基于线性规划的农作物灌溉需水量节水控制试验

传统方法在进行农作物灌溉时，灌溉需水量过大，不仅造成水资源浪费，同时也会影响农作物生长，为此，本文进行基于线性规划的作物灌溉需水量节水控制试验,节约农作物灌溉需水量。本文以玉米、小麦、油葵为试验对象，将试验地区的大口井为灌溉水源。建立农作物灌溉基础需水量目标函数，获取正常发育所需水量；分析气象因子与作物腾发量的经验关系估算灌溉需水量，利用采用线性规划方法对农作物灌溉需水量节水控制。结果表明，基于线性规划的灌溉需水量节水控制方法在玉米、小麦、油葵的灌溉上，减少了耗水量，能够对不同耗水控制阶段目标下的灌溉定额管理，为区域灌溉水管理提供技术支持。     

京郊地区主要农作物需水特征与农田水量平衡分析

本文利用FA056灌溉分册推荐的作物系数法计算了京郊地区20个站点近46年10种主要农作物的需水量.并计算了需水量与亏水量的变化趋势,并以2006年北京种植结构为基础,对自然状态下的农田水量平衡状况进行了分析.结果表明:10种主要农作物的多年平均需水量在308.6-729.2mm之间;除冬小麦外,其他作物的需水量变化均呈显著上升趋势,每10年增加量在0.49-1.17mm之间,而亏水量变化则表现为夏玉米、春玉米、大豆、水稻和花生等作物显著上升,每lO年上升1.10-1.45mm;10种主要农作物在自然状态下的多年平均总需水量为1293.8×106m3,蔬菜、春玉米、冬小麦和夏玉米的需水量分别为379.1×106m3(单位面积折合530.6mm)、291.7×106m3(400.8mm)、285.1×106m3(452.2mm)和194.6×106m3(308.6mm),占总需水量的88.9%;不同水文年型下,降水均不能满足作物生长需要,农田水分以亏缺为主.     

基于AquaCrop模型的大豆灌溉制度优化研究

【目的】 探究AquaCrop模型在关中地区的适用性,寻求大豆在不同降水年型下最适宜的灌溉制度。【方法】 用田间试验实测数据对该模型进行校正,并用校准后的模型模拟1961—2019年内所有3种不同降水年型14种灌溉制度下的大豆产量和水分利用效率。【结果】 AquaCrop模型模拟田间产量最高处理的冠层覆盖度的决定系数(R ²)、均方根误差（RMSE）、标准均方根误差(NRMSE)及Nash效率系数(EF)分别为0.96、7.15%、11.03%和0.94;模拟值与实测值生物量的决定系数（R ²）、均方根误差（RMSE）、标准均方根误差（NRMSE）及Nash效率系数（EF）分别为0.99、526.04 kg·hm^-2、14.45%和0.97;最终产量模拟的决定系数（R ²）、均方根误差（RMSE）、标准均方根误差（NRMSE）及Nash效率系数（EF）分别为0.97、49.98 kg·hm^-2、1.74%和0.82,各处理的冠层覆盖度和生物量实测值与模拟值的R ²均大于0.95,说明AquaCrop模型可以较好地模拟关中地区大豆的生长发育动态与产量。结合模型模拟结果可知,大豆作物需水量平均值为398.2 mm,各个生育时期的需水量差异较大,分枝期需水量为127.8 mm,开花-结荚期需水量为212.6 mm,鼓粒期的需水量为57.7 mm。结合对3种不同降水年型进行不同灌溉制度模拟后发现,大豆开花-结荚期为需水关键期,该生育时期水分供应情况影响大豆的最终产量。在湿润年可以不灌水;平水年和干旱年仅在开花-结荚期分别灌溉45和70 mm可实现最高产量（2 699、2 486 kg·hm^-2）和最大水分利用效率（0.74、0.7 kg·m^-3）。【结论】 该地区大豆灌溉制度,应以不同降水年型分布情况为基础对大豆灌溉制度进行选择,可保证大豆具有较高的产量和水分利用效率,可作为关中地区大豆灌溉制度的参考依据。     

