节水灌溉方式下作物需水量和灌溉需水量研究综述

中国是一个严重缺水的国家,农业用水浪费严重,发展节水农业势在必行。作物生长需水量与灌溉需水量密切相关,作物生长需水量估算方法各异,并以彭曼公式为主,该公式与参照作物需水量(ET0)和作物生长系数(Kc)有关。计划灌溉需水量是节水灌溉管理的一个重要因素,其定额方式各有利弊,仍然以农田水量平衡方程为主要评估手段。     

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。     

寒地水稻旱作作物需水量研究

近些年黑龙江省水稻种植面积逐年扩大,2017年达到了创纪录的400万hm2。目前黑龙江省水稻生产用水量占农业生产用水量的95%,占社会总用水量的74%,是黑龙江省名副其实的第一大用水大户。黑龙江省社会用水总量已逼近全省水资源控制红线,部分地区地下水资源严重超采。在这种水资源日趋紧张的严峻形势下,开展了水稻直播常规灌溉、旱作喷灌灌溉、旱作滴灌灌溉的作物需水量对比试验。结果表明,旱作喷灌灌溉节省10.99%的作物需水量,旱作滴灌灌溉节省17.76%的作物需水量,水稻旱作喷滴灌技术较现有常规灌溉可节省30%～50%总用水量,但是在现有喷滴灌技术水平条件下,产量水平低于现有常规灌溉。     

云南春作马铃薯作物系数及需水规律研究

为了研究马铃薯(Solanum tuberosum L.)需水规律,为云南地区马铃薯精准灌溉提供研究基础,于2013年春大田种植马铃薯,测量得到马铃薯实测需水量,由参照作物需水量和FAO-56推荐修正作物系数得马铃薯计算需水量,取二者平均值作为马铃薯的需水量,并计算得马铃薯实测作物系数,其与FAO-56推荐修正作物系数取平均值作为云南地区马铃薯作物系数。结果表明,在云南地区,春作马铃薯生长初期(Kcini)、中期(Kcmid)、后期(Kcend)作物系数分别为0.33、1.13、0.75,马铃薯需水量为300.265 mm。     

生物气候方法水分平衡函数式的应用：——南斯拉夫伏霍基拉省？…

为了克服确定作物需水量所遇到的困难,该文介绍一种简单、可靠、易掌握、实用的生物气候测定方法,该方法根据被测地的土壤、气候和作物参数,得到玉米在生长季节的光水热系数平均值为０．１５ｍｍ／℃。该方法应用竽南斯拉夫伏霍基拉省取得成功,由于光水热系数是由各地的特殊条件确定的,只要确定了该系数,该方法可在任何地方应用。灌溉时间和灌溉以及干旱的发生都可以由该方法确定。玉米生长期的需水量为４６７ｍｍ。     

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。     

生物气候方法水分平衡函数式的应用--南斯拉夫伏霍基拉省作物需水量的确定

为了克服确定作物需水量所遇到的困难,该文介绍一种简单、可靠、易掌握、实用的生物气候测定方法.该方法根据被测地的土壤、气候和作物参数,得到玉米在生长季节的光水热系数平均值为0.15 mm/℃.该方法应用于南斯拉夫伏霍基拉省取得成功.由于光水热系数是由各地的特殊条件确定的,只要确定了该系数,该方法可在任何地方应用.灌溉时间和灌溉强度以及干旱的发生都可由该方法确定.玉米生长期的需水量为467 mm.     

