河南省葡萄需水量的时空变化趋势及影响因素分析

基于河南省1960—2015年的17个基本气象站点的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数法计算了河南省葡萄需水量;并利用线性趋势分析法和Mann-Kendall非参数检验法,对葡萄生育期需水量和不同月份需水量的年际变化趋势进行了分析。同时,也对其与气象因子的相关性进行了探讨。结果表明,1960—2015年,河南省葡萄生育期平均需水量为451.71 mm。56 a来,除4月份葡萄需水量呈不显著的上升趋势外,其他月份的需水量均呈下降趋势,尤其是6月、7月和8月的需水量均呈显著下降趋势。葡萄生育期需水量的空间分布特征为自西北向东南逐渐降低,豫西葡萄生育期平均需水量最高,为460.82 mm,豫南葡萄生育期平均需水量最低,为438.15 mm。对影响河南省葡萄生育期需水量的气象因子进行相关性分析表明,日照时数和平均风速与葡萄生育期需水量有极显著正相关性,平均相对湿度与生育期需水量呈极显著负相关性。     

黄淮海农作区玉米需水量时空变化特征比较研究

鉴于作物需水量变化趋势对制定灌溉策略与区域水资源配置的重要作用,依据黄淮海农作区50个标准气象站点50年逐日气象数据资料,基于SIMETAW模型,分析了黄淮海各农作亚区夏玉米、春玉米生育期需水量、灌溉需要量的时空变化趋势,主要气象因予时间变化趋势以及需水量与气象因子的相关性。结果表明：1）该地区夏玉米、春玉米生育期需水量平均值分别为321．70和456．70mm且近50年均呈下降趋势,两者降水耦合度分别为0．78、0．72;2）与夏玉米生育期灌溉需要量相比,春玉米生育期灌溉需要量地区差异大且下降更显著,但两者在豫西丘陵山地旱坡地一熟水浇地二熟区均呈上升趋势;3）夏玉米,春玉米需水量下降受太阳辐射、温度、平均风速、平均相对湿度、降水的综合影响,其中最主要气候原因为太阳辐射、温度;平均风速、降水量与之呈显著负相关,其他各因素为显著正相关。     

聊城市参考作物蒸散量的多时间尺度特征及影响因子

为聊城市估算和科学分析作物需水量提供依据,选取1961—2015年聊城市8个气象观测站点的逐日气象资料,应用Penman-Monteith法计算该地区参考作物蒸散量(ET0),并与气象因子进行相关性分析。结果表明:参考作物蒸散量的日值为3.04mm,年内极大值呈下降趋势,极小值呈上升趋势;月值1月最小(30.88 mm),6月最大(164.48 mm);春、夏、秋、冬各季值分别为332 mm、435 mm、237 mm和102mm;年值为1108mm;不同尺度的参考作物蒸散量呈下降趋势。参考作物蒸散量与日气象因子气温、风速、日照时数呈正相关,与相对湿度呈负相关,其中与最高气温的典型相关系数最高,达0.841 3。不同尺度的参考作物蒸散量下降的主要影响因素为平均风速和日照时数。     

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。     

1961—2010年东北农作区春小麦需水量的时空变化特征

利用东北农作区58个气象站点1961—2010年的逐日气象数据,基于Simulation of Evapotranspiration of Applied Water(SIMETAW)模型分析气候变化背景下东北农作区春小麦生育期内作物需水量(Crop evapotranspiration,ETc)和灌溉需要量(Evapotranspiration of applied water,ETaw),以及典型站点春小麦的灌溉需求指数(Irrigation demand index,IDI)的时空变化特征。结果表明:近50年来,东北农作区日平均温度呈显著上升趋势,平均降水量下降趋势不明显,平均太阳辐射及作物蒸散量呈显著下降趋势。春小麦生育期作物需水量和灌溉需要量呈下降趋势,其分布均表现为西多东少。50年来春小麦作物生育期需水量下降主要集中于松辽及兴安岭南部地区,东部地区变化趋势不明显;生育期灌溉需要量下降集中于松辽及兴安岭地区,三江平原地区略有增加,长白山地区多年保持平稳。     

