鲁北地区麦秸盖田对夏玉米需水量、作物系数及水分利用效率的影响

作物系数和需水量是制定作物灌溉制度和计算水资源平衡的重要参数,不同气候和栽培条件下作物系数和需水量会发生变化,试验旨在明确鲁北地区麦秸盖田对夏玉米作物系数和需水量的影响。通过大田试验以水量平衡法计算作物需水量,以Penman-Monteith公式计算参照作物蒸散量和作物系数。结果表明麦秸盖田比露地栽培生育期内作物需水量减少30.4 mm,作物系数降低7.2%,水分利用效率增加21.0%。     

西瓜和蜜瓜咸水滴灌的作物系数和耗水规律

在采用测渗仪测得内蒙古河套地区进行的西瓜、蜜瓜咸水滴灌田间试验的数据,利用水量平衡原理,计算出在不同灌水量条件下的耗水规律,得出作物在适宜生长条件下的耗水量,即作物需水量。根据美国A级蒸发皿和中式皿的自由水面蒸发量的关系以及美国A级皿的蒸发量和参照作物需水量之间的关系,推算出了作物各生育期的参照作物需水量ETr,计算出作物各生育期的作物系数KC和以中式蒸发皿为基础的作物需水系数。所得参数可为类似地区的西瓜和蜜瓜滴灌系统灌溉制度的设计提供参考。     

微集水种植对土壤水分蒸散和作物需水量的影响

微集水种植技术能提高北方农业旱区对降水资源的利用率,改善作物的生长环境,提高作物产量。本研究引入了农田实际蒸散量、作物需水量两个参数评价微集水种植技术的保水效果。研究结果表明:作物生育期内,微集水种植的农田实际蒸散量、农田作物需水量小于传统种植技术,其中垄上覆膜沟内覆盖秸秆种植的农田实际蒸散量、作物需水量最小。     

节水灌溉条件下作物系数和土壤水分修正系数试验研究

考虑土壤水分调控所产生的作物生长滞后效应与补偿生长效应,对节水灌溉条件下作物蒸发蒸腾量ETc的理论计算模型进行了研究。根据灌溉试验资料,确定了冬小麦、夏玉米、棉花及水稻作物的作物系数Kc,得出节水灌溉条件下主要农作物土壤水分修正系数Ks的计算公式。覆膜旱作节水灌溉模式的水稻需水量计算实例结果显示,计算值与实测值较为吻合,模型具有较高的精度。     

不同覆盖条件绿洲棉田作物系数与覆膜系数试验研究

为探求不同覆盖条件下绿洲棉田的作物系数与覆膜系数,利用石河子大学节水灌溉站2018年蒸渗仪、气象站、叶面积仪、EM50实测数据,分析不同覆盖条件下绿洲棉田全生育期的蒸散量、作物系数以及覆膜系数。结果表明:不覆膜滴灌全生育期作物系数为1.08,覆膜滴灌全生育期作物系数为0.79。苗期覆膜系数为0.772 5,蕾期覆膜系数为0.718 6,花铃期覆膜系数为0.777 8,吐絮期覆膜系数为0.923 8。两种不同滴灌方式下的叶面积指数与作物系数为乘幂函数关系,且相关性显著。可以通过棉花不同生育期的覆膜系数以及叶面积指数与作物系数的拟合关系式,将不同覆盖方式下的作物系数相互转化。     

气候变化对塔里木河流域作物需水量的影响

对塔里木河流域26个气象站1961-2005年的常规气象观测资料进行统计分析,结果表明流域内灌区平均气温近45 a来显著上升,其中2000年以后气温较45 a平均气温升高0.75℃,平均每10 a上升0.28℃,升幅达13.75％.采用FAO-布莱尼-克雷多方法,结合作物系数,计算了流域内主要作物的需水量和农田灌溉需水量,结果表明:流域灌区内现状气温上升的情景下,作物参考蒸散量增加量为24.49 mm,增加幅度为2.83％;灌区小麦、果树、棉花、瓜菜和牧草等作物需水量将分别增加3.39％(70.62 mm)、7.30％(152.35 mm)、3.66％ (76.30 mrn)、2.98％ (62.22 mm)、4.49％(93.58 mm);农田灌溉需水量共增加8.44亿m3.     

