段里成，姚俊萌，郭瑞鴿**，蔡 哲，張崇華

用ORYZA_V3水稻模型模擬江西直播早稻的適宜性分析*

段里成1，姚俊萌1，郭瑞鴿1**，蔡 哲1，張崇華2

（1．江西省農(nóng)業(yè)氣象中心，南昌 330096；2．南昌縣氣象局，南昌 330200）

以江西省2個(gè)主栽常規(guī)早秈稻品種中早35和中早39為試驗(yàn)材料，于2017年在南昌縣進(jìn)行8個(gè)播種期的早稻分期直播試驗(yàn)，各播期分別為3月11、16、21、26和31日，以及4月5、10和15日，其中定義3月11?26日為早播播種期（a），3月31日?4月15日為正常播種期（b），利用田間試驗(yàn)觀測的生育期、葉面積指數(shù)、生物量等數(shù)據(jù)和氣象資料，對(duì)ORYZA_V3水稻模型進(jìn)行本地化調(diào)參驗(yàn)證，以分析ORYZA_V3水稻模型對(duì)江西直播早稻的適宜性。結(jié)果表明，ORYZA_V3水稻模型對(duì)直播早稻生育期模擬效果較好，其（決定系數(shù)）R2＞0.99，NRMSE（歸一化均方根誤差）在0.61%～3.12%范圍波動(dòng)。模型對(duì)早稻播種期葉面積指數(shù)、總生物量、穗生物量等模擬結(jié)果表現(xiàn)為播種期越早，模擬效果越差；越接近正常播種期，模擬效果越好。不同直播早稻品種對(duì)ORYZA_V3水稻模型適宜性存在差異，其中生育期模擬值與實(shí)測值中早35相差?1～1d，中早39相差?1～4d。說明用ORYZA_V3水稻模型進(jìn)行雙季直播早稻模擬時(shí)，需根據(jù)多年觀測數(shù)據(jù)，對(duì)相應(yīng)水稻播種期和品種進(jìn)行模型參數(shù)的校準(zhǔn)，以提高ORYZA_V3水稻模型適宜性。

ORYZA_V3水稻模型；直播早稻；模擬；適宜性；江西省

江西是雙季稻主產(chǎn)區(qū)，雙季稻種植面積占水稻種植面積的90%，是全國雙季稻種植比例最高的省份，在保障國家糧食安全方面發(fā)揮重要作用[1]。近年來，直播稻因其具有省工、省時(shí)、節(jié)本增效等突出優(yōu)勢在多個(gè)省份得到推廣應(yīng)用[2?4]，直播稻面積在江西省呈逐年增加的趨勢[5]。

作物模型是農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域中重要的工具之一，它不僅能夠分析單站試驗(yàn)結(jié)果，預(yù)測未來長勢，還可以將模型由單站研究推廣到廣泛區(qū)域預(yù)測，進(jìn)而形成管理決策支持系統(tǒng)，研究氣候變化影響[6]。近年來，自從學(xué)者將國際水稻研究所( IRRI) 和瓦赫寧根大學(xué)聯(lián)合研制的水稻生長模型ORYZA_V3引進(jìn)中國，許多人對(duì)模型本地化應(yīng)用進(jìn)行了驗(yàn)證與應(yīng)用分析。李寧等[7]基于氣象災(zāi)害的ORYZA_V3水稻模型對(duì)雙季稻發(fā)育期模擬的適應(yīng)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，余乾安等[8]基于ORYZA_V3水稻模型探索了贛撫平原灌區(qū)不同水文年型適宜的水稻水肥綜合調(diào)控模式的水稻水肥綜合調(diào)控模式，廖祺等[9]基于ORYZA_V3水稻模型研究控制灌溉對(duì)水稻適宜播期影響分析。結(jié)果表明，ORYZA_V3水稻模型通過本地化參數(shù)的校正，能較好地模擬水稻生育期、生物量及產(chǎn)量的變化特征[10?11]。