大豆丰产节水灌溉技术

我国水资源贫乏，为了合理利用水资源，实施丰产节水灌溉技术，提高大豆产量，增加经济效益。本试验利用盆栽方法，采用正交设计、积分回归统计分析结果，揭示了大豆需水变化规律，大豆灌溉水量、时间与产量效应关系，明确灌溉水量在不同时期的生产价值，确定了大豆各生育阶段适宜土壤水分标准和灌溉指标。     

高标准农田建设项目水资源平衡分析——以西安市阎良区关山街道为例

水利是农田的命脉,厉行节约用水,提倡高效农业灌溉,水资源平衡分析论证是高标准农田项目工程布局的前提和基础。本文以陕西省西安市阎良区关山街道2022年高标准农田建设项目为案例,通过分析该项目区水资源分布情况、灌溉可供水量和灌溉需水量,对区内水资源平衡情况进行了定量分析。结果表明,在设计水平年水资源供需平衡差为正值,可供水量大于需水量,项目区灌溉需求得到满足。本项目研究结果具有较强的实施性和推广性。     

额尔齐斯河流域现行灌溉方式与作物需水量关系分析

通过在额尔齐斯河流域阔斯持克乡的实验．分析其现行灌溉方式对作物需水量的满足程度。结果表明现行灌溉制度与灌溉方式虽然可以满足作物需水．但灌水定额量很大，而土壤蓄水能力有限，灌溉水量的2／3以上成为余水或深层渗漏，在大豆生长后期存在灌水过多现象。     

冀中南多样化种植模式的适水效应分析

为优化冀中南作物种植结构,本研究以河北省典型地下水漏斗区邢台市为例,基于作物需水SIMETAW模型系统量化1965—2018年冬小麦、春棉花、春玉米、夏谷子、夏大豆和春绿豆等10种主要农作物的生育期需水量与灌溉需水量,针对当地不同降水年型和水资源条件以及不同作物的生育期、生长发育特点和前后茬作物的农学特性等构建11种不同的种植模式,分析不同种植模式需水及降水耦合度等参数。结果表明:1)各作物年均生育期需水量表现为春棉花(515.2mm)冬小麦(466.6mm)春玉米(424.9mm)春油葵(420.0mm)春甘薯(362.1mm)春马铃薯(354.2mm)夏大豆(313.9mm)夏玉米(298.7mm)春绿豆(288.1mm)夏谷子(217.5mm)。2)各作物年均生育期灌溉需水量表现为冬播作物春播作物夏播作物。冬小麦年均生育期灌溉需水量最大,为329.2mm;夏谷子最低,为82.8mm。3)传统麦玉一年两熟制周年需水量最大(753.4～780.3mm),相比之下,多样化轮作模式的生育期需水量可显著降低15%～34%,生育期灌溉需水量明显降低9%～32%。春玉米-冬小麦-夏玉米、春玉米-冬小麦-夏谷子、春甘薯-冬小麦-夏玉米和春甘薯-冬小麦-夏谷子等两年三熟制在丰水年、平水年和枯水年下的生育期需水量、灌溉需水量和周年需水量均较低。春绿豆-夏谷子一年两熟模式的年均生育期需水量最低,为504.4mm,年均生育期灌溉需水量为286.8mm。因此,在保证粮食安全的前提下,为减缓河北省地下水位持续下降的趋势,发展适水种植模式是节水农业的重要途径之一。     

