中国三大灌区参考作物蒸散量温度法模型的修订与适应性评价

为提高中国三大灌区（都江堰灌区、河套灌区和淠史杭灌区）参考作物蒸散量（reference crop evapotranspiration,ET 0 ）温度法的计算精度,选取 8 个代表性站点 1961-2014 年逐日气象资料,采用 Irmark-Allen（IA）、Hargreaves and Samani（HS）、Turc（Tur）、McCloud（MC）、Schendel（Sch）、Trajkovic （Tra）、Droogres and Allen?1（DA-1）和 Droogres and Allen?2（DA-2）共 8 种温度法计算 ET 0 ,以 FAO-56 Penman-Monteith（PM）法计算结果为标准,基于各方法计算的 ET 0 日值线性回归方程（y=kx+b）,分别 在都江堰灌区选取 IA 法和 Tra 法,河套灌区选取 HS 法、DA-1 法和 DA-2 法,淠史杭灌区选取 IA 法、 HS 法、DA-1 法和 DA-2 法,引入调差参数对模型进行修订,利用均方根误差（RMSE）、平均相对误差 （MRE）和 Nash-Sutcliffe 系数（NS）对其适应性进行评价。结果表明：都江堰灌区和淠史杭灌区所选 模型修订后计算精度均有明显提高,河套灌区提高不明显;都江堰灌区 IA 修订模型（IA-Du 法）在该灌 区计算精度最高,其日值、旬值的 RMSE、MRE 和 NS 分别为 0.318mm·d-1 、0.120 和 0.923,0.201mm·d-1 、 0.093 和 0.959,且在不同月份均有较高计算精度;河套灌区计算精度最高模型为 HS 法,其日值、旬值 的 RMSE、MRE 和 NS 分别为 0.898mm·d-1 、0.326 和 0.785,0.547mm·d-1 、0.223 和 0.904,且在 1-5 月 和 10-12 月具有较高计算精度;淠史杭灌区 IA 修订模型（IA -Pi 法）在该灌区计算精度最高,其日值、旬 值的 RMSE、MRE 和 NS 分别为 0.534mm·d -1 、0.195 和 0.861,0.390mm·d -1 、0.167 和 0.896,且在不同 月份均具有较高计算精度。因此,推荐 IA -Du 法、HS 法和 IA -Pi 法分别作为都江堰灌区、河套灌区和淠史 杭灌区计算参考作物蒸散量的方法。     

基于茎秆直径微变化信号强度监测交替沟灌玉米水分状况

为研究茎秆直径微变化信号强度与交替沟灌玉米水分状况,试验设置常规沟灌处理、交替沟灌高水处理和交替沟灌低水处理,研究了3种处理玉米茎秆直径最大日收缩量(maximum daily shrinkage,MDS)、茎秆直径日增长量(daily increase,DI)与土壤含水率的关系,探讨了以信号强度(指标实测值与参考值的比值)诊断玉米水分状况的可行性,并通过"信噪比"结合水分敏感性对各生育期内MDS信号值(signal MDS,SIMDS)与DI信号值(signal DI,SIDI)适宜性进行评价。结果表明:MDS和DI在不同生育期表现出显著差异(P0.01),易受到气象因素影响,对土壤含水率变化的响应较弱。信号强度可排除气象因素干扰,各水分处理信号值呈现出不同规律,交替沟灌玉米信号值高于常规处理信号值。不同生育期内信号强度与水分敏感性表现出显著差异,拔节期内3组处理SIDI信噪比平均值大于SIMDS,且复水后SIDI信号强度降低幅度平均值(51.44%)大于SIMDS(30.55%),因此SIDI是更适宜的拔节期水分诊断指标;抽穗期内2种指标敏感性和信噪比相差不大,SIMDS与土壤含水率相关性更好,抽穗期应选择SIMDS作为水分亏缺诊断指标。成熟期SIMDS信噪比平均值大于SIDI,复水后信号强度降低幅度平均值(65.12%)大于SIDI(52.78%),SIMDS更适宜作为玉米水分状况诊断指标。该研究可为监测交替沟灌玉米水分技术提供技术支撑。     

