豫东平原冬小麦Jensen模型中敏感指数的年际变化

作物阶段蒸发蒸腾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阶段水分敏感指数λi来表示。敏感指数λi大，缺水对产量的影响较大，反之亦然。利用豫东平原冬小麦6年的灌溉试验资料，以冬小麦生育期ET0资料为基础，分析研究了Jensen模型中λi的年际变化，建立了ET0和λi的函数关系。     

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。     

黑龙江省西部半干旱区大豆水分生产函数试验研究

通过盆栽实验,应用大豆不同灌水处理下的耗水量和产量的试验资料,用Jensen模型、Minhas模型、Blank模型、Singh模型、Stewart模型分别对黑龙江省西部半干旱区大豆的水分生产函数进行了拟合,对模型求解结果进行了比较分析与检验。用生长曲线来拟合水分敏感指数累积函数,计算了不同生育阶段的水分敏感指数。结果表明:加法模型Stewart、乘法模型Jensen优于其它分段计算模型;水分敏感指数累积函数拟合的效果较好。     

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。     

阶段性缺水对冬小麦耗水特性和叶面积指数的影响

为了缓解华北平原淡水资源的不足，合理调配水资源，在中国科学院南皮生态农业试验站进行了淡水阶段性缺水灌溉试验研究，结果表明，当某生育阶段灌水被取消时，不但使作物在本生育阶段受水分胁迫，而且在后续生育阶段也受到一定程度的水分胁迫。相比阶段性缺水来说，旱作对叶面积指数和产量的影响程度最大。与充分灌溉的叶面积指数相比，缺水阶段的减小并不是最大的，缺水阶段之后的叶面积指数减少更大，从节水和对作物生长的影响2个方面综合考虑，缺灌浆水对叶面积指数和产量的影响程度最小。在淡水资源缺乏的区域采用阶段性缺水灌溉是节约水资源的重要途径。     

自适应粒子群优化算法（APSO）在膜下滴灌优化灌溉中的应用

在考虑了灌溉水量、作物水分响应模型、降雨量、不同生育阶段缺水对产量敏感指数、作物市场价格、农业灌溉用水价格、膜下滴灌成本价格等因素下,建立了农作物经济效益最优的多约束、非线性灌溉模型。将APSO算法进行灌溉模型优化求解。利用新疆棉花膜下滴灌实验所得数据,得出了作物在不同范围有限灌水量下棉花各生育阶段间灌水量的最优效益分...     

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。     

作物敏感指数与敏感系数的分析与研究

本文就作物的相对产量和各生育阶段的相对腾发量,以詹森的相乘模型和布兰克的相加模型为基础,采用多元回归的方法,对我省城、望都、临西三个灌溉试验站5～7年的田间试验数据进行了分析计算,给出了两模型中的敏感指数和敏感系数,并用此两模型估算出了水分亏缺情况下的作物产量、并与实测产量进行了比较。     

Jensen模型改进的研究

Jensen模型水分敏感指数与阶段耗水量密切相关,通过对生育期不同阶段缺水造成的后效性影响的研究,对Jensen模型进行了改进,采用与植物细胞液浓度相关的系数K_i对后一阶段实测蒸腾量与充分灌溉蒸腾量的比值进行修正,使得到的敏感指数值能够更好地反映各生育阶段缺水对产量影响的敏感性。采用改进模型求解的敏感指数,不同年份相应阶段λ值变动幅度小,具有一定的稳定性。     

干旱区玉米的作物水分响应模型

通过在位于我国干旱区的河套灌区进行的玉米非充分灌溉试验,选择国际上具有代表性的作物水分响应模型分析了玉米产量与各生育阶段水分的关系,选择出了适合于河套灌区玉米的作物水分响应模型,并确定了其敏感指标和水分敏感生育阶段,以为河套灌区节水灌溉管理提供科学依据。     

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...     

