基于CROPWAT模型的大豆需水量及灌溉制度研究

为了研究黑龙江省西部地区气候因素变化对大豆生育期需水量的影响及本地区不同水文年型下大豆灌溉制度,基于黑龙江省哈尔滨市1956—2015年逐日气象数据、实地土壤数据和大豆作物参数,采用M-K趋势检验法进行生育期内各气象因素的规律分析,并利用CROPWAT模型对得出的黑龙江省西部大豆各生育期内需水量、有效降雨量和灌溉需水量进行分析,同时对不同水文年型下大豆需水量和有效降雨量进行耦合度对比,制定了黑龙江省西部地区不同水文年型下的大豆灌溉制度。结果表明:整个生育期内,月平均最高气温和最低气温显著增加,月平均风速显著下降。生育期内大豆需水量以9. 24 mm/10年的速率下降,变化范围为331. 5～495. 6 mm。哈尔滨地区特枯水年、枯水年、平水年和丰水年的大豆需水量分别为440. 6、407. 9、377. 5和366. 6mm;特枯水年、枯水年和平水年的灌溉净定额分别为122. 5、105. 8和65. 8 mm。在气象因素变化情况下,该地区大豆全生育期作物需水量、有效降雨量和灌溉需水量均呈减小趋势,枯水年和平水年降雨量难以满足当地大豆高产的需求,应以不同水文年为基础在大豆开花期和结荚期进行适度灌溉。     

黑龙江省西部地区玉米需水量与灌溉制度制定

黑龙江省西部地区频发的干旱情况影响该地区农业水循环与粮食安全,研究玉米水分供需关系对于理解该地区干旱机理有重要意义。根据FAO-56单作物系数法,计算玉米生育期参考作物蒸散量(ET0)、作物需水量(ETc)和灌溉需水量(Ir),依托CROPWAT模型制定灌溉制度,并通过计算作物水分盈亏指数(CW)分析玉米水分盈余情况。结果表明：1960—2015年黑龙江省西部玉米生育期ET0和ETc呈下降趋势,有效降水量(Pe)、Ir和CW呈上升趋势;平均ET0、ETc、Pe和Ir分别为639.64、438.13、224.40和273.87 mm;由于不同水文年干旱条件不同,Pe并不能在所有年份满足玉米水分需求,丰水年、平水年、枯水年和特枯水年的平均净灌溉定额分别为152.43、236.33、276.53和353.47 mm。黑龙江省西部玉米生育期水分供需关系的研究和灌溉制度的制定有助于区域水资源调控和农业发展     

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。     

气候变化下黑龙江省水稻灌溉需水量变化特征

基于黑龙江省8个典型站点60年(1956-2015)的历史气象资料,利用Penman-Monteith公式和水量平衡模型计算了黑龙江省水稻全生育期内,两种灌溉模式下(淹水和控制灌溉)的作物需水量(ETC)及灌溉需水量,并结合气象因素的变化特征,借助Mann-Kendall检验方法分析了ETC及灌溉需水量对气象因子的响应。结果表明:ETC方面,不同灌溉模式下同一站点ETC的变化趋势基本一致,其中安达和绥化站的ETC呈下降趋势,出现"蒸发悖论"现象,嫩江、尚志和孙吴站的ETC显著上升,其余各站无明显变化。灌溉需水量方面,只有尚志站点在两种灌溉模式下均显著增加,孙吴、富锦和嫩江站仅在控制灌溉模式下呈明显上升趋势,而其余站点并没有一致性规律。总体上,相对于淹水灌溉,控制灌溉模式下有效降雨量提高了20%,灌溉需水量降幅为44.9%~52.9%,有效减少了农业生产在气候变化条件下受到的不利影响。     

小麦欲上新台阶,科学灌溉是保证——淮北小麦灌溉技术措施综述

小麦灌溉的必要性小麦灌溉的必要性可从以下几方面认识:1、小麦生育期的降雨量严重不足,必须靠灌溉来补充。水、肥、气、热是作物生长的四大基本要素。水为四者之首,欲使作物得到稳定高产,必须首先满足作物对水份的需求。然而气象统计资料表明,淮北地区小麦生长期的降雨量与小麦需水量,在量值和时空分布上均不匹配。例如濉溪县小麦全生育期多年雨量均值为296.8mm,比安徽省水科所测定的小麦全生育期需水量的上限(500mm,包括播前水80mm)差200mm,比其下限(430mm)差130mm。据濉溪县气象     