气候变化下东北农作区大豆需水量时空变化特征分析

为探讨气候变化背景下东北农作区大豆需水量变化特征,基于Simulation of Evapotranspiration of Applied Water(SIMETAW)模型,利用东北农作区58个气象站点1961—2010年的气象资料,分析气候变化背景下大豆不同生育时期内有效降雨量、需水量(ETc)与缺水量(WD)的时空变化特征。结果表明:近50年来东北农作区大豆花前有效降雨呈微弱增加的趋势,花后有效降雨呈下降趋势,大豆全生育期有效降雨量呈下降趋势,气候呈现暖干趋势;在大豆全生育期及各生育阶段长白山区的有效降雨量均高于其他亚区。全区大豆全生育期50年平均需水量为398.29mm,呈下降趋势,其分布呈西多东少、南多北少;全区大豆播种-出苗阶段需水量多年来保持稳定,平均为27.36mm,其分布呈北部及中部多、南部少。全区大豆出苗-开花阶段平均需水量为130.90mm,呈下降趋势,其分布呈南多北少,全区大豆开花-成熟阶段平均需水量为240.03mm,呈上升趋势,其分布呈中部多、南北少。近50年来,东北农作区大豆全生育期及不同生育阶段内缺水量为正值,其中松辽平原区大豆缺水量值最大。如果不考虑灌溉,研究区域有效降雨不能满足大豆的需水,有条件的地区,应适时补充灌溉,来保证大豆的稳产高产。     

不同灌溉方式对寒地水稻生长发育的影响

随着水稻不断生长发育,其需水量也在不断变化,不同的灌溉方式直接影响到水稻中后期的生长发育.通过试验可确定灌溉的雏模式为:分蘖始期进行浅水(3～0 cm)灌溉;有效分蘖期可进行浅湿交替灌溉;分蘖末期进行落干晒田,以培育水稻后期健壮的根系;孕穗期和抽穗开花期应保持3 cm左右水层,能提高分蘖成穗率,保证枝梗和颖花的正常发育,促进穗大粒饱,达到优质、高产的目的.     

柴达木盆地莜麦灌溉分析

应用统计学方法定量研究了青海莜麦一号在柴达木盆地种植过程中不同产量水平下生产1 kg籽粒的需水量、总需水量和阶段需水量,以探讨莜麦不同产量水平与需水量的关系、以及高产的科学灌溉措施.结果表明,要取得7000 ～ 9000 kg的高产水平,主要不在于提高单位面积的灌水量,而应在基本满足对水分需求的基础上,把改进耕作措施、增施肥料以及提高灌溉技术等放在首位;苗期灌溉最好是在二叶一心时期,中期在雌雄蕊分化期、药隔分化期和覆盖器官分化期灌拔节水效果都较好,后期一般在灌好扬花水的基础上、灌透建库水.     

新疆石河子垦区主要作物需水特征及水效益比较

根据新疆石河子垦区50年气象数据资料,计算分析了主要作物需水量变化及自然降水条件下农田水分平衡状况,并对主要作物水分生产效率效益进行了比较.结果表明:春小麦、冬小麦、春大豆、春谷子、苜蓿需水量均呈上升趋势,其中春小麦增加幅度最大,每5 a平均增加6.6 mm,而春玉米、水稻、棉花需水量呈下降趋势.粮食作物中以水稻亏水量最高,冬小麦、春玉米次之,而春大豆、春谷子、春小麦、薯类作物相对较小,经济作物中以糖类作物亏水量最高,其次为加工番茄、苜蓿、棉花,而瓜类、麻类、油料作物相对较小.不同灌溉方式下作物水分利用效率效益差异较大,粮食类作物如春小麦、春玉米水分利用效率高于其他作物,而果菜类作物如葡萄、蟠桃、线椒水分经济效益最高.     