Application of a simulation based optimization model for winter wheat irrigation scheduling in North China

Irrigation needs to be scheduled properly for winter wheat, the main food crop in North China where the water resources are limited. We optimized the irrigation timing of crops under limited water supply by integrating a soil water balance model, dated water production function with cumulative function of water sensitivity index, and a nonlinear search method. The optimization produced the optimal irrigation date series with the predetermined irrigation quota for each application, which aims to obtain higher crop yield with limited irrigation water and be convenient for irrigation management. This simulation–optimization model was used to investigate the irrigation scheduling of winter wheat in Xiaohe irrigation Area in North China. Results show that optimal irrigation date series, corresponding relative yield and relative evapotranspiration are all closely related to the irrigation quota and initial soil water conditions. For rich and medium initial soil water conditions in medium precipitation year, it takes four times of irrigation (60 mm each time) after greening in order to obtain higher crop yield. But it increases to five times for poor initial condition. With limited irrigation water, irrigation should generally be applied in the preferential sequence of early May or late April (in the jointing stage), then mid and late May (in the heading stage), and finally March (in the greening stage). Irrigation should be applied earlier with lower initial soil water storage. Higher irrigation quota increases the crop yield but tends to decrease the marginal value, especially when irrigation quota exceeds 180 mm. The study also indicates that the optimized relative yield is generally higher than that obtained in field experiment. Based on the optimization, we proposed to use the quadratic polynomial function to describe the frontier water production function, which shows the mathematical relationship between optimized relative yield and relative evapotranspiration.     

寒地黑土区玉米调亏灌溉耗水规律的试验研究

通过盆栽试验,于2013年研究了寒地黑土区玉米调亏灌溉条件下不同水分处理的耗水规律,结果表明：玉米不同生育阶段的总耗水量大小顺序为：拔节期＞抽雄期＞灌浆期＞苗期,其中抽雄期的敏感指数(0.6727)最高。当水分亏缺处理低于60%田间持水量时,将会影响玉米产量,产量和总耗水量之间呈二次抛物线关系,当灌水量为46.93kg/盆时,产量最高。利用玉米在不同亏水处理条件下的各生育阶段耗水量和产量数据,用Jensen模型进行拟合,得到适合该地区玉米的水分生产函数,为玉米在调亏灌溉条件下制定合理灌溉制度提供参考依据。     

呼伦贝尔地区喷灌对大豆生长及水分利用效率的影响

【目的】优化呼伦贝尔地区灌溉管理制度。【方法】针对呼伦贝尔大豆喷灌补灌技术,以"新密荚王738"为供试品种,采用喷灌,设75 mm(P1)、85 mm(P2)、95 mm(P3)、105 mm(P4)4个灌水量处理,并设置1个无灌溉对照处理(CK),测定了不同时期的生物质量、产量、产量构成因子,分析了不同水平下生育期各阶段的耗水规律和水分利用效率。【结果】不同生育期灌水均能促进植物株高和叶面积的生长,株高较CK增加了3.8%～14.1%,叶面积指数较CK增加了2.4%～16.7%,结荚期是株高和叶面积指数的需水敏感期。与CK相比,灌水各处理百粒质量和荚粒数明显增加,单株荚数显著增加。与CK相比,P2处理荚数、百粒质量分别提高了37.2%、11.1%,P4处理荚数、百粒质量分别提高了21.9%、6.6%。P1、P2、P3和P4处理产量分别增加了9.9%、21.9%、20.8%和16.9%。全生育期大豆耗水量在326.7～435.8 mm之间,且随着灌水量的增加,大豆总耗水量显著增加,P1、P2、P3、P4处理分别比CK增加了17.7%、19.9%、26.5%、33.4%。不同生育阶段大豆耗水量不同,结荚期与鼓粒期为主要耗水阶段,共占总耗水量的48.6%以上。生育期日耗水强度均值表现为结荚期>鼓粒期>开花期>成熟期>分枝期>苗期。P1、P2、P3、P4处理WUE均分别比CK提高了17.4%、27.5%、20.3%和10.1%。【结论】本试验条件下,不同灌水量对耗水量和水分利用效率影响比较明显,P2处理在各方面表现均最好,可以达到节水与高产的目标。     

旱作物关键灌水期的确定

为了节约灌溉水量,提高水的利用率,必须科学地确定作物全生长期中的各个关键灌水期。为此,根据作物在不同地区、不同生长阶段的缺水状况和作物因缺水造成的可能欠收幅度调查分析,并考虑缺水敏感期,提出了确定作物关键灌水期的原则和方法。     

旱区压砂地甜瓜水分生产函数试验研究

针对压砂地甜瓜的最优补灌问题,通过盆栽试验,对甜瓜需水规律、产量及水分生产函数模型进行了研究。结果表明:甜瓜产量与需水量之间呈二次抛物线趋势变化,随着需水量的增加,产量随之增加;当增加到一定程度时,产量反而逐渐下降,呈报酬递减规律;同时建立了压砂地甜瓜生育阶段水分生产函数模型,计算得出各生育阶段水分敏感指数按开花坐果期、伸蔓前期、膨大前期、伸蔓后期、膨大中期、膨大后期依次降低,其变化规律与甜瓜的需水规律相一致,在开花坐果期、伸蔓前期和膨大前期需保证水分需要,其他阶段可适当减少补水量。     

