作物节水灌溉需水规律研究

基于节水灌溉条件下作物需水量试验资料,分析了控制灌溉和覆膜旱作节水灌溉的水稻需水规律以及节水高效灌溉模式下冬小麦、夏玉米和棉花作物的需水规律。结果表明,节水灌溉模式通过对水稻、冬小麦、夏玉米和棉花等作物产生的生长调控作用与补偿生长效应,使植株蒸腾量和棵间蒸发量较大幅度减少,各阶段需水量、需水强度和需水模系数均发生显著变化,形成了节水灌溉模式的主要农作物新的需水规律。可为节水灌溉制度的制定、节水型灌区动态配水及灌溉预报等提供科学依据。     

果树滴灌需水规律试验研究

1试验研究目的与内容我国北方地区水资源紧缺，供不应求。随着工农业迅速发展和人口增加以及人民生活水平的提高，工业及城市生活用水逐年大幅度增加，与农业争水的矛盾日益突出，北京地区尤为明显。从农业生产发展需要和水资源紧缺供需矛盾突出的现状出发，研究应用和推广节水灌溉新技术，是我国北方地区农业生产的必走之路和当务之急，北京地区更应如此——尤其是远郊区的丘陵山区，又是北京市的果品生产的主要基地，作为节灌新技术之一的滴灌技术在果品生产中更具有节水节能、高产高效的优势，早已为国内外实践证实。大面积应用果树滴灌…     

不同水肥模式对南方地区单季水稻需水特性影响研究

通过多点田间对比试验,分析了不同灌溉模式、不同施肥方式对南方地区单季水稻需水特性的影响。研究表明,同一区域不同灌溉模式单季水稻需水量变化基本一致;不同区域受外部水文气象条件的影响,其需水高峰期出现的时间存在差异;施肥方式对单季水稻需水量的影响小于灌溉模式,在合理施肥条件下、增加施肥次数会略增加水稻需水量。     

喷灌柑桔需水量和需水规律的研究

本文通过某柑桔喷灌试验研究试点，经过７年的试验观测，研究了分析了柑桔需水量和需水规律，测定了柑桔各生长期的需水量，建立了柑桔需水量与水面蒸发的回归方程，以及柑桔需水量与产量的回归方程。     

日光温室不同栽培季节番茄的需水特性研究

【目的】研究日光温室不同栽培季节番茄(Lycopersiconesculentum Mill.)的需水特性,探明水分需求与环境条件、植株生长发育的关系,为精准灌溉提供依据。【方法】基于番茄对土壤含水率的生理需求,用称质量法和水量平衡法计算需水量,同时观测植株生长及环境因子变化,分析水分需求及其影响因素,构建了水分需求模型。【结果】冬春茬和秋冬茬番茄植株日需水量均呈先升高后降低趋势,秋冬茬需水高峰期出现时间早于冬春茬,但全生育期需水量低于冬春茬;冬春茬番茄日需水量变化主要与植株生长因素有关,包括叶面积和鲜生物量,而秋冬茬番茄日需水量与环境条件相关更密切,主要是日平均光强和空气相对湿度;分别建立冬春茬和秋冬茬番茄的日需水量模型,二者拟合效果均较好。【结论】冬春茬和秋冬茬番茄需水特性存在差异,主要影响因子分别源于植株生长状况和环境条件,冬春茬番茄需水特性主要与叶面积指数和鲜质量有关,而秋冬茬番茄主要与日均光照强度和空气湿度有关。     

作物需水信息无线传输方式现状及研究进展

综述了国内外作物需水信息无线传输方式的现状和发展趋势.无线通信方式可分为长距离通信(GSM和GPRS 等)与短距离通信(蓝牙和ZigBee等).GSM和GPRS借助于移动通讯网络,实现了作物需水信息远程采集与设备远程监控;蓝牙和ZigBee 在温室作物需水信息采集与监控等方面显示出巨大潜力.未来作物需水信息系统的发展趋势将是各种无线传输方式的结合与融合,从而构建超级的传输网络.     