鲁中地区夏玉米水分盈亏及灌溉需水量的时空变化特征

利用1980—2014年鲁中地区气象资料和夏玉米生育期资料,采用Penman-Monteith模型和单作物系数计算夏玉米各生育阶段需水量,利用美国农业土壤保持局推荐方法计算有效降水量、水分盈亏系数(CWSDI)和灌溉需水量,分不同生育期进行时空变化分析探讨。结果表明:近35年来,鲁中地区夏玉米全生育期和各生育期需水量均随时间变化呈减少趋势,拔节—抽雄期是需水量最大的阶段,随时间变化减少幅度最大,全生育期需水量主要空间变化规律一致,减少强度中心在中北部地区。全生育期和各生育期有效降水随时间变化呈增加趋势,2003年是突变增加的开始年份,全生育期增加强度中心在南部山区,拔节—抽雄期增加强度中心在中部平原。全生育期CWSDI随时间变化呈增加趋势,拔节—抽雄期增加幅度最大,自南向北递减。为满足夏玉米需水要求,全生育期平均灌溉需水量228 mm,拔节—抽雄期是灌溉需水量最大的阶段,随时间变化呈减少的趋势,减少强度中心在中部地区。研究结果可为鲁中地区夏玉米干旱监测评估、适时灌溉和提高水分利用效率提供数据支撑。     

华北棉区棉花需水量时空变化研究

为分析气候变化背景下华北地区棉花需水量和水分生态适宜性时空变化特点,本研究利用华北棉区47个气象站点逐日气象数据,通过SIMETAW模型分析1986—2015年棉花生育期需水量(ETc)、有效降雨量(Pej)和灌溉需水量(ETaw)及变化趋势。结果表明:近30年来,棉花生育期需水量和灌溉需水量呈减小趋势,生育期有效降雨量呈增加趋势;6—8月棉花需水量最大,不同站点月均需水量在80~160mm;7月和8月是棉花灌溉需水量最小的月份,华北棉区平均灌溉需水量接近零,灌溉需水量最大的月份是6月,多年平均灌溉需水量为56.50mm;华北棉区地下水超采区与非超采区灌溉需水量分别为144.41和70.41mm,降水量的不同是造成这种差异的主要原因;华北棉区棉花生育期多年平均需水量、有效降雨量和灌溉需水量分别为560.19、467.32和98.75mm,棉花一年一熟制的灌溉需水量小于传统的冬小麦-夏玉米模式,而经济收益大于春玉米一年一熟制,在华北地区超采区适当增加棉花的种植面积,有利于缓解华北地区水资源缺乏的现状。     

马铃薯需水规律试验研究

对马铃薯各生育阶段需水规律进行研究,结果表明:马铃薯最佳的水分下限指标为苗期65%、块茎形成期75%、块茎增长期80%、淀粉积累期60%～65%;马铃薯不同阶段的需水量不同,呈现前期耗水强度小、中期逐渐变大、后期又减小的近似抛物线的趋势;马铃薯耗水量354.59～372.69 mm是确定经济灌溉定额的主要研究范围;其块茎增长期需水量最多,需水敏感期为开花期。研究马铃薯各生育阶段的需水量和需水规律,科学用水,可为今后种植马铃薯、优化灌溉制度和水量分配提供参考。     

非充分灌溉对甘草生长的影响及其阶段需水量研究

本试验在宁夏中部干旱带的红寺堡开发区进行,利用农田灌水试验的基本研究方法水量平衡法,开展了非充分灌溉对甘草生长的影响及其阶段需水量研究。研究结果表明,灌水对甘草生长发育具有明显的促进作用,增加灌水次数较增加灌水量更有利于甘草产量的提高。不同的水分胁迫环境对甘草酸含量没有明显的影响。自然无灌溉条件下甘草在5、6、7、8、9月的基本耗水量为35.8mm、49.5mm、41.5mm、71.5mm、18.8mm,总耗水量为217mm;非充分灌溉条件下,甘草5、6、7、8、9月平均阶段需水量为125.2mm、92.5mm、72.7mm、72.6mm、17.8mm,总需水量为380.6mm;甘草正常生长的5、6、7、8、9月阶段需水量为125.6mm、135.9、132.4mm、74.0mm、18.2mm,总需水量为485.9mm。     

