冬小麦作物需水量计算分析下的节水研究

选取冬小麦作为试验作物,以Penman-Monteith公式计算的参考作物需水量为依据,采用单作物系数法计算作物需水量.结果表明,冬小麦需水量总体变化趋势表现为越冬前期较大,越冬时期最小,春季返青后需水量呈现大幅度的上升,在拔节至灌浆最大,再逐渐减少.其需水规律与多年平均值的变化呈现出较好的一致性,可作为农业灌溉制度制定和相关研究的重要参考依据.需水量计算值相较于多年平均值具有很大的节水空间,认为实际灌溉中应遵循作物自身的需水规律,依据作物需水量,适当适宜的灌溉,既促进作物生长,又节约水资源,创造节水效益.     

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.     

鲁北地区秸杆覆盖对冬小麦需水量、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区域水资源平衡的重要参数,不同气候和不同栽培条件下作物系数和需水量会发生变化。通过大田试验,以Penman-Monteith公式计算小麦播种~成熟期间参照作物蒸散量,并利用农田水量平衡方程及土壤水分胁迫系数计算作物实际蒸发蒸散量,进而对小麦秸杆覆盖和露地栽培条件下各生育阶段的作物系数进行计算。结果表明,鲁北地区小麦秸杆覆盖栽培比露地栽培生育期内作物需水量减少40.3 mm,作物系数降低9.1%,水分利用效率增加18.0%。冬小麦产量提高10%左右。     

气候变化对张掖地区作物需水量的影响

利用增量情景法和大气环流模型(GCM s)模拟气候情景,研究了未来气候变化对张掖地区主要农作物需水量的影响。结果表明,在增量气候情景下,作物的需水量与升温幅度呈线性正比例关系,未来气温每升高1℃,作物需水量将增加4%~4.5%,其中春小麦相对增幅最大、而夏玉米的绝对增幅最大。在GCM s模拟气候情景下,未来50年中,春小麦、夏玉米、油菜、蔬菜的耗水量增幅分别为0.6%~5.0%、1.9%~6.3%、1.5%~6.2%、1.0%~5.3%,绝对增幅分别为2.7~31.6、13.1~52.6、9.3~47、3.6~25.9 mm。未来气候变暖将会进一步增加张掖地区水资源和生态系统的压力。     

气候变化对华北地区主要作物需水量的影响

在未来温度上升1～4℃的情景下，研究了气候变暖对我国华北地区主要作物需水量的影响。结果显示，气候变暖对不同作物需水量的影响程度不同。其中对冬小麦需水量的影响最大，对棉花的影响次之，对夏玉米的影响最小。当生长期内温度上升1～4℃时，冬小麦需水量将增加2.6%～28.2%，相当于11.8～153.0mm；夏玉米需水量将增加1.7%～18.1%，相当于7.2～84 1mm；棉花需水量将增加1.7%～18.3%，相当于7.9～96 2mm。说明冬小麦对未来气候变暖的适应能力很差，而夏玉米和棉花的适应能力相对较强。气候变化对作物需水量的影响存在一定地域性差异。其中对济南的作物需水量影响最大。当温度增加1～4℃时，冬小麦、夏玉米、棉花需水量将依次增加15.4～153.0mm、8.3～84.1mm、9.6～96.2mm。对太原的作物需水量影响最小。当温度上升1～4℃时，3种作物的需水量依次增加11.7～114.5mm、6.9～68.3mm、7.9～78.0mm，比济南分别低24%～２５％、17%～19%和18%～19%。按华北地区目前的种植结构估算，温度上升1～4℃将使整个地区冬小麦的需水增加14.7～191亿m 3；夏玉米的需水增加5.87～68.6亿m3；棉花的需水增加1.35～16.5亿m 3。未来气候变暖将使华北地区业已紧张的水资源供需矛盾将更加突出。     