地下滴灌条件下沙质土壤入渗特性试验研究

地下滴灌作为一种极具节水潜力的微灌技术,将成为未来节水灌溉技术的新的创新点之一,但对于我国的简易地下滴灌形式尚缺乏深入的研究。通过对沙质土壤进行地下滴灌一维土柱入渗、扩散试验,探讨了不同供水水头、不同容重、不同初始含水量情况下,水平和竖直方向入渗速率、湿润锋的变化规律,并分析了原因,为该技术的发展提出了一些建议。     

参与式管理的体制改革及其监测评价网络体系

系统介绍了陕西省关中灌区农民参与式管理的体制改革及其监测评价网络体系的组成与运作程序,全面总结了监测评价工作3年来的主要成效,提出了改进今后监测评价工作的几点建议。建立参与式管理的体制改革监测评价网络体系,对促进与指导整个关中九大灌区的体改工作发挥了积极的作用,而且其有关建立监测评价网络体系的经验与做法,对我国各灌区今后开展此项工作均有一定的指导意义与参考价值。     

光强和光周期对水培生菜光合及叶绿素荧光特性的影响

[目的]揭示不同光强和光周期条件下,水培生菜(Lactuca sativa L.)光合及叶绿素荧光特性的变化规律,得到产量最佳且光量子利用效率最高的光强、光周期组合。[方法]在人工光植物工厂内设置150、200、250、300μmol·m~(-2)·s~(-1) 4个光照强度和8、12、16 h/d 3个光周期,分析产量、光合参数、叶绿素荧光参数、色素含量、光量子利用效率等指标随光强和光周期的变化趋势。[结果]增大光强,叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和总叶绿素(Chl a+b)含量减少,类胡萝卜素(Caro)含量增多;延长光周期对叶绿素含量有促进作用,也能显著提高Caro含量;增加光强,净光合速率(P_n)、气孔限制值(Ls)、叶肉导度(g_m)增大,胞间二氧化碳浓度(C_i)变化趋势相反,表明限制光合速率是非气孔因素导致。在相同的光周期下,增加光强,F_v/F_m先增大后减小,非光化学荧光猝灭(NPQ)增大,光量子利用效率(P)有减小的趋势,表明增大光强会使热耗散增加且不利于PSII内光能的利用。延长光周期可一定程度上提高F_v/F_m且可以提高光量子利用效率。8、12 h/d光周期下,增加光强可提高叶鲜重,但16 h/d光周期条件下,增加光强生菜叶鲜重先增大后减小(250μmol·m~(-2)·s~(-1)时最大)。[结论]250μmol·m~(-2)·s~(-1)光强和16 h/d光周期组合最有利于产量和光能利用。     

中国西北地区日参考作物腾发量模型适用性评价

为推荐适宜中国西北地区参考作物腾发量(ET_0)简化计算模型,应用9个代表性站点近50 a逐日气象资料,以FAO-56 Penman-Monteith(PM)模型计算的ET0为标准值,选取5种基于综合法的Kimberly Penman(K-P),FAO 1979 Penman(PM 17),FAO 24 Penman(PM 24),FAO1948 Penman(PM 48),FAO 79 Penman(PM 79)模型,3种基于温度法的Hargreaves-Samani(HS),Mc Cloud (M-C),Hargreaves (Har)模型,5种基于辐射法的Priestley-Taylor-1 (PT-1),Priestley-Taylor-2(PT-2),FAO-24 Radiation(FAO-Ra),Makkink(Mak),Irmark-Allen(I-A),Irmark(Irm)模型,对其在西北地区ET_0进行适用性评价.结果表明:14种模型在中国西北地区计算精度差异明显.全区模拟精度最高的PM 48(综合法),H-S(温度法),PT-1(辐射法)模型的平均R2,MAE,RMSE和nRMSE分别为0.978,0.767 3 mm/d,0.842 3 mm/d和25.622%; 0.735,0.920 0mm/d,1.187 0 mm/d和36.556%; 0.736,1.392 0 mm/d,1.826 0 mm/d和57.992%.     

