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。     

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。     

应用时域反射仪测定作物需水量和作物系数

介绍了应用时域反射仪（ＴＤＲ）测定作物需水量（ＥＴｃ）的原理和方法。根据冬小麦生育期内实测的ＥＴｃ以及用气象资料计算的参考作物蒸散量（ＥＴｃ）,求得了冬小麦的作物系数（Ｋｃ）,最后还用水面蒸发量（Ｅｐａｎ）的产测ＥＴｃ计算了需水系数,并给出了Ｋｃ－ｔ,α－ｔ在关系图,探讨了用α值估算作物需水量的可能性。     

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。     

精确灌溉中作物需水量的研究进展

主要概述了作物需水量及影响因素以及作物需水量、作物蒸发蒸腾量测定方法、作物需水量理论模型研究进展。     

抚顺地区参考作物需水量与气候变化的关系分析

根据抚顺地区3个气象站1995~2004年的气象资料,应用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算了10年来每年(5~9月)各月的参考作物需水量ET0,分析了ET0的月际变化和年际变化特征。抚顺地区的ET0月际和年际变化都较大,但ET0的变化趋势十分相似。同时分析了各气象因素对ET0的影响,对清源气象站的年均ET0的影响较大的气象因素是:最高气温(Tmax)、相对湿度(RH)、实测风速(U)以及日照时数(H),其中相对湿度(RH)与ET0呈负相关性;对章党气象站的年均ET0的影响较大的气象因素是:相对湿度(RH)和日照时数(H),其中相对湿度(RH)与ET0呈负相关性;对新宾气象站的年均ET0影响较大的气象因素是:大气压(P)和日照时数(H),与ET0均呈负相关性。日照时数(H)是影响抚顺地区参考作物需水量ET0最主要因素。抚顺地区ET0空间变化也较大,从山区到绿洲平原ET0多年平均值呈递增趋势,ET0与海拔高度呈显著负相关。     

贵州省几种作物需水量的估算与分析

根据搜集到的气象资料,采用FAO(联合国粮农组织)推荐的作物需水量公式,计算贵州几种主要作物的需水量,并对其水分生产效率进行分析。结果表明,贵州栽种的主要作物中,需水量最多的是水稻,为864．6mm,莫次是玉米608.9mm,再次是油菜451．9mm,最少的是小麦,为426．8mm。贵州农业水分生产利用率十分低下,比发达地区（南京)低40％,比发达国家(以色列)低70％。根据贵州省目前农业水资源利用现状,提出水资源可持续利用的相应对策。     

作物需水量计算方法研究

介绍了作物需水量的影响因素,并针对这些影响因素将作物需水量的计算方法分为3类,每类选取有代表性的几种方法进行探讨,指出它们的优缺点和适用条件,对今后的作物需水量研究有重要的参考价值。     

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。     

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。     

额尔齐斯河流域灌区薄层砂性土壤水分变化的试验研究

在额尔齐斯河流域地下水位浅埋条件下薄层砂性土壤的灌区内,2002—2003年进行两年田间试验,采用田间垂直入渗试验法计算分层土壤蓄水量,研究大水漫灌下薄层砂性土壤水分变化的规律,分析当地大水漫灌是否合理。试验结果表明,大水漫灌下田间水分利用率为30％～40％,田间土壤水分变化主要发生在根区土壤0～-50cm深度,根区土壤层的蓄水能力为100-125mm。     

不同灌水量对木薯需水量及产量的影响研究

研究了不同灌水量下木薯的需水量以及产量的变化.试验结果表明,木薯的株高和径粗随着灌水量的增加而增大;木薯的需水量在9～10月达到最大值,这是由于受植株本身生物量和气候条件影响;木薯需水量在1 969.88～2 160.74 mm范围内产量表现最佳,但需水量过高或过低,都影响列产量的增加.     

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     

低丘红壤作物易旱与土壤持水供水特性的关系

以低丘红壤黄筋泥为材料,在测定其基本理化性质和水分物理特性的基础上,对不同土壤的持水特性、释水特征及水分传导性能作了研究,结果表明:水田和旱地红壤的持水量及非饱和导水率随土壤吸力的增加而快速下降,持水能力差,而下层土壤的持水能力和供水能力要比表土弱,这些性质均影响作物对土壤水分的吸收利用,是造成红壤作物易旱的重要原因.     