查哈阳灌区水稻水分生产函数模型及其应用试验研究

在黑龙江省查哈阳灌区2006年实测数据的基础上,建立了4种水分生产函数模型,经过对4种水分生产函数模型的分析,初步确定出适合查哈阳灌区的水稻水分生产函数模型为Jensen模型,在此基础上建立了查哈阳灌区水稻的敏感指数累积函数,为该地区水稻非充分灌溉条件下的灌溉制度优化提供了基础依据。     

河套灌区经济作物番茄节水型优化灌溉制度研究

以2009年内蒙古河套灌区经济作物番茄的田间实测资料为基础,分别应用水量平衡原理与作物系数法得到经济作物生育各生育阶段实际腾发量;然后以作物-水模型为基本原理,采用多元线性回归方法对作物不同生育阶段水分敏感指标进行求解,其变化规律为：开花着果-结果盛期＞苗期-开花着果＞结果盛期-结果末期,最后应用基于实数编码的遗传算法对作物灌溉制度进行优化,结果表明,作物生育期内适宜的灌水量为60mm。     

咸淡水交替灌溉对冬小麦生长及产量的影响

【目的】探究不同咸淡水交替灌溉方式对冬小麦生长及产量的影响,并通过通径分析在高产的基础上选择适宜冬小麦的咸淡水交替灌溉方式。【方法】采用避雨测坑试验,灌溉咸水矿化度设为1、3、5 g/L NaCl,以全生育期灌溉淡水(0.12 g/L NaCl)为对照(CK),分别在冬小麦的拔节—抽穗期、抽穗—开花期、灌浆期设置咸-淡-淡(BFF)、淡-咸-淡(FBF)和淡-淡-咸(FFB)3种咸淡水交替灌溉方式,研究了冬小麦生长指标、产量及其构成因子。【结果】BFF处理对冬小麦生长及产量具有较大的抑制作用,其次是FBF处理,FFB处理影响最小。在相同的咸淡水交替灌溉处理下,微咸水矿化度越大,对冬小麦生长及产量抑制作用越大;通径分析表明对冬小麦产量形成直接影响最大的性状是穗粒数,决策系数为0.697 0,其次是秸秆质量、千粒质量和穗数,决策系数分别为0.377 5、0.322 8和0.286 6,株高和单株地上干物质累积质量对冬小麦产量影响较小。【结论】在灌浆期采用较低矿化度微咸水灌溉对冬小麦穗粒数、秸秆质量、千粒质量和穗数影响不明显,从而对产量影响较小,因此在冬小麦拔节—开花期采取淡水灌溉并于灌浆期转换为3 g/L微咸水灌溉,可保证较高产量并实现微咸水资源的合理利用。     

灌水模式及下限对滴灌棉花产量和品质的影响

为探索滴灌条件下棉花优质高效灌溉指标,在新疆石河子研究了地下滴灌(SSDI)和膜下滴灌(SDI)条件下不同灌水控制下限对棉花耗水量、品质以及水分利用率的影响.结果表明,相同滴灌模式,棉花蕾期耗水量随灌水控制下限的提高而增加,花铃期水分胁迫处理的棉花阶段耗水量普遍低于对照处理;蕾期适度水分胁迫(灌水控制下限为60% FC)花铃期充分供水(灌水控制下限为75% FC)处理(SDI-7和SSDI-7)有利于籽棉产量的提高,与对照处理相比,籽棉产量提高了14.48%(SDI-7)和11.60%(SSDI-7);水分处理对棉花衣分、棉纤维整齐度的影响不明显,蕾期和花铃期水分胁迫对棉纤维上半部平均长度的影响随水分胁迫程度的加重而加剧,蕾期适度水分胁迫(灌水控制下限为60% FC)有利于棉纤维断裂比强度的提高.相同水分处理,地下滴灌棉花产量和灌溉水利用率均高于膜下滴灌棉花.与对照处理相比,蕾期和花铃期灌水控制下限分别为60% FC和75% FC,灌水定额为30 mm处理在节约灌溉水的同时提高了籽棉产量并改善了棉纤维品质,可作为石河子垦区滴灌棉花适宜的灌水指标.