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。     

生物气候方法水分平衡函数式的应用--南斯拉夫伏霍基拉省作物需水量的确定

为了克服确定作物需水量所遇到的困难,该文介绍一种简单、可靠、易掌握、实用的生物气候测定方法．该方法根据被测地的土壤、气候和作物参数,得到玉米在生长季节的光水热系数平均值为0．15mm/℃．该方法应用于南斯拉夫伏霍基拉省取得成功．由于光水热系数是由各地的特殊条件确定的,只要确定了该系数,该方法可在任何地方应用．灌溉时间和灌溉强度以及干旱的发生都可由该方法确定．玉米生长期的需水量为467mm．     

作物需水量与灌溉农业、气候变化的关系

本文论述发展灌溉农业的重要性和发展途径,把作物需水量的规律作为灌溉农业的科学依据,而作物需水量又受控于气候条件,特别是受人为气候变化的影响,需要引起重视。     

时间序列分析法在水稻需水量预测中的应用

作物需水量是农业方面主要的水分消耗部分 ,也是整个国民经济中消耗水分的最主要部分。文章以富锦试区为例 ,采用时间序列分析法建立了水稻需水量预报模型 ,预报效果较好。为灌区灌溉制度的确定提供了数量指标和理论依据     

区域农业逐日需水量估算方法研究

从作物生长周期需水的角度提出了逐日农业需水量的计算方法,并对我国日均农业需水量进行了估算。结果表明:东北平原、华北平原、长江中下游平原区是我国农业需水量最高的集中区,大部分地区日均农业需水量为100万~500万m3,部分地区甚至超过500万m~3;华南地区大部分地区的日均农业需水量为200万~500万m~3,部分地区超过500万m~3;新疆的日均农业需水量也达到100万m~3。     

冀中南多样化种植模式的适水效应分析

为优化冀中南作物种植结构,本研究以河北省典型地下水漏斗区邢台市为例,基于作物需水SIMETAW模型系统量化1965—2018年冬小麦、春棉花、春玉米、夏谷子、夏大豆和春绿豆等10种主要农作物的生育期需水量与灌溉需水量,针对当地不同降水年型和水资源条件以及不同作物的生育期、生长发育特点和前后茬作物的农学特性等构建11种不同的种植模式,分析不同种植模式需水及降水耦合度等参数。结果表明:1)各作物年均生育期需水量表现为春棉花(515.2mm)冬小麦(466.6mm)春玉米(424.9mm)春油葵(420.0mm)春甘薯(362.1mm)春马铃薯(354.2mm)夏大豆(313.9mm)夏玉米(298.7mm)春绿豆(288.1mm)夏谷子(217.5mm)。2)各作物年均生育期灌溉需水量表现为冬播作物春播作物夏播作物。冬小麦年均生育期灌溉需水量最大,为329.2mm;夏谷子最低,为82.8mm。3)传统麦玉一年两熟制周年需水量最大(753.4～780.3mm),相比之下,多样化轮作模式的生育期需水量可显著降低15%～34%,生育期灌溉需水量明显降低9%～32%。春玉米-冬小麦-夏玉米、春玉米-冬小麦-夏谷子、春甘薯-冬小麦-夏玉米和春甘薯-冬小麦-夏谷子等两年三熟制在丰水年、平水年和枯水年下的生育期需水量、灌溉需水量和周年需水量均较低。春绿豆-夏谷子一年两熟模式的年均生育期需水量最低,为504.4mm,年均生育期灌溉需水量为286.8mm。因此,在保证粮食安全的前提下,为减缓河北省地下水位持续下降的趋势,发展适水种植模式是节水农业的重要途径之一。     

不同水肥处理对当归种植需水量的影响

[目的]对当归在不同水肥处理下的需水量进行研究,为当归灌溉制度研究及GAP规范化种植提供理论依据。[方法]通过小区田间试验,依据试验结果进行理论统计分析,分析了当归在不同灌水施肥处理下的土壤水分变化规律、需水量和作物系数。[结果]不同处理0～37 cm深度土壤含水率变化、表层土壤含水率变化起伏较大,随着深度增加,土壤含水率变化较小;不同水肥处理对当归阶段需水量的影响,需水量与灌水量大小成正比,灌水量越大,需水量越高;在适宜灌溉条件下,当归整个生育期的日耗水强度从0.16～4.03不等,作物系数为0.37～1.26,全生育期需水量592.98 mm;当归的整个生育期作物系数变化趋势是先增大后减小。[结论]该研究结果对制定当归种植灌溉制度和GAP规范意义重大。     