黑龙江黑河市小麦和大豆的灌溉计划

以黑河市典型农作物大豆和小麦为研究对象,利用气象数据和相关研究成果,计算了黑河地区大豆和小麦的需水规律和需水量,并和降水分布和有效降水量进行对比。研究发现在小麦生长阶段内,小麦需水量和降水量基本同步,但是6月-7月份亏水量约72 mm。在大豆整个生育期内,各月有效降水量均不能满足大豆的需水量,6月份缺水量最大为88 mm,生育期内共缺水量182 mm。考虑到当地矮杆作物灌水技术一般采用喷灌,建议灌水定额采用40 mm,小麦需在6月份喷灌一次,大豆在整个生育期内喷灌4~5次,以实现小麦和大豆的高产稳产。     

洛阳地区夏玉米节水灌溉制度优化研究

为了提高水资源的利用率,根据洛阳地区试验田多年实测资料,建立了夏玉米的耗水量估算模型及产量与水分关系的数学模型,并分析了其相互关系。根据试验区1951—2000年降雨资料分析了全年降雨量分布特征,并与夏玉米全生育期耗水规律进行耦合性分析。结果表明:夏玉米生育期需水量与降雨量分布吻合性良好,但在枯水年和平水年,应在夏玉米生长关键期适当进行灌溉。利用Jessen模型,分析了夏玉米全生育期各阶段对缺水的敏感度,认为应在夏玉米的苗期、抽穗—吐丝期进行适量灌溉。     

南京地区水稻节水灌溉定额及适宜灌溉模式

收集南京地区55年气象观测资料,采用Penman-Monteith公式计算参考作物需水量;以多年实测数据与分段单值平均法相结合确定水稻作物系数;采用单作物系数法计算水稻需水量,再根据水量平衡原理,结合浅湿灌溉制度,推算南京地区不同分区、不同水文年、不同灌区类型的水稻耗水量和灌溉定额。根据未来水稻生育期暴雨发生概率增加的特点,提出更适宜南京地区推广的水稻蓄水控灌模式,以减少水量损失、提高降雨利用率。结果表明:南京地区一般干旱年降雨有效利用率达70%~85%,特枯年接近100%。     

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%。     

三义寨引黄灌区主要作物需水量计算及趋势分析

针对三义寨引黄灌区主要作物需水量、有效降水量和净灌溉需水量的计算问题,采用参考作物法构建模型,采用联合国粮农组织推荐的彭曼-蒙特斯(Penman-Monteith)公式的修正公式进行计算。以惠北水利科学试验站观测数据为基础,得出冬小麦全生育期(10月中旬至第二年5月下旬)的作物需水量2000—2019年年际变化范围为395.494～796.776 mm,均值为579.425 mm,有效降水量均值为160.090 mm,净灌溉需水量均值为453.291 mm,灌溉需求指数均值为0.773,对灌溉的依赖程度较高;夏玉米全生育期(6月中旬至9月中旬)的作物需水量在1999—2019年年际变化范围为187.581～716.762 mm,均值为359.310 mm,有效降水量均值为295.776 mm,净灌溉需水量均值为149.768 mm,灌溉需求指数均值为0.371,对灌溉的依赖程度较低;棉花全生育期(4月上旬至10月下旬)的作物需水量1999—2019年年际变化范围为366.985～1 049.358 mm,均值为580.561 mm,有效降水量均值为433.519 mm,净灌溉需水量均值为266.470 mm,灌溉需求指数均值为0.421,对灌溉的依赖程度为中等。将3种作物需水量按生育期叠加,灌区净灌溉需水量最大的月份为3月,原因是冬小麦在拔节抽穗期对水量需求较大。4月、5月冬小麦处于关键的灌浆成熟期,棉花处于苗期和成长期,因此净灌溉需水量在各月中分别位于第3、2位。3种作物的生育期需水量、净灌溉需水量均为增加趋势,有效降水量均呈减少趋势,夏玉米和棉花的净灌溉需水量增加倾向率较大,主要原因是夏玉米和棉花的生育期与降水量较大的7—8月重合,因此受到降水量和气候的影响较显著。     

