摘要：采用作物模型模拟作物生长过程和产量,是应对气候变化和人类活动的影响、实现农业节水增产的重要途径。覆膜和节水灌溉技术在我国西北旱区农田应用广泛,本研究基于覆膜增温对气积温的补偿效应以及覆膜和冠层截留对降雨入渗的影响对Aqua Crop模型进行了改进,使其适用于我国西北旱区覆膜制种玉米的模拟。利用2017年石羊河流域制种玉米的实测数据对改进模型进行了率定与验证,并模拟预测了未来气温升高和覆膜比变化情景下作物产量及水分利用效率（WUE）的变化规律。结果表明：改进的Aqua Crop模型能很好地模拟制种玉米生长发育阶段和冠层覆盖率,各处理冠层覆盖率的模拟值与实测值之间的R-2均不小于0.95,RMSE为3.9%-10.1%,NRMSE为4.9%-15.3%。而在1m土层贮水量的模拟上,各处理R-2在0.60-0.92之间,RMSE在9.5-17.1 mm之间,NRMSE处于4.4%-8.9%之间。改进的Aqua Crop模型在模拟不覆膜高水M0W1和M0W3处理的制种玉米干物质累积量、产量上模拟效果较差,其他处理的干物质累积量的R-2不小于0.98,RMSE为0.64-1.66 t/hm-2,NRMSE为9.9%-16.7%,产量的相对误差（RE）为-13.3%-4.5%,WUE则表现为除M0W1处理外,其他处理模拟效果较优,RE为-23.9%-18.1%。未来气温升高对作物产量及提高水分利用效率产生不利的影响。覆膜条件下,增温1.6℃和3.3℃分别比在实际温度下减产12.8%和20.7%,WUE降低3.0%和2.1%。不覆膜条件下减产率分别为13.9%和25.1%,WUE分别降低3.8%和7.6%。覆膜比例为50%时,可在保证产量的同时,提高水分利用效率,达到增产节水的效果。

关键词：土壤水分 制种玉米 覆膜 灌水量 aquacrop模型 

单位：中国农业大学水利与土木工程学院; 北京100083