作物水分生产函数的研究与发展

介绍作物生产过程中产量和水量之间关系的数学表达———作物水分生产函数(CWPFS)的基本原理和一些典型模型,并对其可行性分析及地区移用性研究加以探讨,同时也分析了CWPFS在灌溉设计上的应用,对作物水分生产函数今后的研究及发展方向作了探讨     

涝渍胁迫下的作物水分生产函数

为探索涝渍胁迫对农作物生长及产量的影响规律,对涝渍条件下棉花的形态特征量、生理特征量、产量和干物质重量等要素进行了试验观测,对比分析试验数据后发现,涝渍胁迫条件下棉花的形态特征量会发生变化,并进而影响生理特征量,最终导致产量和干物质重量发生变化。通过分析棉花形态变量、生理变量、土壤水分变量等要素之间的关系,建立了涝渍胁迫条件下作物的4个水分生产函数新模型,模拟结果与实测数据十分吻合。     

作物水分生产函数的经济学意义

作物水分生产函数是制定灌溉计划、进行灌溉效益分析和经济评价的有效工具。作物水分生产函数也是一种生产函数,根据经济学中生产函数的一般特性,分析了几种常用作物水分生产函数的结构形式、代表性及相关参数的经济学意义和可能的变化范围,为深入研究作物水分生产函数提供了经济学基础。     

作物水分生产函数与节水高产优化模型

对作物水分生产函数的概念、分类、研究状况及其在节水高产优化模型中的应用作系统介绍。文中将作物水分生产函数分为最终产量模型和动态产量模型，分别给予介绍。同时介绍作物节水高产优化模型，并通过实例进行分析，指出以作物水分生产函数为基础制定的优化模型是解决农业用水紧张、提高水资源利用率，实现从水源到作物完全节水的一条有效途径。     

基于作物水分生产函数下的限额灌溉制度优化研究

通过对小麦、玉米、棉花等主要农作物的分阶段受旱试验,获得了三年的限额灌溉试验观测数据;采用非充分灌溉条件下的土壤水分运动理论分析试验数据,建立了限额灌溉条件下的作物蒸发蒸腾模型。结合试验数据分析水分亏缺对作物产量的影响,采用多元回归分析法求解水分生产函数模型参数。采用动态规划法研究了水资源不足条件下的限额灌溉制度的多阶段优化法。研究成果表明,在产量能达到充分灌溉条件下产量的90％的情况下,可节约灌溉用水40％,能为水资源极其短缺地区的农业高效用水提供有力的技术支撑。     

考虑ET0频率影响的作物水分生产函数模型

根据在广西桂林地区灌溉试验中心站对水稻水分生产函数8年的灌溉试验成果，以Jensen模型和Ky模型为例，以参照作物需水量ET0的频率P为参数，建立了考虑水文年度变化的作物水分生产函数模型.检验表明，模型合理可行，为解决作物水分生产函数在年际间的移用提供了一条可行途径。     

作物水分生产函数及灌溉制度优化的研究进展

阐述了作物水分生产函数的基本原理和一些典型模型,并对其在灌溉方面及不同阶段缺水对作物生物量累积的后效性影响等方面的研究,以及可行性分析及地区移用性研究加以探讨。对作物灌溉制度优化模型以及作物优化灌溉制度设计方法研究加以探讨,分析了目前模型中指数取值研究不足等问题。为合理利用有限水资源,达到最大的作物产量或产值,实现有限水量在作物生长期及作物间的合理配置提供依据。     

大田灌溉作物水分生产函数的研究进展与应用

文章综述了我国主要农作物水分生产函数的研究现状、各个模型的优缺点以及适用情况等,明确作物水分生产函数在灌溉制度优化中的应用,并说明在应用过程中存在的问题以及解决问题的对策等,为作物在有限水资源情况下制定合理灌溉制度、有效促进作物生长从而提高作物产量和水分利用效率提供理论依据。     

涝渍排水控制指标的初步研究

根据我国南方降雨和涝渍灾害的特点，提出必须将除涝和排渍统一进行考虑的观点，反映在排水工程的规划设计或排水系统建成后的水管理中，要把农田受淹和淹后受渍所造成的损失统一加以考虑。本文提出了两种排水控制指标与作物相对产量关系的形式。针对在安徽省水科院新马桥农田水利试验站的试验，建立了棉花相对产量与涝渍综合控制指标的关系     

水管理策略对土壤水盐动态和区域地下排水影响的模拟评价

以宁夏惠农灌区平罗试验区为对象,基于田间观测与灌溉试验结果,在田间尺度采用SWAP模型开展不同地下水调控深度与灌溉制度相结合的水管理方案下土壤水盐动态的模拟,在区域尺度采用MODFLOW模型进行不同水管理方案对区域地下排水量影响的模拟评价,据此分析土壤水盐动态过程和农田排水系统的作用,对拟定的各种水管理方案进行评价。结果表明,现状灌溉用水量虽有助于减少表土盐分积聚,但地下排水量占灌溉用水量的39．4％;现状灌溉用水量减少50％时,浅埋地下水位会加重表土积盐;现状灌溉用水量减少25％时,作物根区没有产生明显的积盐,地下排水量减少31．4％。因此,较为合理的水管理方案是将现状灌水量减少25％的同时将地下水埋深控制在70cm以下,才能达到节水、增产、改善农田水土环境的目标。     