ORYZA_V3水稻模型是由國際水稻研究所根據(jù)多年的田間試驗(yàn)結(jié)果分析研究所得[12]，模型中雖有直播稻模擬模塊，但是否適用于江西本地直播稻模擬，還需大量實(shí)驗(yàn)?zāi)M驗(yàn)證。同時(shí)，受氣候條件及地理環(huán)境影響，播期作為影響江西省直播稻產(chǎn)量最重要的因素，提早播種雖能延長雙季直播早稻生育期，但成苗率有所下降，合理安排直播播期能保證基本苗，產(chǎn)量也較高[13]。因此，研究不同播種期下水稻模型對(duì)江西直播稻的適宜性，為ORYZA_V3水稻模型直播模塊在江西本地化應(yīng)用具有重要參考意義?；诖?，在江西省南昌縣涇口鄉(xiāng)試驗(yàn)田開展了雙季直播早稻分期播種田間試驗(yàn)，監(jiān)測不同播種期成苗率、生育期、生物量等變化特征，并結(jié)合試驗(yàn)點(diǎn)氣象資料，利用ORYZA_V3水稻模型開展模擬和校正，以期為ORYZA_V3水稻模型在江西直播稻本地化應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年2?8月在江西省南昌縣涇口鄉(xiāng)試驗(yàn)田(116°12′E，28°38′N)進(jìn)行。供試早稻品種為江西省主栽的常規(guī)秈稻直播品種中早35和中早39，其具有種子價(jià)格低、產(chǎn)量較高等特點(diǎn)。試驗(yàn)土壤為水稻土，耕層土壤（0?20cm）全氮含量為1.85g·kg?1，速效氮為129.40mg·kg?1，有機(jī)質(zhì)為29.82g·kg?1，速效磷為25.54mg·kg?1，速效鉀為139.56mg·kg?1，pH值為5.73。

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為品種，副區(qū)為播期，每個(gè)播期3個(gè)重復(fù)，每小區(qū)面積為5m2。第一批播種期均為3月11日，隨后每5d一個(gè)播期，最晚為4月15日，共8個(gè)播期。兩品種直播用種量均為60kg·hm?2，催芽至芽半長即稻芽達(dá)到種子一半長度時(shí)進(jìn)行播種。施肥水平：氮肥用尿素（含N 46%），折合純氮為150kg·hm?2，按基肥:分蘗肥:穗肥=6:2:2分次施用；磷肥用鈣鎂磷肥（含P2O512%），折合成P2O5為90kg·hm?2，全部做基肥施用；鉀肥用氯化鉀（含K2O 60%），折合成K2O為150kg·hm?2，按基肥:穗肥=6:4施用。試驗(yàn)田四周各留1m作為保護(hù)行，中間進(jìn)行分期播種處理，各播期之間作壟（壟寬0.3m），田埂覆膜防止雜草生長，確保各播期處理間水肥相互獨(dú)立。

江西早稻直播基本在4月5日左右[6]，為此，將3月11、16、21和26日定為早播播種期（a），3月31日和4月5、10、15日4個(gè)播期定為正常播種期（b），表1為田間處理及編碼。

表1 各處理品種、播種時(shí)間及編碼

1.2 觀測項(xiàng)目

生育期：按照《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，精確記錄拔節(jié)期（拔節(jié)高度距最高生根節(jié)長度1.0cm）、穗分化期（幼穗分化程度達(dá)3～4期）、抽穗普期（80%抽穗）、成熟期（80%以上的谷粒呈黃色）等發(fā)育期的準(zhǔn)確日期。

成苗率（%）：每個(gè)小區(qū)設(shè)定0.25m2調(diào)查成苗率，播種后立即記錄0.25m2內(nèi)播種谷粒數(shù)，每隔2d調(diào)查一次出苗數(shù)，直至出苗數(shù)穩(wěn)定，穩(wěn)定出苗數(shù)與播種谷粒數(shù)的百分比即為成苗率。