作物蒸散量测定与计算方法研究进展

文章从辨析作物蒸散量(蒸发蒸腾量)的概念入手,研究了国内外现有各种作物蒸散量的测定方法,对不同测定方法的发展概况、理论依据、优缺点以及适宜性做了系统阐述,并对参考作物蒸散量和作物系数计算方法作了介绍。     

基于温度效应的作物系数及蒸散量计算方法

准确估算作物蒸散量对于制定合理的灌溉计划和提高水资源利用效率至关重要。为反映逐日需水量的动态变化,考虑温度对作物生长状态的影响,采用三基点温度(最适温度、上限温度、下限温度)计算作物系数及蒸散量,并对不同时间尺度上计算精度进行评价。利用五道沟水文实验站大型称重式蒸渗仪实验资料及气象资料,建立了全生育期冬小麦和夏玉米蒸散量模型,结果表明:通过温度模拟冬小麦和夏玉米作物系数变化拟合度均较高,相关系数均达0.80以上,平均绝对误差均约为0.10;不同时间尺度(1、3、5 d),蒸散量模型均具有良好的预报能力,冬小麦预测值与实测值相关系数分别为0.95、0.98、0.98,夏玉米为0.90、0.94、0.97。随着时间尺度由1 d升至5 d,冬小麦绝对误差由0.67 mm·d-1降至0.41 mm·d-1,预报准确率(1 mm·d-1)由73%升至90%,夏玉米绝对误差由0.94 mm·d-1降至0.37 mm·d-1,预报准确率(1 mm·d-1)由67%升至90%,预报精度提高。     

德州地区主要作物不同生育期需水、降水吻合性及种植结构优化探讨

分析了德州地区主要作物不同生育期需水量与降雨量的吻合性,提出了适合当地气候条件的主要作物及栽培模式,并根据德州地区目前作物种植结构及水资源现状,提出了作物种植结构调整建议。目前水资源亏缺条件下若将春棉花种植面积提高9.3%,冬小麦和夏玉米种植面积减少9.3%,该地区水资源供需可实现平衡。     

基于修正作物系数模型半干旱区玉米腾发量估算

为准确估算半干旱区玉米腾发量,该研究通过田间实测气象数据、株高、叶面积指数、覆膜情 况、水分及盐分胁迫等信息对基本作物系数（Ｋｃｂ）和蒸发系数（Ｋｅ）进行修正,并基于Ｐｅｎｍａｎ－Ｍｏｎｔｅｉｔｈ 模型,采用修正作物系数估算玉米蒸散量,并利用水量平衡法计算得到的玉米实际蒸散量对估算结果进 行验证。结果表明修正作物系数法对于各生育阶段计算误差均低于３％,整个生育期的计算误差仅为 １．９％,其计算精度优于单作物系数法和双作物系数法,可较为准确估算玉米各生育阶段及整个生育期 的腾发量。     

作物需水量计算研究进展

评述了作物需水量的计算,并着重分析了基于参考作物蒸发蒸腾量计算作物需水量的方法.提出了作物系数、土壤水分修正系数需要进一步研究的观点,并指出作物系数不但随作物生长发育时间而变化,也受气温和土壤水分状况累积效应的影响,土壤水分修正系数也有建立包含作物根系深度等因素的计算模型的必要.     

扎龙湿地芦苇沼泽蒸散发计算与分析

根据水生植物芦苇生长期内的特点，利用扎龙湿地水文气象监测站2003年6月份的气象监测资料及FAO(56)推荐的P-M公式，计算了扎龙湿地芦苇沼泽区域的参照作物蒸散发量，并采用单作物系数法计算了扎龙芦苇湿地的实际蒸散发量。     

基于 Kc和 NDVI 关系的蒸散发量空间尺度提升 及时空变化

为探究流域长时序高空间分辨率蒸散发量计算对区域水资源开发利用、水利工程规划设计及农业可持续发 展的重要意义,以河北省邢台市柳林流域为研究对象,基于 Penman-Monteith 模型和蒸渗仪实测蒸散发数据计算 不同时期的流域作物系数（Kc）,并建立 Kc与归一化植被指数（normalized?difference?vegetation?index,NDVI）的关系, 利用 250?m 分辨率 NDVI 产品将蒸渗仪测算的蒸散发量升尺度到柳林流域,计算流域各网格 2000—2021 年的蒸 散发量,分析蒸散发量的时空变化规律。结果表明：柳林流域多年平均潜在蒸散发量为 1?135.6mm,呈下降趋势; 多年平均蒸散发量为 591.4mm,呈上升趋势。蒸散发量在空间上西北高东南低,四季蒸散发量空间分布特征与多 年平均蒸散发量一致,且季节上分配不均。基于 NDVI 估算的蒸散发量与水量平衡法计算的蒸散发量 2000—2020 年多年平均相对误差为 7.9%,说明利用 Kc与 NDVI 关系可以较精确地对蒸散发量进行空间尺度提升。     

