ANSWER模型评估新疆咸水灌溉棉花产量与效益

利用咸水或微咸水进行农田灌溉是缓解中国新疆地区农业水资源供需矛盾从而保障当地棉花产业可持续发展的主要途径之一.为了明确不同咸水灌溉措施对棉花产量及经济效益的影响,该研究通过2 a的棉花膜下滴灌大田试验和文献检索获取了新疆9个不同试验地点的土壤、作物及灌溉等数据资料,评估作物产量-水盐胁迫响应分析模型(ANalytical Salt WatER,ANSWER)在新疆棉花产量评估中的适用性和可靠性,并结合经济收支平衡方法,模拟分析不同咸水灌溉措施(包括不同灌溉定额和灌溉水电导率的组合)对棉花产量与经济效益的影响.采用决定系数(R2)、均方根误差(root mean squared error,RMSE)、相对均方根误差(relative root mean squared error,RRMSE)评价模型精度.结果表明,在9个不同试验地点,ANSWER模型均可较准确地估算棉花的相对产量,其估算值与实测值之间的R2≥0.54,RMSE≤0.14,RRMSE≤0.16;不同试验地点,优化获得的各个模型生物参数(与棉花根系吸水的水盐胁迫响应相关的参数)差异较小,变异系数的绝对值处于0.08～0.37之间;基于不同试验地点优化的各生物参数均值估算各地的棉花相对产量,其与实测值仍然吻合良好(R2为0.59,RMSE为0.06,RRMSE为0.07);此外,当灌溉水电导率一定时,棉花净收益随灌溉定额增加呈先增后降的趋势,净收益达到峰值所需的灌溉定额随灌溉水电导率升高而迅速增加;当灌溉水电导率不大于10 dS/m时,通过加大供水量均可获得与淡水灌溉相当的净收益.研究可为新疆地区棉花产量与效益评估以及咸水资源合理开发利用提供理论依据.