生物量：每個(gè)小區(qū)在播種后40d、60d、80d、100d和成熟期采集有代表性的植株5蔸，3個(gè)重復(fù)小區(qū)即3個(gè)重復(fù)，將莖、綠葉、黃葉、穗分裝，在105℃進(jìn)行殺青，于80℃條件下烘干至恒重。

葉面積：在拔節(jié)期、抽穗期和成熟期采用小葉樣法測定葉面積[14]。

產(chǎn)量：每個(gè)小區(qū)選取具有代表性的區(qū)域收割1m2脫粒，3個(gè)重復(fù)小區(qū)即3個(gè)重復(fù)，稻谷曬干揚(yáng)凈，實(shí)測干谷產(chǎn)量。

氣象數(shù)據(jù)來源：日最高氣溫(℃)、日最低氣溫(℃)、降水量(mm)、水汽壓(kPa)、平均風(fēng)速(m·s?1)和日照時(shí)數(shù)(h)資料由南昌縣氣象站提供。

1.3 模型參數(shù)確定及檢驗(yàn)

1.3.1 檢驗(yàn)指標(biāo)

選用國際通用的指標(biāo)體系進(jìn)行模型適應(yīng)性檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)[15?16]。首先通過圖形對(duì)比對(duì)模型進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，以直觀判斷模擬值與實(shí)測值的吻合程度。其次，選擇作物生物量（莖、葉、穗）、葉面積指數(shù)（LAI）及產(chǎn)量等指標(biāo)的模擬值和實(shí)測值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以進(jìn)行定量化評(píng)價(jià)，包括模擬結(jié)果與實(shí)測結(jié)果的平均值，兩者之間的線性回歸系數(shù)（α）、截距（β）、決定系數(shù)（R2）；Student's-t 檢驗(yàn)值[ P( t* ) ]、均方根誤差(RMSE)、歸一化均方根誤差( NRMSE)。計(jì)算式分別為

式中，n表示樣本數(shù)，Yi和Xi分別表示模擬值和實(shí)測值。均方根誤差（RMSE）和歸一化均方根誤差（NRMSE）反映模擬誤差的大小，總體模擬效果由模擬值均值與實(shí)測值均值之差的大小來反映。當(dāng)線性回歸系數(shù)（α）越接近于1、截距（β）越接近于0、決定系數(shù)（R2）越大時(shí)，模擬值與實(shí)測值吻合度就越高。Student’s-t檢驗(yàn)值[P（t*）]大于0.05時(shí)，表明模擬值與實(shí)測值之間的差異不顯著。

1.3.2 模型參數(shù)確定

利用2017年正常播種期（b）各觀測資料和試驗(yàn)站氣象資料建立模型運(yùn)行文件，對(duì)比所有處理的各器官干物質(zhì)量、總干物質(zhì)量的模擬值與實(shí)測值之間的差值，相應(yīng)地調(diào)整模型的作物敏感參數(shù)使模擬值與實(shí)測值均值接近，使歸一化均方根差（NRMSE）較低、相關(guān)系數(shù)R較高[8]，模型作物敏感參數(shù)包括與物候相關(guān)的營養(yǎng)生長期（DVRJ）、光敏感周期（DVRI）、幼穗分化期（DVRP）、灌漿期發(fā)育速率（DVRR），葉、莖、穗干物質(zhì)分配系數(shù)（分別記為FLV、FST、FSO）等[17]。

1.3.3 模型檢驗(yàn)評(píng)價(jià)

采用2017年早播播期（a）的田間觀測資料和試驗(yàn)站氣象資料，分別驗(yàn)證直播早稻發(fā)育期、葉面積系數(shù)、各器官生物量及產(chǎn)量的模擬性能，進(jìn)一步檢驗(yàn)評(píng)價(jià)模型的有效性與適應(yīng)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩品種直播早稻參數(shù)調(diào)試結(jié)果