汾河灌区主要作物需水量及灌溉水量分析

灌溉农业对我国粮食安全具有重要意义,为保证粮食生产,灌溉计划应与灌区现状相适应。本文利用太原气象站和介休气象站1951—2014年的气象数据,根据Penman-Monteith公式计算参考作物日蒸散发量,并结合作物系数,得到不同生长阶段冬小麦和春玉米的需水量;同时计算不同阶段的有效降水量,分析不同阶段的水分亏缺量。分析结果表明:冬小麦生育期总缺水量约为300 mm,开花灌浆期的缺水量占一半,建议生育期灌水3～4次,尤其要保证灌浆期的灌溉水量。春玉米生育期总缺水量约220 mm,拔节期和灌浆期的缺水量约占总量的一半,建议生育期灌溉2～3次。     

1958—2017年江西省水稻需水量与有效降雨量耦合关系分析

基于江西省15个气象站点1958—2017年逐日气象数据,利用Penman-Monteith方法、Mann-Kendall趋势检验、气候倾向率和ArGIS空间插值分析等方法,分析了早稻和晚稻生育期内有效降雨量（P_e）、需水量（ET_c）及需水量与有效降雨量耦合度（λ）时空分布特征。结果表明：江西省早稻和晚稻生育期内平均有效降雨量分别为186.69和119.26 mm,早稻和晚稻有效降雨量分别以1.00和1.31 mm/10a的平均速度增加,赣北有效降雨量及其上升趋势均大于赣南;早稻和晚稻生育期多年平均需水量分别为335.77和381.20 mm,早稻和晚稻需水量最大值均出现在赣州、吉安站附近区域,最小值均出现在庐山、修水站附近区域,早稻需水量和晚稻需水量变化趋势分别为-3.09和-7.95 mm/10a;早稻和晚稻需水量与有效降雨量耦合度多年平均值分别为0.57和0.33,早稻和晚稻耦合度均以0.01/10a呈不显著增加趋势。早稻和晚稻耦合度最大值均出现在庐山站,早稻和晚稻耦合度较小值均在赣州、吉安、南昌和波阳站,总体上,早、晚稻耦合度及耦合度倾向率均为赣北大于赣南,赣南地区水稻缺水情况比赣北更严重,尤其要关注赣南地区晚稻缺水情况,并做好水资源规划及制定灌溉措施。     

1986年大豆需水量试验阶段研究报告

大豆起源于我国,大豆不仅是粮食还是重要的油料作物。因此它的经济价值越来越为世界所关注。近年来我区的大豆种植面积也逐年有所增加。但是长期以来大豆的产量不高不稳。本课题的主要目的是探求不同水文年型不同产量水平的大豆需水规律和需水量,弄清大豆需水量与作物产量、气象因子之间的关系。从而为科学的制定高产、节水     

加权马尔可夫链在银川地区降雨量预测中的应用

依据1960年～2008年银川地区的年降雨量资料,采用均值一标准差分级法,对其进行状态分级,分为枯水年、偏枯年、平水年、偏丰年和丰水年5个状态。根据马尔可夫链预测方法,验证了该降水序列满足马氏性,并以规范化的各阶自相关系数为权,建立了适用于银川地区年降雨量的加权马尔可夫链预测模型,实例验证结果令人满意。在此基础上结合模糊集理论中的级别特征值,预测了银川地区2009年及2010年的年降雨量。预测结果表明：银川地区2009年为偏枯年,年降雨量为150．45mm;2010年为平水年,年降雨量为177．38mm。最后采用平稳分布估计年降雨量各状态的重现期,结果显示银川地区年降雨量处于平水年和偏枯年的可能性较大。     