贵州地区主要作物需水规律与作物系数的研究

为了明确西南地区主要作物的需水规律和作物系数,根据贵州省修文县中心试验站2012年水稻、冬小麦、玉米、油菜和烤烟的田间试验资料,依据田间水量平衡方程和FAO-56Penman-Monteith公式计算出贵州地区主要作物需水量以及参考作物需水量,并对主要作物在不同灌溉模式下的需水规律和作物系数进行了研究。试验结果得出,贵州地区的水稻、玉米、冬小麦、油菜和烤烟在充分灌水条件下全生育期的作物系数分别为1.47、0.97、1.39、1.06和0.97,且各种节水灌溉模式均具有一定的节水效果,各处理条件下的玉米、冬小麦和烤烟的需水规律较一致,抽雄期、拔节抽穗期和旺长期分别是玉米、冬小麦和烤烟的生长旺盛期,需水量分别达70.42~96.14、90.7~97.4和182.49~238.34mm,而水稻和油菜的需水规律受灌溉模式的不同有所影响。研究结果以期为贵州地区农业节水灌溉和灌区水资源配置提供一定的科学依据。     

设施栽培菠菜需水规律与作物系数研究

根据设施栽培蔬菜需水量试验资料,分析了设施栽培春菠菜和冬菠菜在全生育期内的需水规律和累积需水规律;采用FAO-56单作物系数法计算了设施栽培春菠菜和冬菠菜的作物系数,分析了2种作物的作物系数在全生育期内的变化规律;引入Logistic曲线划分的生育阶段对设施栽培作物系数进行了进程修正,引入气象修正因子对其进行了数值修正.结果表明,设施栽培春菠菜与冬菠菜作物需水规律随生长发育表现为先增后减变化规律,作物累积需水量表现出符合Logistic曲线的慢一快一慢的累积规律;作物系数呈与需水规律一致的变化规律;进程、数值双重修正后的作物系数值更加接近实测值.     

不同灌水量对日光温室黄瓜需水规律和水分利用的影响

采用田间试验研究了不同灌水量在开花期、初瓜期、结瓜盛期期和结瓜末期等生育时期对黄瓜蒸腾量、产量和水分利用效率的影响,并通过黄瓜的需水规律提出实现高产高效的土壤水分对策。研究结果表明:在整个生育期,开花期灌水量控制在37.5～52.5mm、初瓜期灌水量控制在112.5mm左右、盛瓜期灌水量控制在367.5mm左右和结果末期灌水量控制在150mm左右,不仅可获得最高产量(14.560 2万kg/hm2),而且可以达到最大的水分利用效率(26.4kg/m3),实现高产高效的统一。     

温室芹菜需水强度与作物系数研究

测定作物需水量是进行合理灌溉的基础,确定作物系数是借助气象参数便捷预测作物需水量的前提。本研究借助水量平衡法和Penman-Monteith温室修正模型对芹菜进行研究。试验结果表明:温室芹菜需水强度和参考需水强度均呈“增加-降低-增加”的波动增加趋势,累积需水量和参考累积需水量均呈直线函数增加趋势,作物系数呈移动平均函数变化趋势。进一步将全生育期划分为4个阶段发现,苗期、叶丛初期、中期和后期的需水强度分别为1.128、1.917、1.405和2.212 mm/d,需水量分别为30.46、51.77、63.23和79.63 mm,作物系数分别为0.418、0.385、0.571和0.565。基于2 h采集频率的气象数据结果还表明,4个生育期的参考需水强度日变化曲线均呈“单峰型”,早晨8点开始逐渐升高,午间12点至下午2点达到峰值,以后逐渐降低,至晚间10点左右回落至初始值。     

