Prediction of daily reference evapotranspiration by a multiple regression method based on weather forecast data

Prediction of daily reference evapotranspiration (ET ₀) is the basis of real-time irrigation scheduling. A multiple regression method for ET ₀ prediction based on its seasonal variation pattern and public weather forecast data was presented for application in East China. The forecasted maximum temperature (T _max), minimum temperature (T _min) and weather condition index (WCI) were adopted to calculate the correction coefficient by multilinear regression under five time-division regimes (10 days, monthly, seasonal, semi-annual and annual). The multiple regression method was tested for its feasibility for ET ₀ prediction using forecasted weather data as the input, and the monthly regime was selected as the most suitable. Average absolute error (AAE) and root mean square error (RMSE) were 0.395 and 0.522 mm d^?1, respectively. ET ₀ prediction errors increased linearly with the increase in temperature prediction error. A temperature error within 3 K is likely to result in acceptable ET ₀ predictions, with AAE and average absolute relative error (AARE) <0.142 mm d^?1 and 5.8%, respectively. However, one rank error in WCI results in a much larger error in ET ₀ prediction due to the high sensitivity of the correction coefficient to WCI and the large relative error in WCI caused by one rank deviation. Improving the accuracy of weather forecasts, especially for WCI prediction, is helpful in obtaining better estimations of ET ₀ based on public weather data.     

关中地区夏大豆蒸发蒸腾及作物系数的确定

作物系数-参考作物蒸发蒸腾量法是作物需水量计算最普遍采用的方法。作物系数作为该方法的重要参数,它的确定已成为作物需水量研究的关键问题。依据2005-2007年3年田间试验资料,利用Penman-Monteith公式计算了关中地区夏大豆全生育期间参考作物蒸散量,并利用农田水量平衡方程及土壤水分胁迫系数计算了作物实际蒸发蒸腾量,由此计算了大豆各生育阶段的作物系数,并分析了大豆作物系数变化规律。结果表明:关中地区大豆全生育期间参考作物蒸散量平均为524.6 mm;大豆作物系数全生育期平均为0.82,在开花~结荚阶段最大,平均为1.22,其次为结荚~成熟阶段,平均为1.05,播种~幼苗最小为0.26;在关中气候背景下,大豆作物系数与大于10℃积温具有较好的二次多项式关系。     

参考作物蒸散量对气象要素的敏感性分析

为了研究参考作物蒸散量(ET_0)对气象要素的敏感性,利用新乡地区1951―2003年逐日气象资料,由Penman-Manteith公式计算参考作物蒸散量,采用敏感曲线和敏感系数方法分析了参考作物蒸散量对气象要素的敏感性。结果表明,温度、风速和日照时间3种气象要素与ET_0正相关,相对湿度与ET_0负相关。1―12月,相对湿度和风速的敏感系数表现为"先减小后增大"趋势,而日照时间和温度敏感系数表现为"先增大后减小"趋势。在全年中,ET_0对气象要素的敏感程度表现为相对湿度风速日照时间温度;第一、四季度各气象要素在季尺度中的敏感性均为相对湿度风速日照时间温度,第二季度表现为相对湿度日照时间风速温度,第三季度表现为相对湿度日照时间温度风速;冬小麦生育期典型时段内各气象要素敏感性在1、3、10月份均表现为相对湿度风速日照时间温度,5月则表现为相对湿度日照时间风速温度。     

Nutrient Management,Cultivar Development and Selection Strategies to Optimize Water Use Efficiency

Summary

Cultivars can be selected for traits that improve water use efficiency, and fertilizers and other nutrient sources also can be managed to optimize water use efficiency of a crop. Both cultivar selection and nutrient management impact water use efficiency by altering photosynthetic rate, yield, rooting characteristics, transpiration, or soil evaporation. In order to optimize water use efficiency, cultivar and nutrient decisions should be made jointly. This integrated approach will lead to improvements in water use efficiency, with an increase in productivity and profitability per unit water.     

硅对干旱胁迫下草地早熟禾形态及生理特性的影响

摘要：通过测定人工模拟干旱缺水条件下,不同浓度硅处理后草地早熟禾(Poa pratensis)品种蓝宝石(Sapphire)总蒸散量、叶片相对含水量、叶片相对电导率、草坪质量、根干质量、根活性指标变化,研究了硅对干旱胁迫条件下草地早熟禾形态及生理特性的影响。结果表明,干旱胁迫下草地早熟禾的总蒸散量、叶片相对含水量、草坪质量、根干质量、根活性较对照（充分灌水）明显下降,而叶片相对电导率明显上升。在对照处理下,各浓度硅对总蒸散量、叶片相对含水量、草坪质量、根干质量、根活性、叶片相对电导率均没有显著影响;而在干旱胁迫下,硅能明显促进草地早熟禾总蒸散量、叶片相对含水量、草坪质量、根干质量、根活性升高,促进叶片相对电导率明显下降,且以浓度为2.14 mmol/L时效果最佳。     

