农作物灌溉定额与产量的优化模型及其求解方法

描述灌溉定额与作物产量关系的新型模型，简称优化模型。优化模型比传统的二次抛物线和变形抛物线型更能确切地描述灌溉定额与作物产量的关系。通过建立一系列数学模型，采用ＧａｕｓＮｅｗｔｏｎ法和Ｊａｃｏｂｉ矩阵，求解系数Ａ，Ｂ，Ｃ和Ｄ，并进行了相关系数的检验。采用甘肃河西走廊１９８８～１９９２年畦灌条件不同栽培模式下春小麦、玉米的试验资料，对本模型进行了验证。结果表明：优化模型可靠、实用，而且可广泛用于生产确定农作物限额灌溉下高产的灌溉定额极值。     

安徽淮北平原主要农作物的优化灌溉制度与经济灌溉定额

依据安徽水科院新马桥农水综合试验站1996~2001年作物水分生产函数专项试验资料建立的小麦等4种主要农作物的“作物水模型”,结合分布于安徽淮北地区北、中、南部8个试验站(点)历年的试验统计资料,建立了作物优化灌溉制度的数学模型,并采用动态规划方法分别求出了该地区不同分区、不同水文年型小麦等4种作物的优化灌溉制度;分析确定了其经济灌溉定额以及优化灌溉的节水增产效果。为安徽淮北平原和类似地区科学、合理、高效利用灌溉水资源,实现向节水型农业的转变等提供了理论、技术指标依据和决策依据;同时对于正确指导该区农田水利规划与建设等具有重要的参考应用价值。     

水稻的优化灌溉定额、耗水量与产量关系

根据水、土、植、气系统关系,作者抓住对水稻生育和产量起重要作用的气象和土壤水分环境两个主导因素,在优化灌溉模式的基础上,通过试验获得耗水系数和土壤水分效应系数等资料,进而建立了表达水稻优化灌溉定额,耗水量与产量关系的数学模型     

河南省主要农作物灌溉用水定额分析

针对河南省现状灌溉用水情况,在大量调研资料的基础上通过回归分析模型计算得出不同灌溉分区及全省平偏枯年份主要作物灌溉用水基准定额和调节系数,进而确定了不同灌溉条件下各作物的灌溉用水定额。结果为现阶段河南省农业灌溉实施"总量控制、定额管理"提供了决策指导。     

利用产量与耗水量的关系确定经济灌溉定额的方法

本文利用在大田或试验田中较易取得的产量与耗水量资料,求得我省不同地区的产量与耗水量关系,利用此关系,进行经济分析,提出了一种利用产量与耗水量的关系确定经济灌溉定额的方法,并利用该法求得了北邢家灌区冬小麦的经济灌溉定额,从而为我省的经济用水、计划用水提供依据。     

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。     

基于模拟退火算法求解灌溉制度优化模型

随着更加完善而复杂的灌溉制度优化模型被提出,对模型进行优化求解的方法成为研究热点。提出了应用模拟退火算法求解灌溉制度优化模型,通过实例应用来探讨该算法在模型求解过程中的特点和效果。结果表明,该算法所求目标函数值可以逼近全局,适用于最优灌溉制度优化模型的求解。尽管如此,但是该算法仍存在所求目标函数值不稳定的缺陷,需经多次计算再选最优,因此模拟退火算法仍有待改进。     

基于SWAP模型的桓台县主要农作物灌溉制度优化

为实现节水增产,以山东省桓台县冬小麦和夏玉米为例,运用SWAP模型模拟了不同灌溉方案组合下的土壤含水率以及作物产量,优化了灌溉制度.研究结果表明:SWAP模型能够较好地模拟桓台县冬小麦和夏玉米的生长过程,模拟效果理想;通过利用率定好的SWAP模型模拟3种ETc条件下不同降雨年型的作物相对产量和水分利用效率,结果发现,小麦灌3水和玉米灌2水的模式能够提高作物产量,并且能明显提升水分利用效率;根据模拟结果获得最优灌溉制度为:80％ETc下,不同生育期冬小麦平、枯水年的灌水额应为,拔节(87.3、92.9 mm)、抽穗(124.7、132.7 mm)和灌浆(62.4、66.4 mm);不同生育期夏玉米的灌水定额为,拔节(19.8、40.2 mm)和抽雄(29.8、60.6 mm).优化后的方案可保证研究区冬小麦和夏玉米的产量,并且能提高作物灌溉水利用效率.     