以涝渍连续抑制天数为指标的排水标准试验研究

通过对涝渍连续动态控制排水指标的模拟试验研究，提出了涝渍连续抑制天数指标ＣＳＤＩ和涝害权重系数ＣＷ的概念及其求解方法；并建立了作物相对产量Ｒｙ与ＣＳＤＩ的关系模型；分析了涝渍分割研究的不足之处和涝渍连续研究的必要性．研究结果表明，棉花相对产量Ｒｙ与地下水连续动态指标ＳＥＷ３０和ＣＳＤＩ均具有良好的线性关系；涝害权重系数ＣＷ是一个随涝渍状态而变的状态变量，说明在涝渍连续情况下，分别用除涝和降渍单项指标确定排水标准与实际情况有一定的出入，而涝渍连续抑制天数指标能够将除涝与降渍作为一个整体，用它来确定排水标准比较合理．     

盐渍兼治的动态控制排水新理念与排水沟（管）间距计算方法探讨

根据灌区地下水位降落过程的不同阶段有不同控制要求这一特点,为充分发挥各级排水工程的综合控制能力,本文从北方易受盐渍危害的渠灌区实际出发,针对现有农田排水设计方法的局限性,提出以盐渍兼治为目标的地下水位分期动态控制指标的排水标准新理念,并用"模糊档次"分级方法近似处理隔水层深度,推导出计算组合排水沟(管)间距的非稳定流简化通式,对原有设计方法予以改进。通过实例验证表明,地下水位动态过程指标与实测结果吻合一致,计算间距的简化通式使用方便,其结果能满足设计精度要求。     

农田暗管排水能力分析与提升方法探讨

在地下水位较高、地表易于形成积水的地区,探索经济可行的农田暗管排水措施,对于降低作物涝渍胁迫、提高作物产量具有重要意义。本文基于暗管排水流量理论公式分析了暗管排水能力影响因素及增强暗管排水能力的途径,提出在暗管出口处安装虹吸管,利用虹吸原理使其下端出流口降低到一定深度的虹吸增流方法。理论和试验表明,该方法可以大大提升浅埋暗管排水能力,且不增加暗管排水成本。浅暗管通过虹吸管出口降低到中埋和深埋时,即作用水头增加1.33倍和1.67倍时,排水流量增大33.3%和66.7%;由于浅埋管具有较小的渗流阻抗系数,其排水流量比相同出口的中埋管和深埋管大16%和27%。随积水层深度的减小,有虹吸的浅暗管排水流量虽然减小,但增流效果百分比在增大。该研究成果可为涝渍灾害易发地区建设高效除涝降渍减灾工程提供新途径。     

我国南方水稻水分生产函数试验研究

本文根据广西桂林地区灌溉试验中心站１９８８年以来的五年预测试验成果，分析研究适用于我国南方的水稻水分生产函数模型，探讨各种模型中水分敏感性参数的变化规律，提出水稻水分生产函数随水文年度呈规律性变化的观点，特别是具体提出了Ｊｅｎｓｅｎ模型中水分敏感指数与参照作物需水量的关系，为拓宽水分生产函数应用的时空范围提供了依据及方法。     

排水氮运移模型对地表和地下排水量和硝态氮损失的模拟评价

以排水模型（DRAINMOD）为基础发展起来的排水氮运移模型(DRAINMOD-N)，可用于研究排水系统对作物生长和各水文要素的影响，以及农田排水土壤中硝态氮的运动和去向，适用于浅地下水位和较湿润地区。本文对模型的氮运移原理和参数输入要求进行了详细描述，采用加拿大安大略省南部Eugene F.Whelan试验站自由排水和控制排水-地下灌溉两种水位管理条件下，1992～1994年3年来的地表径流和地下排水水量及硝态氮损失观测值对模型进行了模拟验证。图形显示和统计参数指标分析表明，模拟值与观测值拟和较好，表明模型具有良好的模拟性能，可用于预测地表、地下排水量和硝态氮的损失，是评价不同农业管理措施对土壤中氮运移的有效工具。     

涝渍兼治农田排水标准的研究

涝渍型的农田，灾害发生在雨季，农田先受涝，地表水排除后，由于地下水回降过慢而受渍，因此，作物减产是由涝渍双重作用的结果，在经济评价中，既不能单纯按受涝减产或按受渍减产进行分析，也不能分别将两者造成的减产损失进行简单的叠加。本文介绍了作者对在淮北地区开展棉花涝渍试验成果的分析，论证了以等效淹渍历时作为反映涝渍程度的综合指标的可能性，并提出确定涝渍兼治农田排水设计标准的新方法。     

基于水环境保护的农田排水研究新进展

从控制排水、灌溉-排水-湿地系统、排水再利用、农田非点源污染控制四个方面总结了国内外在减缓农田水环境污染方面的农田排水研究新进展,介绍了控制排水等各项研究的技术方法、减轻化学物质流失的效果及影响因素,提出控制水位对农田化学物质流失的影响及对提高农田水分利用效率的作用、适应于农田排水的人工湿地系统、排水再利用的灌溉模式及相应的控制结构形式、农田非点源污染的综合调控措施等应成为今后减少农田排水对水环境产生负面影响的主要研究内容。     

灌浆期小麦排水指标的试验研究

采用测坑原位受淹试验的方法研究了灌浆期小麦在涝渍胁迫下产量要素的响应。试验表明小 麦相对产量与涝渍综合水深具有良好的线性关系,小麦产量随着淹水历时的增加而降低。此外,淹水 还直接导致小麦千粒重降低、穗粒数减少、植株易倒伏等变化,而淹水对小麦有效穗数和株高影响不 大。最后,提出了排水控制指标与小麦减产率的关系形式。