浑善达克沙地参照作物腾发量简易计算方法初探

为了寻找适合浑善达克沙地参照作物腾发量计算的简易方法,该文以实测的微气象数据为基础,分别采用FAO56 Penman-Monteith(1998)、Hargreaves-Samani(1985)、Irmark-Allen拟合以及Priestley-Tay-lor(1972)计算参照作物腾发量,并以普适性强、精度高的FAO56 Penman-Monteith为基准,对其他方法进行气象因子的非线性修正。结果表明:气象因子修正后的参照作物腾发量精度大大提高,为获得相对可靠的参照作物腾发量开辟了新的途径。FAO56 Penman-Monteith、Irmark-Allen拟合和Priestley-Taylor都需要用到净辐射,而专业测量净辐射的设备在农业气象站里很少安装,使三种方法推广使用受到一定限制。气象因子修正后Hargreaves-Samani需要的气象数据相对容易获得,且计算简单,具有较高的精度,建议在缺少气象资料的干旱地区推广采用。     

近50年来塔里木盆地南、北缘干湿状况变化趋势分析

全球变暖大背景下,塔里木盆地边缘绿洲气候变化趋势研究已成为研究的热点。文中利用塔里木盆地南、北缘17个典型绿洲气象站1959-2008年的气象资料,使用联合国粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式,计算近50年潜在蒸散量,定义了地表干燥度指数。在此基础上,对塔里木盆地南、北缘,近50年气候变化特征及其成因进行对比分析。结果表明:塔里木盆地南、北缘气候变化与全球气候变化趋势基本一致,但又具有明显的区域性特点:塔里木盆地南、北缘潜在蒸散量均在波动中呈减少趋势,南缘递减速度比北缘快;干燥度指数也均在波动中呈缓慢减小趋势,其中南缘干燥度指数递减速度比北缘快;总之塔里木盆地南、北缘绿洲有缓慢向暖湿转化的迹象,这对气候极端干燥的塔里木盆地边缘绿洲生态环境的改善和农业生产有积极的影响。     

覆膜和露地旱作春玉米生长与蒸散动态比较

利用土壤水分传感器、微型蒸渗仪与涡度相关系统,连续监测覆膜和露地春玉米田土壤水分、蒸发和农田蒸散,分析春玉米田蒸散与土壤蒸发变化规律,探讨了覆膜玉米高产节水增效的机理。结果表明:与露地相比,覆膜的表层土壤温度和体积含水率分别提高4.9%和19.5%。覆膜、露地处理玉米出苗率分别为99.0%和80.0%,其差异为显著水平,覆膜提早春玉米各生育阶段平均为7d,全生育期缩短11d。生育前期、中期,覆膜的叶面积指数、株高和地上、地下干物质均显著高于露地的,播种一个月后差异最大,分别高110.2%、13.5%、42.9%和12.7%。玉米拔节期前(6月前)和8月后至玉米成熟,覆膜的农田蒸散量分别比露地的低6.8%和0.4%,但6-8月覆膜的比露地的高5.1%。全生育期覆膜的农田蒸散量为376.2mm,降低了6.0%,且土壤蒸发降低了57.7%。最终单株平均果穗质量、生物量差异不显著。但是,由于覆膜显著提高了出苗率从而增加了单位面积生物产量和经济产量,增幅分别为23.7%和15.3%。同时,覆膜作物水分利用效率提高了22.6%,达到31.3kg/(hm2·mm)。可见,覆膜能显著降低土壤蒸发和农田总蒸散量;保水增温促出苗,提前玉米各生育期;生育中期日蒸散量和干物质积累速率较高;最终显著提高单位面积生物产量和经济产量以及作物水分利用效率。     

重庆丘陵山区参考作物蒸散量的确定及气候影响因素分析

基于重庆市北碚区2001—2011年气象资料,采用Penman-Monteith公式计算ET0,分析了3种不同太阳辐射(Rs)计算方法所得ET0的差异性,并利用相关性和敏感性分析方法分析气象因子对ET0的影响。结果表明,研究区2001—2011年年内各月ET0呈抛物线变化,年内ET0最大值出现在7月和8月,最小值出现在1月和12月;不同Rs计算方法是引起ET0和辐射项(ET0(rad))差异的主要原因,但差异不显著;研究区ET0主要由空气动力学项(ET0(aero))贡献;最高温度、最高相对湿度和最低相对湿度是研究区ET0的3个最主要的影响因子;采用Pen-man-Monteith公式计算研究区ET0时,建议采用Hargreaves公式计算Rs。     

温室逐时参考作物腾发量的估算

为建立适合逐时计算温室ET0的模型,基于自然气象条件下的逐时Penman-Monteith(PM)公式,对其空气动力项进行修正得到了温室条件下的修正PM公式.并对比了修正PM公式与PM公式计算得到的温室逐时ET0.结果表明,修正PM公式与PM公式计算的温室逐时ET0年内变化趋势基本相同,但修正PM公式得出的逐时ET0负值较少,稳定性较高.修正PM公式计算的逐时ET0与时平均气温、时最高气温、时最低气温及时平均相对湿度有极好的相关性.