确定经济灌溉定额方法的研究

对在大田或试验田中取得的产量与耗水量资料,进行经济分析,求得张掖市不同区域的产量和耗水量关系,提出了利用这一关系确定经济灌溉定额的方法,从而为本市的经济用水,计划用水提供了依据。     

计算水稻灌溉定额的简化方法

水稻灌溉用水量是水利化区划、水库调节计算以及灌区规划设计和管理的重要数据之一,因此如何正确、迅速拟定水稻灌溉用水量,是当前生产上急需解决的重要课题。过去我们经常采用水稻生育降雨量系列频率法(下称“降雨频率法”),选择典型年设计水稻灌溉制度。降雨频率法认为水稻灌溉用水量和生育期降雨量有密切的相关关系,用此法在计算某一保证率的用水量时,总是选取水稻生育期降雨频率接     

确定经济灌溉定额方法的研究

对在大田或试验田中取得的产量与耗水量资料,进行经济分析,求得张掖市不同区域的产量和耗水量关系,提出了利用这一关系确定经济灌溉定额的方法,从而为本市的经济用水,计划用水提供了依据。     

灌溉定额条件下玉米的产量形成及灌溉增产潜力研究

为了探明玉米产量形成特性、经济效益及灌溉增产潜力对灌溉的响应,为吉林省西部半干旱区灌溉增产提供理论依据。研究4个灌溉定额下玉米产量、农艺性状和经济效益的变化,并利用Hybrid-Maize模型模拟了这一地区玉米的灌溉增产潜力。结果表明:120 mm(Q1)、170 mm(Q2)和250 mm(Q3)处理的玉米产量均显著高于50 mm(Q0)处理;Q2与Q3处理的叶面积指数(LAI)和株高均显著高于Q0处理;玉米的气候生产潜力值与Q2和Q3处理的实测产量差异较小,与Q0处理的实测产量差异较大,所有处理的实测产量均与光温生产潜力值差异较大。170 mm可作为吉林省西部半干旱地区玉米生产的灌溉参考值,Hybrid-Maize模型可作为预测吉林省西部半干旱区玉米产量变化趋势的模型。     

不同灌溉定额对枸杞生长和产量的影响

针对宁夏同心县枸杞灌溉水资源紧缺的生产实际,采用大田滴灌试验,研究了不同灌溉定额、不同种植方式(覆膜和不覆膜)对枸杞的生长及产量的影响。研究结果表明:1灌溉定额为1 620m3/hm2时,枸杞枝条长度最大;覆膜与不覆膜枸杞枝条生长速度均在开花初期最快;与覆膜相比,不覆膜的枸杞枝条生长速度峰值推迟10d出现;2覆膜和不覆膜条件下,灌溉定额为1 620m3/hm2时叶绿素含量均最高;灌溉定额一定时,覆膜的叶绿素含量高于不覆膜的;3覆膜和不覆膜条件下,灌溉定额为1 620m3/hm2时,枸杞产量均最高;当灌溉定额小于等于1 620m3/hm2时,覆膜的产量比不覆膜的高,当灌溉定额大于1 620m3/hm2时,覆膜的产量比不覆膜的低;当灌溉定额小于等于1 620m3/hm2时,枸杞产量随着灌水量的增加而增加,当灌溉定额大于1 620m3/hm2时,枸杞产量随着灌水量的增加而降低,说明过多的灌水不利于枸杞生长。覆膜滴灌条件下,灌溉定额为1 620m3/hm2适合在当地枸杞高效节水生产中推广应用。     