半干旱地区喷灌玉米CERES-Maize 模型率定验证及应用

作物模型是确定水氮优化管理措施的有力工具,而模型的率定和验证是模拟结果推广应用的前提。利用内蒙古半干旱区2012、2013年的大型喷灌机条件下玉米水氮充足处理对CERES-Maize模型的作物品种参数进行率定,其他不同水氮处理进行验证,并应用模型模拟了不同降雨年型下灌水施肥方案对作物产量和氮素淋失量的影响。模型验证结果表明,CERES-Maize模型可以较好地描述该地区不同水氮处理条件下玉米叶面积指数(LAI)在生育期内的变化过程。中、高灌水量处理玉米生育期内LAI的模拟精度(标准均方根误差n RMSE=23.0%~37.7%,一致性指数d=0.612~0.945)优于水分亏缺较严重的处理(n RMSE=31.8%~60.6%,d=0.501~0.878)。产量和收获期干物质质量模拟值与实测值之间的相对误差变化范围为0.1%~17.7%,n RMSE变化范围为7.6%~8.7%,d变化范围为0.758~0.791,吻合程度为优。CERES-Maize模型可用以优化喷灌水氮管理措施。不同降雨年型玉米最优灌水方案为:枯水年灌水次数为10次,灌溉定额为292 mm;平水年和丰水年灌水次数分别为8次和6次,灌溉定额分别为191 mm和95 mm。不同降雨年型最优施肥方案为:基肥的施入量为40 kg/hm2,拔节期和抽穗期的施入量均为60 kg/hm2。优化水氮管理措施不仅能够获得较高的玉米产量,还能减少氮素淋失。     

气候变化下的淮河流域中部地区参考作物腾发量变化分析

气候变化引起参考作物腾发量(ET0)的变化,由此影响作物的实际腾发量、灌溉需水量以及作物产量,本文根据淮河流域中部蚌埠地区57年的气象资料,采用FAO56推荐的Penman-Monteith公式计算参考作物腾发量.分析了淮河流域中部地区参考作物腾发量及各主要气象因素的长期变化趋势,可为该地区的流域水管理提供参考.     

基于动态数据推求油茶作物系数的方法探讨

在2017年对两个试验点油茶生育期内试验观测基础上,利用逐小时动态连续的土壤含水量数据和系列气象资料,计算了逐日的作物系数。结果表明:两个试验点油茶的作物系数年变化具有相对一致的规律性,年内变化呈双峰特征,峰值出现在6月份和8、9月份两个阶段。同时,受土壤质地、生长状况及降水等变量因素的影响也存在一定程度的变异性,各月Kc圴值总体以始兴点高于怀集点。研究以期为灌溉需水量计算中确定作物系数提供一种简便且切合当地实际的途径。     

黄河流域主要灌区灌溉需水与干旱的关系研究

为定量研究灌区灌溉需水与气象干旱的关系、合理组织抗旱水源,以黄河流域1956—2010年水文、气象、地下水以及作物参数等资料为基础,选取RDI干旱评估指标系统评估了黄河流域上、中、下游5个主要灌区的历史干旱情况,采用作物水量平衡方程计算了灌区灌溉需水量;采用灰色关联和相关分析方法,研究了主要灌区气象干旱与灌溉需水的关联程度,并建立了灌区灌溉需水量与RDI的定量关系。结果表明:RDI干旱评估指标可用于黄河流域灌区的气象干旱评估;黄河流域上、中、下游主要灌区灌溉需水量与RDI存在显著的关联关系,随着降水量增加(作物可利用的有效降水量增加),灌区灌溉需水量与RDI的灰色关联度和相关系数不断增大;主要灌区灌溉需水量对RDI变化的响应程度不一,干旱程度每增加一个等级(RDI指数减小0.5),上游青铜峡灌区、内蒙古河套灌区灌溉需水量平均增加约1.04亿m~3,中游汾河灌区、渭河灌区需水量增加约2.19亿m~3,下游引黄灌区需水量增加约6.22亿m~3。     

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。     

沙漠绿洲灌区主要粮经作物需水规律及灌溉制度试验研究(续)

5节水高产灌溉制度分析5．1灌溉定额作物灌溉定额取决于作物需水量和需水规律以及作物生育期内的降水量，在地下水埋藏较深，不计地下水补给量和旱作物灌溉时不允许发生深层渗漏，作物生育期灌溉定额可表示为：式中M——生育期内灌溉定额；ET——全生育期需水量；P0——生育期内有效降雨（总降水量的0.8倍）；W0、We——播种前、收割后土壤储水量（采用综合评判的两个最佳结果的平均值），m3／亩。依据1988－1992年5种作物综合评判最佳结果及节水高产需水量的上下限，以（4）式分析计算最佳灌溉定额为春小麦223.3－307．7m3／亩、“带田…