DNDC模型和TOPSIS法联合确定生物降解地膜覆盖农田合理施氮量

为明确干旱区最优覆盖地膜类型和施氮制度,于内蒙古河套灌区木垒滩节水试验站进行为期2年的 不同类型地膜覆盖农田不同施氮量试验.在高氮水平(传统施氮336 kg/hm2)下设置3种覆膜处理,包括塑料地膜(PFM3)、生物降解地膜(BFM3)和无膜覆盖处理(NFM3);同时在生物降解地膜覆盖下设立3个施氮水平,包括中氮(BFM2,276 kg/hm2)、低氮(BFM1,216 kg/hm2)和不施氮(BFM0,0 kg/hm2),共 6 个处理.利用2年观测的产量、吸氮量和氮淋失量对DNDC模型进行率定和验证,并基于改进的TOPSIS方法对地膜类型和施肥制度进行优化.结果表明:DNDC模型对地膜覆盖及氮肥调控下作物生长与氮素迁移较为敏感,产量、吸氮量与氮淋失量模拟的EF与R2均大于0.83,NRMSE均小于20％,能够为作物生产力与资源利用进行预测和评估.随施氮量增加,所有覆膜处理的氮淋失量呈线性增加,当施氮量增加至106 kg/hm2时,氮肥利用率达到峰值;当施氮量增加至256 kg/hm2时,覆膜处理的产量不再发生明显变化,同时生物降解地膜的净收益也达到最大值;但其成本高,导致净收益比塑料地膜降低6.84％,比无膜覆盖处理提高3.17％.塑料地膜和生物降解地膜覆盖下的氮淋失量、氮肥利用率和产量无明显差异,均大于无膜覆盖处理,平均提高8.22％～26.69％.利用改进的TOPSIS法对产量、氮淋失量、残膜量、氮肥利用率和净收益5个方面进行综合评价,选出在生物降解地膜覆盖下施用氮肥231～256 kg/hm2是干旱地区较合理的覆膜施氮制度.