寒地黑土区水稻水分生产函数试验研究

通过测坑试验研究,应用水稻6个生育阶段不同灌水处理下的蒸发蒸腾量和产量的试验资料,用Jensen模型、Blank模型、Singh模型和Stewart模型分别对寒地黑土区水稻的水分生产函数进行了拟合,并对得出的模型求解结果进行了比较分析与检验。结果表明,Jensen模型适合寒地黑土区水稻的水分生产函数模型计算,得出了敏感指数在生育期内的变化规律。为黑龙江省稻灌区调亏灌溉条件下的灌溉制度优化提供基础依据。     

三种作物水分生产函数模型的适用性比较

通过幂级数展开等代数变换发现,3种作物水分生产函数Jensen模型、Rao模型和Stewart模型可以近似相互转化,其各自水分敏感指数近似等价。通过在各阶段均匀受旱的特殊情况下对模型模拟的相对产量随相对蒸散发量变化过程的对比,从理论上分析了3个模型的适用性。研究发现,当作物受旱较轻微时,Rao模型和Stewart模型与Jensen模型统一具有较好模拟效果,但是当作物受旱较严重时,Rao模型和Stewart模型的模拟效果不好。通过不同气候区域不同作物田间试验的数据进行了验证计算,由于水分亏缺不十分严重,参数优化后3个模型都具有较好模拟效果,而Jensen模型模拟效果更好一些,优化得到的3种模型水分敏感指数近似相同,而采用Jensen模型水分敏感指数后,Rao模型和Stewart模型的模拟效果稍有降低。     

吉林西部人工草地水分生产函数模型初探

水分生产函数模型用以描述作物产量与水分因子之间的数学关系。确定合适的作物水分生产函数模型对建立与完善节水灌溉系统具有十分重要的意义。选常用的Jensen、Minhas、Blank、Stewart及Singh模型,依据在吉林省松原市前郭县草原管理站进行的苜蓿非充分灌溉试验中所获得的资料,采用多元回归分析方法求出各模型的参数,并对这5种模型进行了对比和筛选,得出了Jensen模型是最适宜于吉林省松原地区苜蓿的水分生产函数模型的结论。还探讨了Jensen模型水分敏感指数在苜蓿全生育期的变化规律,并指出了其在实践应用中的意义。     

设施延迟栽培葡萄不同水分生产函数比较

为了探究设施延迟栽培葡萄生育期灌溉水量的优化配置，根据2013—2014年设施延迟栽培葡萄不同生育期水分胁迫处理下的耗水量与产量关系的资料，分别分析了Stewart模型、Blank模型和Jensen模型3种不同水分生产函数对设施延迟栽培葡萄的适应性，计算了不同模型对应的设施延迟栽培葡萄不同生长阶段的水分敏感指数。结果表明，设施延迟葡萄水分敏感指数在果实膨大期最大，该时期为需水关键期，亏水处理会明显降低产量；萌芽期最小，该时期适度亏水对产量提高有积极影响。确立了Stewart模型和Blank模型为适用于设施延迟栽培葡萄的水分生产函数模型，在灌溉水量有限的条件下，应采取萌芽期适度亏水，将灌溉水量调配给果实膨大期的灌溉水配置方式，以期在合理调配灌溉水量的同时获得最佳经济效益。      

水氮耦合对膜下滴灌设施番茄水氮生产函数影响研究

【目的】探究膜下滴灌水氮耦合对温室番茄水氮生产函数的影响,寻求影响温室番茄的关键需水阶段,为番茄节水高效生产提供理论依据。【方法】设置4因素3水平水氮耦合正交试验,对温室水氮耦合下番茄的产量进行研究,基于Jensen模型建立了番茄水氮生产函数,并建立其水分敏感指数累积曲线,利用塑料大棚番茄水氮耦合产量结果对水氮生产函数进行验证。【结果】通过模型计算的番茄产量与实测产量的变化趋势一致,模型拟合残差平方和(SSE)为0.010,决定系数R2达到0.793,验证计算值和实测值之间的均方根误差、平均相对误差、平均绝对误差分别为2.98t/hm2、2.53%、2.39t/hm2,各生育期水分敏感指数表现为"开花期(λ2=0.200)苗期(λ1=0.096)成熟期(λ3=0.059)",通过水分敏感指数累积曲线计算得到的水分敏感指数与Jensen模型的水分敏感指数具有较好的拟合效果,各因素对番茄产量的影响表现为"开花期灌水苗期灌水施氮量成熟期灌水",开花期灌水量对产量的影响达到显著水平(P0.05)。T1处理产量最高,达到72.92 t/hm2。番茄的氮肥偏生产力随施氮量的增加而降低。施氮量为250kg/hm2,继续增加氮肥对番茄增产效果不明显,且降低了水分利用效率。试验建立的水氮生产函数具有较高的模拟精度,水分敏感指数累积曲线对水分敏感指数的计算较为准确。在整个生育阶段开花期的水分敏感指数最大。【结论】综合考虑番茄产量及水氮利用效率,设施番茄膜下滴灌水氮优化方案为:苗期采用充分灌水、开花期采用75%充分灌水、成熟期采用75%充分灌水和施氮量250 kg/hm2的组合。     

