种植日期与氮肥施用之间的相互作用对乌干达雨养玉米产量的影响：一种地理空间作物建模的应用

《Irrigation and Drainage》：Planting Date and Nitrogen Interactions Shaping Rainfed Maize Productivity in Uganda: A Geospatial Crop Modelling Implementation

玉米种植期与氮肥用量对乌干达产量的影响及空间模型验证

　　

摘要

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玉米（Zea mays L.）是乌干达种植最广泛的粮食作物，但由于氮（N）缺乏和降雨量不稳定，其产量仍低于潜在水平。作物模型被广泛用于分析这些限制因素，但通常只在少数地点进行校准，这引发了对其空间适用性的担忧。本研究评估了是否可以在农业技术转移决策支持系统（DSSAT）框架内，使用地理农业技术转移支持系统（GSSAT2）对一个经过良好校准的基于点的CERES-Maize模型进行空间应用，并将其结果推广到全国范围，以模拟玉米对播种日期和氮肥施用量的响应。利用NASA POWER提供的40年（1985–2024年）天气数据以及SoilGrids v2.6数据，以5公里分辨率进行了模拟，以估算潜在产量（YP）、水分限制产量（YW）和氮限制产量（YNL）。全国平均潜在产量为7.7吨/公顷，水分限制产量为6.1吨/公顷，氮限制产量为1.1吨/公顷。氮素缺乏是主要限制因素，当氮肥施用量超过100–150公斤/公顷时，产量增长趋于平稳。3月和7月是最适宜的播种时期。这些结果表明，对校准后的作物模型进行空间应用可以提供全国范围的见解，同时也强调了在提出田间推荐措施之前进行多地点实地验证的必要性。

总结

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玉米（Zea mays L.）是乌干达种植最广泛的粮食作物，但由于氮素（N）缺乏和降雨量不稳定，其产量仍未能达到最大潜力。虽然作物模型被广泛用于分析这些限制因素，但它们通常只在少数地点进行校准，这引发了对其空间适用性的担忧。本研究评估了是否可以在农业技术转移决策支持系统（DSSAT）框架内，使用地理农业技术转移支持系统（GSSAT2）对一个经过良好校准的CERES-Maize模型进行空间应用，并将其结果推广到全国范围，以模拟玉米对播种日期和氮肥施用量的响应。基于NASA POWER提供的40年（1985–2024年）天气数据以及SoilGrids v2.6数据，以5公里分辨率进行了模拟，以估算潜在产量（YP）、水分限制产量（YW）和氮限制产量（YNL）。全国平均潜在产量为7.7吨/公顷，水分限制产量为6.1吨/公顷，氮限制产量为1.1吨/公顷。氮素缺乏是主要限制因素，当氮肥施用量超过100–150公斤/公顷时，产量增长趋于平稳。3月和7月是最适宜的播种时期。这些结果表明，对校准后的作物模型进行空间应用可以提供全国范围的见解，同时也强调了在提出田间推荐措施之前进行多地点实地验证的必要性。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究中使用的天气数据可从NASA POWER公开获取。土壤数据来自SoilGrids v2.6。研究过程中生成的模型输出可应合理请求向相应作者索取。