滴灌灌溉量和频次对小麦—青贮玉米复播体系蒸发蒸腾量和作物系数的影响

为了探索不同灌溉量和滴灌频次处理对北疆地区滴灌小麦—青贮玉米复播体系蒸发蒸腾量(ET值)和作物系数(K值)的影响,以新春6号和新饲玉13号为试验材料,整个复播体系设置3个灌溉量(660、520、320 mm)、3个滴灌频次(10次、8次、6次)互作条件下的9个滴灌处理,结合当地气象数据,对不同处理滴灌小麦—青贮玉米复播体系的ET值及K值进行分析。结果表明,滴灌小麦—青贮玉米复播体系4、5、9、10月份参考作物蒸发蒸腾量(ET_0值)较小,6、7、8月份ET_0值较大;灌溉量对滴灌小麦—青贮玉米复播体系ET值及K值影响显著,灌溉量越高,ET值和K值越大;灌溉频次对复播体系ET值和K值在不同灌溉量下的影响各不相同,在中灌溉量中频次下作物产量最高。建议北疆地区滴灌小麦—青贮玉米复播体系的灌溉方案以小麦灌溉量300 mm滴灌5次、青贮玉米灌溉量220 mm滴灌3次为宜。     

云南蒙自坝子主要作物需水量及灌溉需水量研究

根据蒙自坝子中部蒙自气象站1980—2010年逐月气象资料和相应的作物数据及CROPWAT软件,计算了蒙自坝子近31年来的作物需水量和灌溉用水量,通过排频,确定了不同作物在相应保证率下的灌溉用水量。研究结果表明,水稻、玉米、马铃薯、烤烟、花生等大春作物的多年平均作物需水量分别为696．2、427．7、517．8、414．0和469．0mm,作物需水量离差系数较小。大春作物生育期有效降雨量较多,故灌溉需水量很少,但水稻因为泡田用水、秧田用水、生长期渗漏等,导致灌溉用水量很大,成为灌溉需水量最大的作物;小春作物蚕豆、小麦、油菜的多年平均作物需水量分别为394．8、412．5、476．2mm。因为生育期内有效降雨量相对较少,小春作物灌溉需水量很大;甘蔗、蔬菜为全年种植（生长）作物,作物需水量分别为1308．3和1186．9mm,灌溉需水量分别为675．2和523．51／11／1,成为仅次于水稻的第2和第3位灌溉需水量最大的作物。该研究为蒙自坝子灌溉制度制定、作物种植结构调整提供了理论依据。     

江西水稻需水规律和灌溉用水变化规律分析

分析了近30年来江西水稻参考作物蒸发蒸腾量和蒸发蒸腾量的资料,总结了近30年来江西水稻需水量变化规律,计算了作物需水系数,并分析作物需水系数年际和年内变化规律;同时,根据水稻蒸发蒸腾量、作物需水系数和有效降雨量等因素,计算了水稻灌溉用水定额,分析水稻灌溉用水定额近年来变化规律,指出应加强水稻适宜灌溉制度、耕作制度和土壤改良技术的研究和推广。     

气象因子对滴灌小麦青贮玉米复播体系参考作物蒸发蒸腾量ET_0值的影响

为了研究气象因子对"滴灌小麦-青贮玉米"复播体系ET_0的影响,本文以2017年石河子地区4—10月("滴灌小麦-青贮玉米"复播体系生育期)的气象因子为基础,应用彭曼公式计算出每日的ET_0值,采用相关分析法分析了逐日气象因子与ET_0,以及累积气象因子和累积ET_0值之间的相关关系。结果表明:参考作物蒸发蒸腾量ET_0的大小受气象因子影响,在"滴灌小麦-青贮玉米"复播体系中4、5、9、10月份ET_0值较小,6、7、8月份ET_0值较大;参考作物蒸发蒸腾量ET_0与最高温度、最低温度、平均温度呈正相关关系,与相对湿度呈负相关关系,但其相关性较差;单个累积气象因子与累积ET_0之间存在极显著的相关性,可用单个累积气象因子简化ET_0值的计算。     

基于DSSAT模型的河南省冬小麦需水量分析

为定量评估河南省不同生态地点冬小麦需水量变化特征,应用DSSAT模型模拟了充分灌溉、雨养不灌溉条件下河南省15个地点连续10 a(2003—2012年)冬小麦产量、田间蒸散量、作物蒸腾量、土壤蒸发量等,分析了灌溉增产以及水分生产率的分布规律,并计算河南省不同地点平均需水量和缺水量。结果表明:充分灌溉条件下,河南省15个生态地点10 a间冬小麦平均产量介于7 847~9 565 kg/hm~2,作物蒸腾量介于319~380 mm,土壤蒸发量介于96~166 mm,田间蒸散量介于445~539 mm,水分生产率介于1.67~1.98 kg/(hm~2·m~3);雨养不灌溉条件下,15个生态地点10 a间冬小麦平均产量介于1 927~6 260 kg/hm~2,作物蒸腾量介于66~244 mm,土壤蒸发量介于120~195 mm,田间蒸散量介于209~370 mm,水分生产率介于0.79~2.17 kg/(hm~2·m~3)。15个生态地点10 a间灌溉增产介于1 594~6 698 kg/hm~2,总体呈中北部较高南部较低。15个生态地点10 a间需水量介于395~452 mm,河南省中东部及南部需水量相对较低;缺水量介于76~282 mm,整体呈北高南低。研究结果可为河南省冬小麦水分定量化管理措施的制定提供参考。     