基于彭曼公式的作物灌溉需水量确定方法研究

作物灌溉需水量的确定,一般采用与当地相近的灌溉试验站的数据进行近似运算,但远离试验站地区的计算结果往往误差较大。在彭曼公式、灌溉需水量公式的基础上,提出了每公顷作物某月灌溉所需水量Mi月的计算方法。运用此方法对马利沟小流域作物需水量、有效降水量、灌溉需水量进行了实例计算。     

气候变化对南京主要作物需水量的影响

采用Mann-Kendall方法计算南京1951—2005年的作物需水量,结合气象因素的变化趋势,分析气候变化对南京主要作物需水量的影响,提出应对气候变化的措施。结果表明:夏作水稻、棉花和玉米的需水量减少,主要与夏季增温不明显以及降雨增加、日照时数减少和风速显著降低有关;冬小麦和油菜需水量呈增加趋势,主要因为冬春季增温趋势率最大,日照时数减少和风速的下降不足以抵消气温升高和湿度降低的影响。认为温度变化会改变作物种植制度,可能带来作物总需水量的增加,因此实施节水灌溉非常必要,尤其是推行水稻蓄水控灌,可减少灌排定额,减小温室效应,降低气候变化对水稻生产的影响。     

抚顺地区参考作物需水量与气象因素的关系

根据抚顺地区3个气象站10年的气象资料,应用Penman-Monteith公式计算了10年来每年(5～9月)各月的参考作物需水量ET0,分析了ET0的月际变化和年际变化特征,同时分析了各气象因素对ET0的影响。日照时数(H)是影响抚顺地区参考作物需水量ET0最主要因素。     

气象因子对引黄灌区作物需水量影响的通径分析

作物需水量是灌区最重要的水资源消耗途径,研究作物需水量的主要影响因子可为引黄灌区的水资源节约集约利用提供有效支撑。以三义寨引黄灌区1999—2019年21 a共756组逐旬气象数据为基础,采用联合国粮农组织(FAO)推荐的彭曼-蒙特斯(Penman-Monteith)公式为基础的修正式来计算作物需水量,以旬为计算单元时长,共选取23个样本。对三义寨引黄灌区冬小麦作物需水量的通径分析可知,对需水量影响最大的4个气象因子为平均气温、最高气温、最低气温、日照时数。敏感性分析可知平均气温、最高气温、最低气温和日照时数之间影响密切,天最大日照时数的直接作用最小,但是通过其他气象因子对作物需水量产生的间接作用最大。9个气象因子敏感程度排序为：平均气温>日照时数>最高气温>平均风速>最低气温>水面蒸发量>天最大日照时数>降水量>空气相对湿度。比起简单的相关系数和回归分析方法,通径分析方法可以准确计算出自变量对因变量影响的直接作用和间接作用,确定各因子的敏感程度,从而为建立更有效的引黄灌区作物需水量计算方程奠定基础。     

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%。     

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。     

单作物系数法和双作物系数法计算作物需水量的比较研究

本文采用FA0-56推荐的计算作物需水量的单作物系数和双作物系数方法，应用陕西杨凌地区的资料，分别计算了作物需水量，并和蒸渗仪的实测值进行了对比，分析了其差异及原因。结果表明，在地面部分覆盖的情况下，双作物系数法比单作物系数法更接近实测值，而在地面完全覆盖情况下，两者差别不大。     

生态需水及其计算方法探讨

在我国经济发展过程中,水资源的不合理配置引发了一系列生态环境问题,研究生态需水对保护各区域的生态环境系统有着重要意义。笔者从生态需水的概念出发,将生态需水量化过程划分为河道内和河道外两部分,并介绍了相应的计算方法。     

作物腾发量实时预报与田间试验验证

获得实时、有效的作物腾发量数据是进行实时灌溉预报的基础和难点.本文根据公共的天气预报信息,提出了实时的估算作物腾发量的方法流程,并利用作物根区土壤水量平衡方程,用冬小麦田间灌溉试验的土壤水分数据对该模型和方法进行了检验;同时为检验实时参照腾发量估算方法的可靠性和实用性,对当地媒体发布的实际天气预报信息与实际气象观测值进行了对比.结果表明,在现有天气预报准确度条件下,该方法可以有效的实时估算作物腾发量,为田间实时灌溉管理与决策提供较为可靠的参数.     