利用中早35和中早39品種2017年各4個(gè)正常播種期的田間觀測數(shù)據(jù)以及氣象觀測數(shù)據(jù)，選擇ORYZA_V3水稻模型中的直播模式進(jìn)行作物參數(shù)調(diào)試，對(duì)應(yīng)的各階段作物發(fā)育參數(shù)見表2，對(duì)生育期的模擬結(jié)果見圖1。由表2可見，按照ORYZA_V3水稻模型將作物發(fā)育劃分為4個(gè)時(shí)期，即出苗(DVS=0)、穗分化(DVS=0.65)、開花期(DVS=1)和成熟期(DVS=2)，除光敏感階段兩個(gè)品種各正常播種期發(fā)育速率參數(shù)無變化外，其它階段均有一定差異，不同品種間營養(yǎng)生長期參數(shù)（DVRJ）和穗分化期參數(shù)（DVRP）變化較大，在營養(yǎng)生長期中早35參數(shù)稍高于中早39，在穗分化階段中早39發(fā)育參數(shù)稍高于中早35。兩個(gè)品種各器官干物質(zhì)分配系數(shù)參數(shù)見表3，不同品種間干物質(zhì)分配系數(shù)存在一定差異。

而對(duì)于同一品種而言，作物參數(shù)應(yīng)該能模擬對(duì)應(yīng)條件下作物生長發(fā)育速率，因此，將4套生長發(fā)育參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，獲得兩個(gè)品種的生長發(fā)育速率參數(shù)校正值（表2）。此時(shí)各品種生長發(fā)育速率參數(shù)能較好地模擬正常播期處理各生育期（圖1），模擬值與實(shí)際觀測值相差0～1 d。

表2 正常播期兩品種水稻各階段生長發(fā)育速率參數(shù)調(diào)試結(jié)果［(℃·d)?1］

注：DVRJ、DVRI、DVRP和DVRR分別是基本營養(yǎng)階段、光敏感階段、穗分化階段以及生殖生長階段的發(fā)育速率。調(diào)參基于正常播期校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。表3同。

Note：DVPJ，DVRI，DVRP and DVRR are the development rates at the juvenile, photoperiod-semitive, panlde development, and reproductive stage, respectively. The parameter adjustment was based on the normal sowing date calibration data. The same as table 3.

注：實(shí)線為1:1線，虛線為正負(fù)標(biāo)準(zhǔn)差線(± SD)。生育期天數(shù)以播種日為1。下同。

Note：Solid line is the 1:1 line, and broken lines are ± SD line．The days of growth stage is from the sowing date. The same as below.

表3 各器官干物質(zhì)分配系數(shù)調(diào)試結(jié)果

注：DVS、FLVTB、FSTTB和FSOTB分別為發(fā)育時(shí)期、葉分配系數(shù)、莖分配系數(shù)以及穗分配系數(shù)。

Note：DVS，F(xiàn)LVTB，F(xiàn)STTB and FSOTB are the developmental period, leaf distribution coefficient, stem distribution coefficient, and spike distribution coefficient.

2.2 兩品種直播早稻生育期模擬驗(yàn)證結(jié)果

利用兩個(gè)品種直播早稻遺傳參數(shù)校正結(jié)果，對(duì)各品種4個(gè)早播播種期的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回代和模擬驗(yàn)證，各生育階段生育期發(fā)展過程見圖2。由圖可見，同一品種播種期越早，由于前期溫度更低，導(dǎo)致出苗越慢，出苗至各個(gè)生育時(shí)期的時(shí)間越長。兩個(gè)品種生育期比較發(fā)現(xiàn)，中早35的生育期均比中早39長。由圖2可知，幼穗分化期、抽穗期和成熟期各組的散點(diǎn)大部落在1:1線附近，而未超過正負(fù)標(biāo)準(zhǔn)差線，表明模擬結(jié)果較好。其中，中早35各生育期散點(diǎn)更靠近1:1線，該品種各生育期實(shí)測值與模擬值差異在?1～1d，而中早39各生育期實(shí)測值與模擬值差異在?1～4d，表明中早35生育期驗(yàn)證結(jié)果較中早39好。