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。     

黄淮海平原作物灌溉需水与耕地生产潜力的耦合分析

对1991年和2000年气象数据进行空间插值,获得了黄淮海平原气象指标1km×1km空间网格数据,然后借助GIS数据处理与空间分析功能,通过计算参考蒸散量、作物需水量,估算了1991年和2000年黄淮海平原耕地作物灌溉需水量,并分析了其时空变化规律。利用农业生态地带模型(AEZ)计算了耕地生产潜力,通过对作物灌溉需水与耕地生产潜力的空间耦合分析,发现作物灌溉需水与耕地生产潜力之间呈线性正向相关,表明黄淮海平原灌溉需水满足程度是耕地生产潜力的一个制约因素。     

单、双作物系数法计算夏玉米需水量对比研究

采用FAO-56推荐计算作物需水量的单作物系数和双作物系数方法,计算豫北安阳地区夏玉米需水量,并与实测值进行对比,分析其差异及原因。结果表明,采取单、双作物系数法计算的夏玉米需水总量与实测值相对误差分别为14．8％、11．7％,双作物系数法更接近实测值;采取单.双作物系数法2种方法计算的夏玉米逐日及月均需水量具有较好的一致性,相关系数（r）为O．78、0．85。     

近56年来豫西冬小麦需水量变化特征及成因分析

为了探清豫西地区(三门峡、卢氏、栾川、西峡、洛阳、孟津)近56年(1958—2013年)小麦需水量和净灌溉需水量的变化和成因,采用单作物系数法计算小麦需水量和净灌溉需水量,利用时间序列分析法、采用Mann-Kendall法分析小麦需水量变化趋势,采用通径分析法分析影响小麦需水量的主要气象因子。结果表明,豫西地区多年平均年参考作物蒸发蒸腾量为807.66 mm,平均日蒸发蒸腾量为2.21 mm/d,倾向率为-0.745 mm/年,呈波动减少趋势,1979年以后下降趋势明显。豫西地区小麦的平均需水量、净灌溉需水量分别为484、442 mm,孟津小麦的需水量和净灌溉需水量均为最多,该地区小麦需要消耗更多的灌溉水。豫西地区小麦需水量持续下降在一定程度上减少了灌溉水利用量,影响豫西地区小麦需水量的主要气象因子是气温。     

黔中地区玉米作物系数及作物需水量研究

[目的]观测贵州省黔中地区主要农作物之一玉米的作物系数及需水量,为该地区节水农作制度的引进和建立提供理论依据。[方法]通过对玉米划分不同的处理方式,观测不同处理方式下玉米各生育阶段的相关因子变化,并计算出该地区玉米作物系数和作物需水量。[结果]黔中地区玉米脱粒晒干后净产量为4758.3kg/hm^2,需水量为520.56mm,玉米各生育阶段作物系数分别为：苗期—拔节0.71,拔节—抽穗0.80,抽穗—灌浆0.91,灌浆—成熟0.66。玉米水分生产力K=1.09m3/kg。[结论]黔中地区玉米需水量处于我国春玉米需水量中间值;玉米水分生产力较之贵州省平均水分生产力小0.23m3/kg。     

α-加权模糊线性回归模型在参考作物需水量预测中的应用

建立了一种回归系数为对称三角模糊数的α-加权模糊线性回归模型,以辽宁省锦州市为例,把该地区1957-1996年参考作物需水量作为历史样本,运用模型预测1997-2006年的参考作物需水量。与传统线性回归和模糊线性回归预测进行比较,结果表明：该模型能够实现历史数据“重近轻远”的预测效果,进一步提高预测精度,减小预测误差,为制定科学的节水灌溉制度和地区节水灌溉规划提供重要的科学依据。