华北平原不同种植模式作物耗水监测与特点分析

为探究华北平原不同种植模式的作物耗水与生产能力以评价其缓解地下水超采的潜力,于2021—2022年在中国农业科学院北京市顺义试验站进行了冬小麦-夏玉米、冬小麦-夏大豆和冬小麦-夏休闲3种种植模式的对比试验。利用大型称重式蒸渗仪监测各种植模式的蒸散、土壤储水和渗漏,使用FAO-56推荐的双作物系数法估算不同种植模式的蒸散量,同时分析了估算效果和蒸散与环境的响应特征,并比较不同种植模式的水分利用效率和产量、效益的相对关系。结果表明：3种种植模式的实测蒸散量与净辐射呈指数函数关系、与气温呈二次函数关系、与水汽压差呈线性函数关系,可以使用双作物系数法或非线性拟合公式较好地估算不同种植模式的蒸散量;冬小麦-夏玉米种植模式的产量、水分利用效率和经济效益最高,耗水量也最高,地下水净消耗量为197.52 mm,而冬小麦-夏休闲模式净地下水消耗量最小,比冬小麦-夏玉米模式低72.28%。未来需要结合华北平原不同区域可利用和开采的地表水、地下水资源量和土壤储水能力以及作物耗水量优化作物种植模式,以达到地下水的采补平衡。     

气候变化对嘉陵江流域水资源量的影响分析

 嘉陵江是长江的最大支流,流域面积约16万km2。针对2050,2100年不同的气候变化情景,选取较为不利的参数组合,根据降水、气温、湿度、风速、日照等气候要素的变化,建立潜在蒸发量模型计算流域的潜在蒸发量（ET0）,再根据流域内植被的蒸散发系数（Kc）,计算流域的面平均蒸散发量（ETc）。并利用流域面平均降水量减去径流深得到流域的实际蒸散发量,对计算的流域面平均蒸散发量进行验证。对不同的水平年利用降水的预测成果（气候变化情景不同具有不同的降水量预测成果）及计算流域的面平均蒸散发量,根据水量平衡模型分析计算气候变化对嘉陵江流域水量的影响。结果表明：不利条件下2050年年径流将减少23.0%～27.9%;2100将减少28.2%～35.2%;2050,2100年平均年径流分别相当于目前7年一遇和12年一遇的干旱年。由此说明,气候变化对流域内的水资源量影响十分显著。      

河套灌区套种模式下田间灌水有效性评价

针对河套灌区典型的套种模式以及地下水位较浅的情况,基于SPAC系统应用土壤水动力学理论定量分析了作物生育期内大气水、灌溉水、作物水、土壤水和地下水的相互转化关系。应用FAO推荐的Penman-Monteith法及双作物系数法,对小麦套种玉米、小麦套种向日葵模式的实际腾发量进行了计算。从动态观点出发,在时间尺度上考虑深层渗漏量和根系层储水量对作物的有效性,对灌区田间灌溉水的有效性进行了评价。结果表明:小麦套种玉米的实际腾发量为635.8 mm,小麦套种向日葵的实际腾发量为428.2 mm;小麦套种玉米灌溉水利用率为91.9%,小麦套种向日葵的灌水利用效率为88.4%。     

黏弹性人工边界地震动输入方法及实现

本文对实现黏弹性边界的常用方法进行了总结,对相应于黏弹性边界的地震动输入公式进行了详细推导,把自由场应力的求解也转化为自由场速度的求解,简化了地震动输入公式,并给出了地震动输入的简化方法。基于ABAQUS软件,进行算例分析并和理论解进行对比,验证了各种黏弹性边界实现方式及本文地震动输入方法的合理性和正确性。最后,对大朝山重力坝典型挡水坝段进行地震响应分析,通过施加黏弹性边界并输入相应地震动,评价了无限地基辐射阻尼的影响,并与无质量地基模型的计算结果进行了比较。结果表明,考虑辐射阻尼效应后坝体地震响应明显降低,故在实际工程抗震分析时对其影响应予以适当考虑。     

作物生长与土壤水氮运移联合模拟的研究Ⅰ——模型

在前人研究成果的基础上，构建了土壤-作物系统农田水氮运移及作物生长联合模拟模型SPWS。模型中，采用了FAO的气象模型来完成参考作物潜在蒸散的计算，直接引用美国HYDRUS1D模型来完成土壤水热运移的数值模拟，并利用改进的溶质运移方程来实现土壤氮素迁移转化的模拟，利用改进的荷兰PS123模型实现了作物生长发育进程、干物质生产、干物质分配及光温条件下作物产量的模拟。通过对叶面积指数、根系吸水的模拟，得到了水分限制下的作物产量；通过对作物需氮量、土壤供氮量及作物实际吸氮量的模拟，得到了水氮限制下的作物产量。