各處理模擬驗(yàn)證結(jié)果具體統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)見表4。由表可知，兩個(gè)品種各處理模擬生育期與實(shí)測生育期之間的RMSE值均較小，波動(dòng)范圍也較小。t檢驗(yàn)結(jié)果表明，兩者差異不顯著。決定系數(shù)R2值反映了模擬值與實(shí)測值的離散程度，R2＞0.99，說明生育期模擬值與實(shí)測結(jié)果偏差較小，模擬效果良好。NRMSE波動(dòng)范圍在0.61%～3.12%，表明模擬結(jié)果與實(shí)測結(jié)果差異很小。

對(duì)比中早35和中早39各處理模擬統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表4）可知，中早35各處理RMSE值和NRMSE值均較中早39小，說明中早35波動(dòng)范圍更小，生育期模擬結(jié)果與實(shí)測結(jié)果更接近。

2.3 兩品種直播早稻葉面積指數(shù)模擬驗(yàn)證結(jié)果

利用兩個(gè)品種直播早稻遺傳參數(shù)校正結(jié)果，對(duì)各品種4個(gè)早播播種期的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回代和模擬驗(yàn)證，葉面積指數(shù)變化如圖3所示。由圖可見，總體上，模擬葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)變化與實(shí)測值變化趨勢基本一致。但用早播播種期進(jìn)行回代驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，模型模擬出的葉面積指數(shù)與實(shí)測值偏差普遍偏大。其中早播播種期中早35葉面積指數(shù)差異最大，而正常播期葉面積指數(shù)模型模擬結(jié)果與實(shí)測值基本一致。

表4 早播處理各生育期天數(shù)的驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)結(jié)果(基于早播處理中的校準(zhǔn)數(shù)據(jù))

注：N為樣本數(shù)；Xmean為實(shí)測值的平均值(d)；Ymean為模擬值的平均值(d)；SD為標(biāo)準(zhǔn)差(d)；P(t*)表示t檢驗(yàn)的水平；α為模擬值與實(shí)測值線性擬合方程的斜率，β為截距；R2為決定系數(shù)；RMSE為模擬值與實(shí)測值的均方根誤差，NRMSE為歸一化均方根誤差。下同。

Note：N is the Nr. of sample；Xmean is the mean value of measured value；Ymean is the mean value of simulated value；SD is the standard deviation；P(t*)is the significance of paired t-test；α is the slope of linear equation between simulated and measured values，β is its intercept and R2is its determination coefficient；RMSE is the root mean square error between simulated and measured values and NRMSE is the normalized root mean square error (%)．The same as below.

2.4 兩品種直播早稻生物量模擬驗(yàn)證結(jié)果

利用分期播種實(shí)測資料對(duì)水稻地上部總生物量及各器官生物量的模擬性能進(jìn)行驗(yàn)證，模擬值與實(shí)測值對(duì)比結(jié)果見圖4。由圖可知，地上部總生物量及各器官生物量動(dòng)態(tài)積累過程模擬值與實(shí)測值趨勢基本一致，表明模型能較好地反映水稻生物量變化趨勢。用早播播種期進(jìn)行回代驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，模型模擬出的生物量普遍高于實(shí)測值，但早播播種期隨播期推遲，模型模擬值更接近實(shí)測值。其中中早35和中早39第4播種期（3月26日）模擬驗(yàn)證值最接近實(shí)測值。

由統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果（表5）可知，正常播種期中早35和中早39地上部總生物量、莖生物量、穗生物量NRMSE分別為18.27%、11.63%、28.05%和18.41%、18.05%、22.56%；早播播種期中早35和中早39地上部總生物量、莖生物量、穗生物量NRMSE分別為45.68%、21.52%、61.38%和46.08%、25.45%、47.77%。相較于正常播種期校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，早播播期檢驗(yàn)數(shù)據(jù)各變量的NRMSE均偏大。說明用正常播種期校準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行早播播期模型模擬總生物量效果較差。

圖5和圖6分別為正常播種期和早播播種期各處理地上總生物量、莖生物量和穗生物量實(shí)測值與模擬值的結(jié)果對(duì)比。由圖可知，模型對(duì)正常播種期和早播播種期莖生物量的模擬效果均好于地上總生物量和穗生物量，說明模型更適于對(duì)莖生物量的模擬。

表5 生物量實(shí)測值與模擬值的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)（基于所有處理中的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和檢驗(yàn)數(shù)據(jù)）

注：a為早播處理，b為正常播期處理。X為實(shí)測值，Y為模值。

Note: a is early sowing treatment, b is normal sowing treatment. X is measured value,Y is simulated value.