水稻的Jensen模型中敏感指数累积函数拟合公式的线性化研究

作物阶段耗水量与产量函数模型是缺水条件下进行非充分灌溉决策和灌溉管理的理论基础。作物不同生育期缺水对产量的影响可用作物阶段水分敏感指数来表示。针对过去在敏感指数的研究过程中,对生育阶段的划分过少,而实际应用中又要求生育阶段相对较多的情况,可采用敏感指数累积函数的的方法进行解决,满足了工程的应用需求。但是,由于敏感指数的累计函数在拟合时计算比较麻烦,给公式的应用造成了一定的困难。为了简化计算,提出了线性拟合的计算方法,既能达到计算的精度,又能大大简化计算工作,使敏感指数累积函数的应用更加方便和实用。     

鄱阳湖流域水稻水分生产函数模型试验研究

在位于鄱阳湖流域的江西省灌溉试验中心站针对早、晚稻开展了水稻水分生产函数试验,比较分析了几种常用的阶段水分生产函数模型在鄱阳湖流域针对早、晚稻的适应性,结果表明,无论早稻还是晚稻,Jensen模型均为适宜的水分生产函数模型。分析了阶段划分长短对水分生产函数模型参数变化规律的影响,即一定条件下某一阶段过长而引起的受旱时间延长会导致该阶段对缺水更敏感,证明相对等时间长划分阶段的重要性。给出了适合鄱阳湖流域早、晚稻Jensen模型参数及Jensen模型敏感指数累积函数模型参数。     

基于RS数据和GIS方法的冬小麦水分生产函数估算

以冬小麦遥感监测耗水与产量为数据支持,开展了多种水分生产函数模型的对比研究,探求与研究区相适宜的水分生产函数模型及其参数,其中全生育期水分生产函数模型分别选择直线模型、抛物线模型、D-K模型及指数模型;而分生育阶段水分生产函数模型分别选择Jensen、Minhas、Blank、Stewart及Singh模型。研究结果表明,冬小麦全生育水分生产函数模型推荐采用抛物线模型;而分生育阶段水分生产函数模型推荐采用Stewart模型;冬小麦对水分最敏感的阶段是抽穗期,其次为扬花-成熟期,而出苗-拔节期最小。为此,在北京市大兴区的冬小麦灌溉应优先满足抽穗灌浆期的需水,而在出苗-拔节期适度减少灌溉量,可达到节水增效目的。     

西藏高寒牧区(燕麦、青稞)作物-水模型确定

依据田间试验,以西藏高寒作物燕麦、青稞为对象,对于高寒牧区作物水分生产函数的确定进行了初步研究。结果表明,燕麦水分函数模型为Stewart模型,水分敏感程度顺序为:拔节～抽穗、分蘖～拔节、抽穗～刈割、出苗～分蘖;青稞水分生产函数模型为Jensen模型,水分敏感程度顺序为:分蘖～拔节、拔节～抽穗、抽穗～刈割、出苗～分蘖。为西藏高寒地区制定灌溉制度提供了理论依据。     

吉林省水稻水分生产函数模型的适应性研究

吉林省各水稻种植区现行的灌溉方式与水稻的需水规律并不完全符合,在一定程度上影响了水稻的产量。根据水稻的需水特性,对分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期和乳熟期分别做受旱处理,通过测坑试验获得了各处理方式下2011年和2012年的水稻蒸发蒸腾量和产量;选定5种常用的水分生产函数模型(Jensen、Blank、Minhas、Stewart和Singh模型)作为研究对象,根据获得的数据和模型公式分别求取水分敏感指数。通过分析,选定Jensen模型为最适合该地区水稻生长的水分生产函数模型,并据此建立了水分敏感指数与水稻插秧后天数之间的关系模型。     

作物水分敏感指标空间变异规律及其等值线图研究

以广西自治区双季晚稻为例,针对水分生产函数全生育期Stewart模型,以ET0及土壤有效含水量为参数,探讨了水分敏感指标KY随不同地域的变化规律。借助广西自治区参照作物需水量等值线图及土壤质地分布图,对Ky等值线图的绘制进行了研究。     

玉米灌溉模型及遗传算法的优化求解

在综合考虑了灌溉水量、作物水分需求、水分生产函数、降雨量、土壤水分平衡、不同生育阶段缺水对产量的敏感指数、粮食市场价格、农田灌溉用水价格、最低产量需求和灌溉成本等因素的基础上，建立了基于灌水收益最大的多约束非线性灌溉模型，同时应用遗传算法对模型的实数编码解空间进行搜索。求解结果显示该模型很好地解决了玉米的优化灌溉问题，遗传算法能在很短时间内搜寻到模型的最优解。     

基于熵理论和遗传算法的作物灌溉决策的优化研究

为了优化作物灌溉的决策,在综合考虑了灌溉水量、作物水分需求、降雨量、土壤水分含量和作物不同生育阶段缺水对产量的敏感指数等因素的基础上,建立了基于熵理论和遗传算法的优化模型。通过实例试验,结果表明:提出的模型用于作物灌溉决策优化比基本遗传算法计算精度有了明显提高。     

棉花水分生产函数及灌溉源制度研究

根据实验资料,通过不同受旱处理确定了棉花的水分敏感指数及水分生产函数,结果表明对水分最敏感的阶段是花铃期,其次是蕾期,吐絮期最小.并运用动态规划方法制定了灌溉制度,可有效提高作物生育期内水分利用效率,对优化配置水资源,实现农业高效用水具有重要作用.