湖北省早稻灌溉定额修订方法研究

湖北省现行灌溉用水定额标准颁布于2003年,已难以适应当前及今后的水资源管理需求。早稻作为湖北省主要灌溉作物,修订其灌溉定额,对于实现总量控制、定额管理及落实最严格水资源管理制度具有重要意义。分析了湖北省不同分区早稻作物系数、稻田渗漏量、泡田期水面蒸发量、饱和需水量、生育期、水层控制标准等灌溉定额计算参数,基于早稻灌溉定额影响主因子,提出了不同耕作方式与灌溉模式组合下不同分区不同频率早稻灌溉定额,能够更全面真实地反映湖北省早稻灌溉用水水平,对其他地区水稻灌溉定额修订工作具有重要指导与借鉴意义。     

北方地区主要农作物灌溉用水定额的研究”通过验收鉴定

2001年1月17日，由水利部国际合作与科技司主持，南水北调规划设计管理局资助的专题研究“北方地区主要农作物灌溉用水定额的研究”在中国水科院举行专题验收鉴定会。 该专题研究由水利部农田灌溉研究所和中国水科院水利所共同承担，经过近一年的研究，共同研究了以下四方面的内容： (1)主要农作物分区净灌溉需水量研究； (2)不同节水灌溉方式，分区各种作物节水灌溉定额； (3)非工程节水措施与节水潜力分析； (4)非充分灌溉与产量的关系研究以及经济灌溉定额。 该专题研究的成果将为南水北调工程的科学论证及以后的规划、设计和管理提供必要的基础数据。验收鉴定委员会在听取了专题组的工作汇报、研究成果汇报及答疑讨论后一致通过了该专题的验收鉴定。 (本刊编辑部)     

确定农作物经济灌溉制度的方法

节水灌溉是节水型农业的重要措施之一,节水灌溉就是用最少的灌溉水量确保作物的正常生长,并尽可能提高作物产量。本文通过分析,建立了作物产量与耗水量的关系;建立了作物灌溉效益函数;并应用经济分析中净效益最大准则,导出了作物经济灌溉定额计算通式;利用系统工程理论提出了作物生育期内各次灌溉水最优灌水定额的求解方法。     

不同灌溉定额对枸杞光合特性及产量的影响

针对宁夏灌溉水资源紧缺的生产实际,以覆膜滴灌枸杞为研究对象,设置不同灌溉定额进行田间试验,研究了不同灌溉定额对枸杞光合特性及产量的影响。结果表明:1净光合速率日变化,低水分呈双峰型,高水分呈抛物线型;蒸腾速率日变化呈单峰型,不同水分处理的蒸腾速率峰值出现时间点不同;胞间CO_2浓度随着灌水量的增加而降低;2灌溉定额2 700m~3/hm~2时叶绿素相对含量最大,为67.2,灌溉定额3 600m~3/hm~2时最小,为64;3灌溉定额2 700m~3/hm~2时产量最高,为10 440kg/hm~2,灌溉定额3 600m~3/hm~2时产量最低,为7 126.2kg/hm~2,灌水量在一定范围内可增产,但超出2 700m~3/hm~2,产量与灌溉定额不呈正相关关系。     

不同灌溉定额对棉花墒情及产量影响的研究

由于第五师86团水资源有限,严重制约了团场经济的发展。为此,利用卫星遥感数据采集平台实施对棉田的水分监测,探求在戈壁地条件下的作物需水规律及施肥制度。通过一年实施,结果表明:自动化灌溉对棉花株高、叶面积、现蕾、结铃等生殖生长具有较好的促进作用,有利于促进棉花结铃、保铃,提高棉花产量。全生育期应在320~330m3/6 6 6.7m2之间滴水62次较为合理,此滴水方式比常规滴灌节水52m3/6 6 6.7m2;棉花平均单产401.5kg/666.7m2,较常规滴灌增产79.2kg/666.7m2。