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

水稻作物模型的驗(yàn)證與適應(yīng)性評(píng)價(jià)對(duì)于模型引進(jìn)及應(yīng)用至關(guān)重要。本研究中，用中早35和中早39正常播種期調(diào)參結(jié)果對(duì)早播播種期進(jìn)行回代驗(yàn)證時(shí)發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)品種生育期模擬結(jié)果與實(shí)測值無明顯差異（R2＞0.99，NRMSE為0.61%～3.12%），表明ORYZA_V3水稻模型能較好地模擬雙季直播早稻生育期變化，這與郭建茂等[10]研究結(jié)論相一致。水稻生長發(fā)育不僅受作物本身遺傳特性影響，氣象要素光、溫、水對(duì)生育期也具有明顯影響[18]。雙季早稻直播越早，前期溫度相對(duì)更低，作物生長相對(duì)緩慢，導(dǎo)致生育期明顯延長[19]。而ORYZA_V3水稻模型能很好地反映這一特性。

本研究中，在ORYZA_V3水稻模型調(diào)參結(jié)果較好的條件下，對(duì)早播播種期相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行回代驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，模型模擬的葉面積指數(shù)、總生物量、穗生物量等均偏大。主要原因是較早播種時(shí)，播種后溫度低，導(dǎo)致直播早稻出苗率低，群體密度下降；而直播越早，出苗率越低，最后導(dǎo)致基本苗不足；早播生育期雖有所延長，對(duì)提高生物量和產(chǎn)量有利，但基本苗的減少仍是導(dǎo)致生物量和產(chǎn)量下降最主要的因素，最終導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)中生物量和產(chǎn)量下降[19?21]。而作物模型是根據(jù)國際水稻研究所在當(dāng)?shù)囟嗄甑奶镩g試驗(yàn)結(jié)果分析所得[12]，對(duì)較早直播造成的基本苗減少對(duì)模型的敏感性可能考慮不足，從而導(dǎo)致模型模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相反的結(jié)論。本研究中，早播播種期中第4播期各生物量模擬結(jié)果與正常播種期模擬相更接近，進(jìn)一步驗(yàn)證雙季直播早稻基本苗是影響產(chǎn)量最主要因素。因此，在用作物模型ORYZA_V3對(duì)江西地區(qū)早播播期直播早稻進(jìn)行長勢監(jiān)測，需加強(qiáng)早播試驗(yàn)，以獲得更多試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型相關(guān)參數(shù)的校驗(yàn)，這也將是下一步研究方向。

ORYZA_V3水稻模型是對(duì)水稻生長發(fā)育的模擬，受品種本身特性影響較大，不同水稻品種生長發(fā)育存在差異，因此導(dǎo)致模型調(diào)試處的參數(shù)也存在一定差異[22]。本研究結(jié)論也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。本研究中，在營養(yǎng)生長期中早35參數(shù)稍高于中早39，在穗分化階段中早39發(fā)育參數(shù)稍高于中早35；用早播播種期觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行回代驗(yàn)證時(shí)，生育期中早35較中早39更好，中早35各生育期實(shí)測值與模擬值差異在?1～1d，而中早39各生育期實(shí)測值與模擬值差異在?1～4d，中早35各處理RMSE值和NRMSE值均較中早39要小。