作物需水信息远程实时采集系统的设计

作物需水信息的快速获取和实时传输是实现智能诊断和精量灌溉的前提。为此,设计了一种实时采集影响作物需水多环境参数的多通道数据采集系统。该系统以超低功耗单片机MSP430F149为核心处理模块、西门子MC39i为无线传输模块,以计算作物需水量的彭曼—蒙特斯公式中的主要气象要素(温度、湿度、日照时数、风速、辐射)和土壤湿度作为采集对象,根据各传感器输出信号设计了数据采集通道数量及类型。设计选用了系统的实时时钟电路、数据存储模块、LCD液晶显示以及控制键盘等电路,开发了系统各模块的控制软件,实现了通道选择、数据采集、数据处理、液晶显示及无线数据传输等功能。经电位器模拟输出电压测试,系统能实现数据采集和实时显示的功能,可以应用于灌溉决策系统中作物需水信息的实时监测。     

灌排方案对避雨番茄需水特性与产量的影响

为了实现南方地区番茄节水、优质、高效生产,在避雨栽培条件下,研究了不同灌排方式对番茄需水特性与产量的影响.研究结果表明:各亏缺灌溉处理土壤含水率随时间总体呈下降趋势,暗管埋深08 m的处理较埋深06 m处理,土壤含水量下降更快但不明显.番茄不同生育阶段的蒸发蒸腾量差别较大,表现为始花坐果期>果实成熟与采收期>苗期.随着番茄的生长,其日蒸发蒸腾量大体呈逐渐上升的趋势.在不同灌排模式和避雨措施条件下,苗期的日蒸发蒸腾量变化范围为107～271 mm／d,始花坐果期日蒸发蒸腾量变化范围为160～309 mm／d,果实成熟与采收期日蒸发蒸腾量变化范围为178～335 mm／d.在相同的排水措施,不同灌溉条件下,番茄果实产量随着灌水量的减少而减少,水分利用率和灌溉水利用率却随着灌水量的减少而增大.研究可为南方避雨栽培下番茄灌排方式的选择及其节水、优质、高产提供参考.     

水稻不同需水关键期适宜灌水下限指标研究

在5 m2有底测坑内研究水稻拔节孕穗期和抽穗开花期70%～90%土壤饱和含水率灌水下限对灌溉制度、渗漏量和产量等的影响。结果表明,不同灌水条件下,灌水次数、灌水模数、灌溉定额发生较大变化,灌水次数在本田期为28～37次,灌溉定额为8 190～9 450 m3/hm2,各处理渗漏量随着灌水量的降低而降低,渗漏量为灌水量的54.22%～64.25%,拔节孕穗期较抽穗开花期需水更敏感,拔节孕穗期应保持湿润状态,抽穗开花期适宜灌水下限为90%。     

滴灌条件下冬马铃薯需水规律及作物系数试验研究

根据2010—2011年田间试验资料,应用实测法测算马铃薯作物系数,并对FAO推荐的作物系数按气象因子和株高2个主要影响因素修订。结果表明,低纬高原山区冬马铃薯全生育期的作物需水量为172.9mm,马铃薯在初始生长期、生育中期和成熟期的实测作物系数分别为0.3、1.06和0.72,其中发棵期—结署期的作物系数最大。实测法适用于低纬高原山区作物需水量及作物系数的测算。     

不同水分处理条件下小麦需水规律研究

对小麦需水量与产量的关系进行了试验研究。结果表明,小麦需水量与产量关系呈二次抛物线关系,函数式y=-0.434 1 x2+348.66 x-67 248。在整个生育期中,小麦苗期需水强度最低,拔节期至成熟期小麦的需水强度基本随着生育期的推进逐渐上升并在孕穗至成熟期达到峰值,说明拔节期~孕穗期为小麦的生长旺盛期。试验成果为制定贵州小麦灌溉制度提供了参考依据。     

温室辣椒时空亏缺灌溉需水特性与产量的试验

根据全自动温室内辣椒田间试验资料.研究了时空亏缺灌溉下辣椒需水特性及其对产量的影响.结果表明,在辣椒调亏灌溉的部分生育期引入分根交替灌溉后,灌水沟两侧土壤含水率呈现交替上升和下降的现象,可以使辣椒根系经受一定程度的干旱考验.充分供水条件下.辣椒全生育期耗水量以结果盛期为最大,苗期和开花座果期其次,结果后期最小,各阶段耗水模系数分别为39.96%、22.91%、19.34%和17.79%.各生育期供水量和灌水方式均会影响辣椒的耗水量.为了取得高产和较高的水分利用效率,苗期应进行适当的根系均匀水分亏缺,开花座果期及时复水,结果盛期和结果后期分别采用根系均匀亏缺灌溉和分根交替灌溉.     

