降2.14%，氮磷流失量减少23.09%；Y-N灌溉制度优化水稻产量下降1.76%，灌水次数减少53%；Y-TNP-N灌溉制度优化水稻产量下降2.64%，氮磷流失量减少22.83%，灌水次数减少2次。②不同典型年以Y-TNP-N为目标优化的稳产-控污-提效灌溉制度水稻产量介于7.74~7.78 t/hm2，同时大幅度减少灌水量进而降低氮磷流失量。【结论】AquaCrop模型可模拟试验区水稻的生长发育过程，本文构建的模拟-优化耦合模型可用于优化不同生育期降水年型下稳产-控污-提效的灌溉制度。