南疆地区不同灌水量和种植密度对无膜棉生长的影响

灌水量和种植密度是影响无膜棉生长的重要因素。为确定不同灌水量和栽植密度对南疆地区无膜棉生长的影响，以中棉619为试验对象，设置了3个灌水量水平[低水量(60%棉花需水量)、中水量(80%棉花需水量)、高水量(100%棉花需水量)]和3个种植密度水平[低密度(21万株/hm²)、中密度(26万株/hm²)、高密度(32万株/hm²)]进行了试验，并测定了棉花的株高、茎粗和蕾期时棉花果枝始节高度及果枝台数。结果表明，株高随灌水量的增加而增加，茎粗随灌水量的增加而先降低后升高，株高和茎粗均随种植密度的增加而减小。灌水量和种植密度的交互作用对棉花果枝始节高度有极显著的影响。由此说明，灌水量与种植密度合理组合，可以有效提高棉花生长发育水平，节约灌溉用水，达到高产节水的目的；灌水量与种植密度组合不合理，会导致灌溉供给与棉花耗水失衡，造成灌溉水资源的浪费，还会抑制棉花生长，降低产量。     

保护地膜面集雨高效利用技术

技术简介:该技术采用“保护地膜面集雨 水窖蓄水 重力滴灌 微灌施肥”模式,利用保护地膜面的叠加效应,通过修建收集和存贮系统,将不同时间段和不同空间面的雨水收集起来,经过集溜槽,汇集到集雨窖。在灌溉前一天,将集雨窖中的雨水通过水泵泵到保护地中的蓄水池中,经过24小时的处理,水温达到保护地室内温度,用小水泵将水泵入滴灌系统进行灌溉。核心技术内容:一是水量平衡计算,即集雨量与需水量平衡,以降雨量为基础,以满足温室内作物需水量为条件,进行水量平衡计算,使日光温室雨水支持系统的水量输入、输出平衡。二是贮水容积设计,科学设计集雨…     

基于CROPWAT模型水稻需水量及灌溉制度研究

为研究黑龙江松嫩平原南部地区气候变化对水稻需水量影响及水稻不同灌溉制度,基于黑龙江省庆安县1966～2015年气象、土壤数据和水稻作物参数,采用Mann-Kendall趋势检验法分析水稻生育期内需水量变化规律,利用CROPWAT模型计算水稻各生育期需水量、有效降雨和灌溉需水量,对不同典型年份水稻需水量和有效降雨作耦合度分析,制定水稻灌溉制度。结果表明,生育期内水稻需水量在气象因素共同作用下以13.68 mm·10年-1速率下降,变化范围为410.8～574.6 mm;该地区特枯水年、枯水年、平水年和丰水年水稻需水量分别为521.0、484.9、451.8、410.8 mm;水稻在拔节和抽穗期需水量较大,两个时期需水量在不同水文年下差异明显;不同水文年下6、7、8月主要需水时期,需水量与有效降雨耦合度均小于1;同一水文年下灌溉定额均为淹水灌溉>"浅、湿"灌溉>干湿交替灌溉>控制灌溉,淹水灌溉灌溉次数最多,干湿交替灌溉模式灌溉次数最少;不同水文年下与淹水灌溉灌溉定额相比水稻"浅、湿"灌溉、干湿交替灌溉和控制灌溉节水效果明显,分别可节水6.3%～13.4%、29.1%～39.4%、30.6%～42.6%。有效降雨量难以满足水稻需水要求,在水稻生育期内应根据不同典型年选择合适灌溉制度灌溉,并在拔节孕穗、抽穗开花两个高耗水时期加强灌溉。     

北京地区冬小麦—夏玉米需水量与降雨量分析

通过分析北京地区60年间降水年型的分布,解析冬小麦—夏玉米不同生长发育阶段的降水量与需水量关系,分析主要的需水阶段及需水量,为制定冬小麦—夏玉米周年节水灌溉制度提供参考。     

节水灌溉方式下作物需水量和灌溉需水量研究综述

中国是一个严重缺水的国家,农业用水浪费严重,发展节水农业势在必行。作物生长需水量与灌溉需水量密切相关,作物生长需水量估算方法各异,并以彭曼公式为主,该公式与参照作物需水量(ET0)和作物生长系数(Kc)有关。计划灌溉需水量是节水灌溉管理的一个重要因素,其定额方式各有利弊,仍然以农田水量平衡方程为主要评估手段。