运用投影寻踪法建立苹果树蒸腾量的预测模型

[目的]运用投影寻踪回归分析法建立苹果树蒸腾量的预测模型,为更方便更好地预测苹果树蒸腾量提供指导。[方法]根据2009年5～9月气象站观测数据,对气温、相对湿度、风速、太阳辐射、大气压、土壤温度、叶温和水面蒸发量进行分析,并应用投影寻踪回归分析法建立了各气象因子与苹果树蒸腾量的预测模型。[结果]气象数据分析表明,大气水势随着气温增高呈减小的趋势,但随着气温降低和湿度增加而增加。气温、净辐射与作物叶水势均呈抛物线关系。随着净辐射的增大,作物消耗的水量增大,叶水势降低。由叶水势与土壤含水率关系可知,当土壤含水率减少时,苹果根系难以吸收到足够的水分,不能满足叶片蒸腾耗水的需求,导致叶片含水量偏低,叶水势也随着下降。苹果叶水势随着土壤含水率的降低而降低。[结论]运用投影寻踪回归分析法建立了气象因子对苹果树蒸腾量的预测模型,且预测精度较高。     

三义寨灌区主要作物需水量变化趋势分析

探究作物需水量及其变化趋势,为制定灌区灌溉制度、区域水资源规划和管理提供依据。基于三义寨灌区2000―2014年逐日气象数据,根据FAO推荐的Penman-Monteith公式计算小麦、玉米和棉花的需水量(ETc),采用TFPW-MK法研究3种作物ETc变化特征,借助通径分析法探讨作物ETc变化成因,并利用R/S方法预测作物未来ETc变化趋势。结果表明:小麦、玉米和棉花全生育期ETc存在显著性差异,分别为358.47、246.18和438.97mm,小麦抽穗期、玉米灌浆成熟期、棉花花铃期ETc显著增加,分别占各自全生育期的31.24%、37.06%和51.18%;小麦全生育期ETc以2.86mm/a显著降低,玉米和棉花全生育期以ETc2.39mm/a和4.33 mm/a降低,小麦成熟期、玉米拔节期和棉花现蕾期以0.14 mm/a、0.38 mm/a和0.19mm/a增加,3种作物的ETc在其他生育期均降低;小麦、玉米和棉花ETc最主要影响因子为风速、日照时数和风速;在未来一段时间,小麦全生育期ETc为增加趋势,玉米和棉花全生育期ETc为降低趋势,小麦分蘖和拔节期、玉米抽雄期及棉花播种、现蕾和吐絮期ETc变化趋势与过去相反,三者其他生育期ETc与过去变化趋势保持一致。     

Penman-Monteith方程在茶园节水灌溉中的应用研究

作物需水量的多少是农业灌溉过程中决定灌溉效率和质量的关键。以Penman-Monteith方程为主要研究对象,采用2018年3月10日至4月10日的气象数据以及2018年的月均值数据将P-M修正式方程与基于茶树的蒸腾蒸发模型进行数据对比分析。结果表明,基于茶树的蒸腾蒸发模型计算出的ET_0精确度更高,与实测值吻合度较好,理论上可以作为茶园灌溉的依据。     

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。     

柳园口灌区参考作物腾发量的长期变化趋势 及其对灌溉需水量的影响

研究该文的目的在于揭示了柳园口灌区参考作物腾发量的长期变化规律.阐明其产生原因及可能产生的影响,为应对气候变化对农业生产带来的负面影响提供基础.采用FAO-56推荐的Pen-man-Monteith公式计算河南省柳园口灌区1983-2003年的逐日参考作物腾发量.用Mann.Kendall检验对灌区的参考作物发量进行长期变化趋势分析,对参考作物腾发量的长期变化趋势及其与气象因素、灌溉引水量的关系进行了分析.结果表明,在过去的20多年中,ET0呈极显著的下降趋势,其下降的幅度约为50mm/10年;导致ET0下降的主要原因是日照时数下降,其次是风速的下降,气温升高并不足以抵消日照时数和风速的下降而使ET0上,升;ET0的下降主要出现在4月和6-8月.在降雨量变化不明显的情况下,灌溉季节的ET0的下降使灌区的灌溉需水量呈下降趋势,而灌区近年来的引黄水量减少也证明了这一事实.因此,除了节水灌溉技术的推广,气候变化使灌溉需水量减少,灌区的节水也有气候变化的"贡献".     

