基于Jensen模型与SSA-BP模型的宽垄沟灌冬小麦水氮生产函数研究

来源：江苏农业科学杂志2023年第第9期北京时间：

作者：汪顺生;杨成宇;黄一丹;柳腾飞;杨金月;张昊

单位：1.黄河流域水资源高效利用省部共建协同创新中心，河南郑州 450046； 2.华北水利水电大学水利学院，河南郑州 450046

摘要：为了明确宽垄沟灌下不同水氮处理冬小麦的产量、耗水特性和水氮生产函数，本研究设计灌水下限为田间持水率的60%(W1)、70%(W2)和80%(W3)3种灌溉处理，120 kg/hm2(N1)、220 kg/hm2(N2)和320 kg/hm2(N3)3种施氮处理，共9组试验处理，运用耗水量-施氮量-产量构建水氮生产函数的Jensen模型与SSA-BP模型。结果表明，宽垄沟灌下冬小麦产量在N2W2处理最大，为8 121.75 kg/hm2；耗水量在N3W3处理最大，为444.61 mm；水分利用效率在N2W2处理最大，为2.07 kg/m3；氮肥偏生产力在N1W2处理最大，为64.03 kg/kg；Jensen模型下的水分敏感指数累积曲线表明，在整个生育阶段拔节-抽穗期的水分敏感指数最大；针对BP神经网络收敛速度慢等问题，引入麻雀搜索算法进行优化，构建SSA-BP模型下的水氮生产函数，通过多次训练对比发现，SSA-BP 模型比原始BP模型迭代次数更少，误差更小；对水氮生产函数进行产量的模拟值与实测值对比，发现Jensen模型、SSA-BP模型和BP模型均能得到线性拟合接近y=x的实测产量与预测产量，且SSA-BP模型效果更好；综合考虑冬小麦产量及水氮利用，宽垄沟灌下冬小麦可以选择70%田间持水率的灌水下限和235.98 kg/hm2的水氮方案，结果可为宽垄沟灌冬小麦水氮施用制度提供参考依据。

关键词：冬小麦;宽垄沟灌;水氮生产函数;Jensen模型;SSA-BP模型