【摘 要】
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烟草是我国财政增税的重要来源,地位举足轻重。而河南许昌是烟草主产区之一,以种植面积大、分布广,远销国内外而闻名。近年来,数字农业发展迅猛,作物模型为其核心技术之一,国内外已将作物生长模型广泛应用于多种农作物的产量预报、田间管理指导以及精准农业等方面,但目前国内烟草模型的研究和应用尚属少见。鉴于生长模拟模型的应用优势以及其在国内较少开展,本文利用WOFOST模型开展了烟草气象服务相关研究。本研究旨在
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烟草是我国财政增税的重要来源,地位举足轻重。而河南许昌是烟草主产区之一,以种植面积大、分布广,远销国内外而闻名。近年来,数字农业发展迅猛,作物模型为其核心技术之一,国内外已将作物生长模型广泛应用于多种农作物的产量预报、田间管理指导以及精准农业等方面,但目前国内烟草模型的研究和应用尚属少见。鉴于生长模拟模型的应用优势以及其在国内较少开展,本文利用WOFOST模型开展了烟草气象服务相关研究。本研究旨在基于烟草作物生长模拟模型利用气象资料,开展许昌烟草气象服务产品开发探索。本文首先利用许昌辖区两个重要种植区（以下简称许昌和襄城）的历史种植数据以及2021年田间试验的气象、土壤以及作物数据对WOFOST模型进行参数的校正与验证;在模型本地化的基础上,通过建立多种灌溉方案,确定最优灌溉,为烟草灌溉管理提出指导意见;将历史气象数据、观测实况、天气预报等气象数据驱动WOFOST烟草模型,利用模拟结果开展了生长发育的预测与评估等,分析预报时效内烟草生长状况的预测模拟效果。主要结论如下:（1）通过试验数据对烟草作物参数的校正和验证,WOFOST模型可以较好的模拟许昌烟草的生长发育过程,实现了WOFOST模型烟草模拟的本地化。利用襄城2021年的烟草试验观测数据对参数做出校正,并利用襄城历史种植资料以及许昌田间试验数据进行验证。参数校正后的WOFOST模型通过了适应性验证,适合许昌烟草主产区的生长模拟,可以用于进一步的研究应用。（2）利用本地化的WOFOST烟草模型分析了烟叶生长随灌溉时间、灌溉量、灌溉次数的变化,获取了最优方案,提升水分利用效率取得更好的经济效益。通过30年历史降水数据划分三种年型,模型模拟结果显示丰水年、平水年灌溉效益较低,而缺水年是灌溉研究的重点。对于缺水年,若采用单次灌溉,于现蕾后10d左右灌溉120mm最优;两次灌溉总体效果明显优于单次灌溉,在不考虑水资源的制约时,在现蕾前10d-20d、现蕾后20d-30d各灌溉120mm,则产量提升最多;同样两次灌溉,如考虑节水,当灌溉量降为60mm,可挽救较多的产量损失,获得较高的灌溉贡献率,是最优的灌溉方案。（3）构建多种气候情景,利用WOFOST烟草模型实现对烟草生长状况进行定量预测、比较以及评估。结合历史气象数据、前期观测实况、后期天气预报等构建多种气候情景驱动本地化模型,模拟结果进行比较分析,可给出当前烟草生长状况与历史状况的优略评估,也可得到后期烟草生长发育的预测预报,并可给出产量预报;相比较当前的烟草服务材料以定性为主,本研究提供了数值化、定量化、可滚动更新的烟草气象服务产品。本研究提高了烟草气象服务手段、提升了烟草气象服务质量,可为烟草生产实现数字农业发展提供技术支撑。研究表明历史气象数据均值评估误差较小,可以较为准确的定量模拟出未来20d的烟草生长,但由于该方法系统误差会导致不同年份间差异减小,对气候较为敏感的烟草发育阶段预测误差较大。而数值预报评估可以较为准确定量模拟未来10d烟草生长,相对历史均值评估法总体误差较大,因此两种方法需根据实际数据掌握情况结合应用于生产指导。本论文可为烟草管理和生产部门开发数值化、定量化滚动气象服务产品提供技术支撑,从而提高了烟草气象服务手段、提升烟草气象服务质量。
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