基于水分利用率与光合速率的温室作物需水模型研究

提出一种融合水分利用率（Water use efficiency, WUE）和光合速率的温室作物需水模型构建方法。在获取不同温度、光量子通量密度、CO2浓度和土壤含水率嵌套条件下番茄净光合速率和WUE的基础上,基于径向基神经网络（Radial basis function, RBF）构建光合速率和WUE预测模型;继而获取不同环境嵌套条件下的光合速率对土壤含水率的响应曲线,利用 U弦长曲率法获取光合速率约束下的土壤含水率调控适宜区间;在此区间内,基于WUE预测模型,以水分利用率最大为目标,利用粒子群算法(Particle swarm optimization, PSO)获取土壤含水率调控目标值;最后,利用支持向量机回归算法（Support vector regression, SVR）建立作物需水模型。结果表明,需水模型的训练精度为0.9969,测试精度为0.9788,均方根误差为0.23%,拟合效果良好。与单一考虑光合效率最优的模型相比,本模型WUE平均提高15.22%,土壤含水率平均下降12.76%,光合速率平均下降4.05%。说明融合WUE-光合速率的需水模型能兼顾作物需求和经济效益,可为温室土壤含水率的精准调控提供理论依据。     

堵河生态需水计算及保障研究

堵河生态环境状态逐渐恶化,亟需研究确定生态需水并采取合理措施予以保障.本文在对照分析4种生态需水计算方法的基础上,考虑实际条件后,选择应用广泛的蒙大拿方法计算堵河的生态需水.计算结果表明,堵河干流的生态流量应为16.4m3/s,霍河水库需要向下游河道保证的生态流量为0.75m3/s.此外,研究确定了堵河上水利工程的调控规则,用以保障堵河生态需水流量的实现.本研究对于堵河流域水资源保护与可持续利用、南水北调中线工程水源地保护以及竹山县积极构建生态园林城市,都具有重要意义.     

第五讲作物的生理节水及需水关键期(三)

４　节水增产效益　　经过连续几年的试验研究与示范推广,应用非充分灌溉的优化灌溉制度进行灌溉,具有很显著的节水增产效益。４１　半干旱地区在半干旱地区,除了部分水源充足的灌区外,大部分是水源不足的灌区,一方面依靠天然降雨,另一方面灌溉一到三水,来维持春小麦或其它作物较高的产量。４１１　在水源充足的灌区在水源条件较充足的灌区,首先应考虑减少灌水次数,节约灌溉水量,扩大灌溉面积。把水灌到关键期,单产减少并不多,而使灌区总产大大提高。如果增加灌水次数,灌水时期不当,反而会减少产量。如内蒙水科所在大黑…     

作物需水信息实时监测与无线远程传输系统

为了解决作物需水信息的快速获取和无线远程传输问题,提出并实现了一种作物需水信息无线远程传输与监测系统。该系统由3部分组成,即PTM-48M植物生理生态监测仪及所适配的传感器构成的数据采集与监测系统、GPRSDTU与GPRS网络构成的无线数据传输系统以及数据存储和处理中心。为此,阐述了系统的整体结构,并从软硬件两方面描述了系统的设计及实现。结果实现了GPRSDTU和PTM-48M植物生理生态监测仪的成功连接,且PTM-48M连接多个传感器,可实时采集多个信息,进而实现了多通道作物需水信息的异地实时监测与无线远程传输。实践证明,该系统使用灵活,数据传输可靠。