河北省 5 个县域冬小麦-夏玉米连作灌溉需水特性分析

利用河北平原区5个县域及周边的雨量站、气象站和农气站资料,综合考虑降水、土壤和作物特性,提出修正的SCS-CN模型用于计算作物有效降水量,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数法计算作物需水量,探讨研究区不同水文年份作物灌溉需水量的时空分布特性。结果表明,研究区冬小麦-夏玉米连作多年平均作物有效降水量、作物需水量和灌溉需水量分别为389、736和347mm,丰水年、平水年和枯水年冬小麦-夏玉米连作灌溉需水量分别为321、382和423mm。冬小麦生育期灌溉需水量271～350mm,返青-拔节期、拔节-抽穗期和抽穗-成熟期灌溉需水量各占全生育期的26%、26%和29%;夏玉米全生育期灌溉需水量0～49mm,抽雄期和成熟期分别占全生育期的52%和48%。作物有效降水量空间分布,石家庄3县西高东低,邯郸2县西低东高;作物需水量石家庄3县高于邯郸2县;研究区灌溉需水量空间分布不均,大致呈带状分布。     

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.     

利用精确的田间实验资料对几个常用根系吸水模型的评价与改进

本文利用大型蒸渗仪测得的作物腾发量、中子水分仪观测的土壤水分和准确测定的根系密度分布资料，对常用的几个宏观的权重因子类的根系吸水模型-Molz-Remson(1970)模型，Feddes(1978)模型，Selim-Iskan-dar(1978)模型以及作者对上述模型进行修正所得的几个根系吸水模型进行了验证和评价；利用修正的Feddes模型的计算结果对根系从不同土层吸水的分布进行了分析。结果表明，Molz-Remson(1970)模型、Feddes模型以及Selim-Iskandar模型模拟根系吸水所得的土壤水分剖面与实测值之间存在比较严重的偏差；利用Feddes模型中的土壤水势影响函数(Feddes reduction function)对Molz-Remson模型和Selim-Iskandar模型进行修正后结果没有得到改善；利用根系密度函数对Feddes模型进行修正后，计算结果与实测值吻合很好，总体偏差由修正前的24.7%降低为5.7%.     

基于盲数理论的水库生态需水量化分析

在界定水库生态需水的概念及内涵后,运用盲数理论对水库生态需水进行量化研究,并在双溪水库得到验证和应用。双溪水库枯水期最小生态需水量为1626.4万m3,对应生态水位为369.6 m,总可信度为90.2%;枯水期近10%的低于生态水位调水有使生态有逆向演替倾向。枯水期、平水期双溪水库生态系统处于半稳定状态,丰水期库岸生态处于正常状态,呈顺向演替。     

扎龙湿地生态环境需水量安全阈值的研究

在湿地生态环境需水量概念内涵剖析的基础上,将生态环境需水量分为存量(蓄水量)与通量(耗水量)两个部分。提出了基于生态水面法的湿地生态环境需水量计算模型。应用该方法对扎龙湿地长序列水面面积数据进行了频率分析,再与湿地生态系统健康状况对照分析,确定生态水面系数,得出湿地生态环境需水量安全阈值。安全阈值分为：最小、中等、理想三个级别,分别计算全年月均最小存量、中等存量和理想存量;全年最小通量、中等通量和理想通量,并分别给出了逐月需水过程。分析计算结果表明,扎龙湿地生态环境需水量变化过程符合当地的自然水文变化规律。