基于HYDRUS模型筛选滴灌模式下适宜灌水上下限的研究

通过开展不同土壤初始含水率和不同滴头流量的沙壤土室内滴灌试验,率定了土壤水动力学参数,验证了HYDRUS模型的适用性;利用HYDRUS模型模拟不同灌水上下限点源滴灌土壤水分运移过程,分析了不同灌水上下限对实际湿润体与计划湿润体间差异的影响规律。结果表明,以田间持水量为灌水上限时,实际土壤湿润体体积均大于计划湿润体体积,较小的灌水下限有利于将灌溉水控制在计划湿润体内;以50%θFC、60%θFC及70%θFC为灌水下限时控制实际湿润体体积对应的灌水上限分别为81%θFC、85%θFC及86.5%θFC。经模拟验证,适宜灌水上下限滴灌结束时,没有灌溉水分运移到计划湿润体外。     

水动式比例施肥泵大田性能影响因素试验研究

水力驱动式比例施肥泵具有运行稳定、精准施肥的优点,在微灌系统中应用广泛。滴灌系统中为了达到设计要求的灌水均匀度,滴灌管入口压力应不低于设计压力,在维持滴灌管入口压力稳定的基础上,结合大田膜下滴灌系统进行了水力驱动式比例施肥泵的性能试验,分析了施肥泵入口流量、吸肥比例、滴灌管入口压力对吸肥量及管道内肥液浓度的影响。结果表明:施肥泵入口流量随着滴灌管入口压力的增大而变大,吸肥比例对入口流量基本没有影响;吸肥比例设定在2%～4%时,实际所需的施肥时间与设定时间相比增加了近1/4,吸肥比例和滴灌管入口压力都较大时易发生堵塞,侧翼迷宫式滴灌管整体稳定性不如内镶贴片式滴灌管;在大田滴灌运行时较大毛管入口压力与较大吸肥比例配合施肥精度较低,不宜采用。     

光强和营养液对水培生菜光合特性和叶绿素荧光参数的影响

以香港玻璃脆散叶生菜为试材,筛选出最适光照强度和营养液浓度组合,在人工光环境条件下进行水培试验,研究了山崎配方0.8倍(A_1)、1.0倍(A_2)、1.2倍(A3)浓度下与150(B_1)、200(B_2)、250(B_3)、300(B_4)μmol·m~(-2)·s~(-1)光照强度完全组合对水培生菜光合特性和叶绿素荧光参数的影响,研究光照强度和营养液浓度对水培生菜(Lactuck sativa L.var.ramosa Hort.)光合特性和叶绿素荧光参数的影响,揭示产量形成机理。结果表明:营养液浓度一定时,增大光照强度(≤250μmol·m~(-2)·s~(-1)),各处理生菜叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最大光能转化效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)上升,产量增加,热耗散小;光照强度为300μmol·m~(-2)·s~(-1)时各处理生菜叶绿素含量、Pn、Fv/Fm、产量减小,热耗散大。1.0倍营养液浓度与250μmol·m~(-2)·s~(-1)光照强度处理下的生菜叶绿素含量、净光合速率最大,光化学效率高,产生的荧光少,热耗散少,产量最大。综合考虑,A_2B_3处理,即山崎配方1.0倍浓度和250μmol·m~(-2)·s~(-1)光照强度组合是水培生菜合适的光强和营养液管理措施。     

调亏灌溉对于玉米生理指标及水分利用效率的影响

依据在渭北黄土高原区的大田玉米调亏灌溉试验资料,分析了不同亏水处理对光合速率、气孔导度,蒸腾速率、根冠比、产量与耗水量以及水分利用效率等因素的影响,从亏水处理引起的气孔反应能提高光合与蒸腾之比,揭示了调亏灌溉的节水增产机理。最后,从既提高产量又提高水分利用效率的双重目的出发,得到了苗期土壤含水率为５０％～６０％田间持水量、拔节期土壤含水率为６０％～７０％田间持水量是最佳的调亏灌溉方案。