3.2 結(jié)論

（1）ORYZA_V3水稻模型能較好地模擬直播早稻生育期，其中早播播種期的模擬生育期差值在?1～4d，NRMSE為0.61%～3.12%，R2均在0.99左右。相較于生育期，生物量模擬較差，其中早播播種期中早35和中早39地上部總生物量、莖生物量、穗生物量NRMSE分別為45.68%、21.52%、61.38%和46.08%、25.45%、47.77%。說明ORYZA_V3水稻模型對(duì)直播早稻生育期模擬較好，對(duì)生物量模擬還需更多試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)參驗(yàn)證。

（2）ORYZA_V3水稻模型對(duì)不同品種模擬存在差異。發(fā)育速率在營養(yǎng)生長階段中早35參數(shù)稍高于中早39，在穗分化階段中早39稍高于中早35。在早播模擬驗(yàn)證中，生育期中早35模擬值與實(shí)測值誤差為?1～1d，中早39誤差在?1～4d；生物量模擬均表現(xiàn)為莖生物量優(yōu)于總生物量和穗生物量模擬結(jié)果。

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Analysis on Simulation Adaptability of ORYZA_V3 Rice Model for Direct-Seeding Early Rice in Jiangxi Province

DUAN Li-cheng1, YAO Jun-meng1, GUO Rui-ge1, CAI Zhe1, ZHANG Chong-hua2

（1. Jiangxi Agricultural Meteorology Center, Nanchang 330096, China；2. Nanchang County Meteorological Bureau, Nanchang County 330200）

A direct-seeding experiment of early rice with 8 sowing dates was carried out in Nanchang county in 2017 and two main conventional earlyrice varieties in Jiangxi province were was selected in this study. The 8 sowing dates were defined as early sowing (a: March 11, March 16, March 21, March 26) and normal sowing (b: March 31, April 5, April 10, April 15). Growth period, leaf area index, biomass and meteorological data observed in field experiments were applied to the ORYZA_V3 rice model to analyze the suitability of the ORYZA_V3 rice model for direct seeding of early rice in Jiangxi. The results showed that the ORYZA_V3 rice model simulates the growth period of direct-seeded early rice well with (determination coefficient)R2>0.99, and the fluctuation range of NRMSE（normalized root mean square error）wasbetween 0.61% and 3.12%. The simulation verification results of leaf area index, total biomass, and panicle biomass at the early sowing seeding period showed that the earlier the sowing date, the worse the simulation effected，and the closer to the normal sowing date, the better the simulation effected. The suitability of different direct-seeding early rice varieties of ORYZA_V3 rice model was different. Among them, the simulation value of the growth period of the early sowing and the measured value of Zhongzao 35 was differed from -1 to 1 days, and differed from -1 to 4 days in Zhongzao 39. Studies had shown that when the ORYZA_V3 rice model was used to simulate the double-cropping early direct-seeding rice, it was necessary to calibrate the model parameters of the corresponding rice sowing date and variety based on multi-year observation data to improve the local simulation effect of the ORYZA_V3 rice model.

Oryza_v3 Rice Model; Direct-seeding early rice; Simulation; Suitability; Jiangxi province

10.3969/j.issn.1000-6362.2021.11.006

段里成,姚俊萌,郭瑞鴿,等.用ORYZA_V3水稻模型模擬江西直播早稻的適宜性分析[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2021,42(11):951-961

收稿日期：2021?03-05

氣候變化專項(xiàng)項(xiàng)目（CCSF201840）；2020年度國內(nèi)外作物產(chǎn)量氣象預(yù)報(bào)專項(xiàng)項(xiàng)目（20200202）；江西省氣象局重點(diǎn)項(xiàng)目（20160523）；江西省氣象局青年項(xiàng)目（20190613）；南昌市農(nóng)業(yè)氣象重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放研究基金（2018NNZS102）；國內(nèi)外作物產(chǎn)量氣象預(yù)報(bào)專項(xiàng)（2019JX07）

通訊作者：郭瑞鴿，副高級(jí)工程師，主要從事農(nóng)業(yè)氣候資源利用及氣象災(zāi)害研究，E-mail: 65736370@qq.com

段里成，E-mail: 18070514389@163.com