衡水地区冬小麦生长后期需水量变化特征

利用衡水市3个气象站1965-2012年的逐日气象数据,采用作物需水量模型以及相关统计方法,分析了近48年来衡水地区冬小麦灌浆期至成熟期需水量的变化特征。结果表明,1965-2012年衡水地区冬小麦生长后期需水量呈波动下降的趋势,趋势变化显著,近48年来下降了37.9 mm,人工灌水量的减少趋势快于需水量的变化,近48年来减少了62.4 mm;需水量存在时间序列上的突变现象,突变发生在1976年,1977年以后变化更加明显;在冬小麦后期需水量波动减少的过程中存在明显的7年变化周期;冬小麦后期生长需水量的变化与日照时数呈最大正相关,与相对湿度的变化呈最大负相关。     

陕西关中地区大豆作物系数试验研究

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498.4 mm;大豆作物系数全生育期平均为0.89,在开花~结荚阶段最大,平均为1.26,其次为结荚~成熟阶段,平均为1.04,播种~幼苗阶段最小,为0.29;在关中气候背景下,大豆作物系数与>10℃积温具有较好的二次多项式关系。     

山西冬小麦作物需水量近45年变化特征

[目的]研究冬小麦生态需水量随气候变化的响应机制。[方法]利用1961~2005年山西冬小麦产区各县的气象资料和区域各农业气象观测站观测资料,根据区域冬小麦物候规律将山西冬小麦区分为5个区域,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式结合作物系数,分别计算5个区的冬小麦作物需水量,并结合同期降水量,分析各发育期冬小麦作物的需水、缺水变化规律,需水、缺水年际变化特征。[结果]结果表明,山西冬小麦各区域作物需水量在436.1~446.0 mm之间,表现出由轻旱-干旱-重旱区域作物需水量逐渐增加的趋势 以抽穗~灌浆期需水强度最大,冬前分蘖期和春季的拔节~灌浆期需水最为关键 生态缺水量平均为260 mm,缺水率在60%以上 各生育期返青~拔节期缺水率最大 气候变暖背景下,区域冬小麦生态需水量基本表现出下降趋势,而生态缺水率呈增加趋势,20世纪80年代需水量下降比较明显,缺水率则较小,从90年代开始随着暖干化趋势明显,作物缺水率也日益严重。[结论]抓好关键期水分利用、优化灌溉制度对提高冬小麦产量非常重要。     

近50年气候变化对黑龙港流域棉花需水规律的影响

针对气候变化对作物需水量的影响,研究主要气象因子和作物需水量的变化趋势。应用黑龙港流域棉花试验数据,对棉花需水量和主要气象因子近50年的变化进行趋势检验,分析该地区近50年的棉花需水量变化趋势。结果表明,近50年黑龙港流域气温呈上升趋势,相对湿度、日照时数和风速均呈不同幅度的下降趋势,降水量变化趋势不明显。棉花全生育期需水量总体呈下降趋势。在各生育阶段中,苗期、蕾期和吐絮期需水量总体呈下降趋势,花铃期需水量呈显著上升趋势。风速和日照时数是影响黑龙港流域棉花全生育期需水量的主要气象因子,气温和相对湿度是影响棉花花铃期需水量的主要因子。     

宁夏地区春玉米灌溉需水量特征研究

【目的】提高宁夏地区春玉米的灌溉效率,优化农业资源配置。【方法】依据宁夏地区11个站点1960-2019年的气象资料,确定宁夏地区年际及春玉米生育期不同水文年型的有效降雨量;然后,利用ET₀ Calculator软件计算参考作物腾发量,并结合作物系数法计算作物需水量,求得宁夏地区年际及不同水文年型下春玉米各生育期的作物需水量、灌溉需水量、耦合度和水分盈亏指数。【结果】1960-2019年间,宁夏地区年有效降雨量波动较大(158.5~424.2 mm),北部引黄灌区、中部干旱带和南部山区春玉米生育期有效降雨量分别为123.9,205.4和334.4 mm。宁夏全区春玉米生育期需水量为482.0~690.7 mm,其中南部山区和中部干旱带春玉米需水量有降低趋势,而北部引黄灌区有增大趋势。北部引黄灌区、中部干旱带和南部山区春玉米灌溉需水量分别为566.8,413.0和147.6 mm;在枯水年、平水年和丰水年宁夏全区春玉米灌溉需水量分别为448.5,378.9和317.0 mm。南部山区降雨对作物需水量的满足程度最高,耦合度为0.70,是北部引黄灌区的3.89倍。【结论】宁夏南部山区应以集雨技术为基础发展雨养玉米种植;北部引黄灌区和中部干旱带需要大力发展节水灌溉,其中在北部引黄灌区春玉米大喇叭口期、抽雄期和乳熟期需要分别补灌87.2,79.6和275.6 mm,在中部干旱带需要分别补灌65.7,62.4和212.8 mm。