基于CROPWAT模型水稻需水量及灌溉制度研究

为研究黑龙江松嫩平原南部地区气候变化对水稻需水量影响及水稻不同灌溉制度,基于黑龙江省庆安县1966～2015年气象、土壤数据和水稻作物参数,采用Mann-Kendall趋势检验法分析水稻生育期内需水量变化规律,利用CROPWAT模型计算水稻各生育期需水量、有效降雨和灌溉需水量,对不同典型年份水稻需水量和有效降雨作耦合度分析,制定水稻灌溉制度。结果表明,生育期内水稻需水量在气象因素共同作用下以13.68 mm·10年-1速率下降,变化范围为410.8～574.6 mm;该地区特枯水年、枯水年、平水年和丰水年水稻需水量分别为521.0、484.9、451.8、410.8 mm;水稻在拔节和抽穗期需水量较大,两个时期需水量在不同水文年下差异明显;不同水文年下6、7、8月主要需水时期,需水量与有效降雨耦合度均小于1;同一水文年下灌溉定额均为淹水灌溉>"浅、湿"灌溉>干湿交替灌溉>控制灌溉,淹水灌溉灌溉次数最多,干湿交替灌溉模式灌溉次数最少;不同水文年下与淹水灌溉灌溉定额相比水稻"浅、湿"灌溉、干湿交替灌溉和控制灌溉节水效果明显,分别可节水6.3%～13.4%、29.1%～39.4%、30.6%～42.6%。有效降雨量难以满足水稻需水要求,在水稻生育期内应根据不同典型年选择合适灌溉制度灌溉,并在拔节孕穗、抽穗开花两个高耗水时期加强灌溉。     

河北平原区农作物种植水资源压力指数评价

利用河北平原区7个地市20年(1994—2013年)的逐日气象数据,结合SIMETAW模型计算了各地市区域作物灌溉需水量,分析了各地市近20年种植结构变化对区域灌溉需水量和水资源压力指数的影响。结果表明:近20年,保定、沧州、邯郸、邢台、廊坊5个地市的粮食作物种植面积呈下降趋势,其中廊坊下降最为显著;7个地市经济作物的种植面积相对稳定;蔬果类种植面积在保定、邯郸、石家庄、衡水和廊坊等地市具有较明显的增长趋势。所有地市粮食作物的灌溉需水量均呈下降趋势,其中以邯郸下降最为显著,保定的年均粮食作物灌溉需水量最大,为20.8亿m~3;除廊坊外,其他地市经济作物的灌溉需水量均呈不同程度的下降,邢台的年均经济作物灌溉需水量最大,为5.2亿m~3;所有地市蔬果类种植年均灌溉需水量近20年呈上升趋势,以石家庄增加趋势最为显著,且石家庄和保定的蔬果种植需水量分别在1995和1996年以后均高于当地经济作物灌溉需水量。沧州、邯郸、衡水、石家庄、保定基于农作物种植的水资源压力指数在九五、十五期间达到最高,十一五、十二五期间有所缓解,沧州的年均水资源压力指数最高。     

基于投影寻踪原理的云南旱灾评估

目的田间土壤水分状况是灌溉管理的基础,土壤水分的动态变化过程是灌溉预报的重要依据。方法通过监测冬小麦田间不同深度土壤含水量和气象数据,分析了小麦生育期内田间土壤水分动态变化过程及其对降水和作物需水量的响应情况,采用土壤水量平衡模型对土壤含水量变化过程进行模拟。结果小麦全生育期内,根系主要活动层(0~50 cm)中各层土壤含水量为12.00%~34.53%,方差为5.74~34.05。20 cm土壤含水量与冬小麦根系主要活动层(0~50 cm)土壤含水量相关性最好,相关系数为0.96。20和40 cm深度土壤含水量对降水和作物需水量的响应存在12 h滞后。拔节期后冬小麦田发生轻旱和中旱。旬尺度内,土壤水量平衡模型模拟最大误差小于10%。结论在降水和作物需水量共同影响下,土壤深度对土壤含水量变化过程存在影响,且随深度的增加影响减弱;20 cm深度土壤水分与根系主要活动层土壤水分变化过程最接近,可作为土壤水分监测的代表深度;在降水频率P=25%的水文年型下,冬小麦田需要进行补充灌溉,小于1旬时间尺度的水量平衡模型可很好的模拟土壤水分动态变化过程。     

芝麻不同生育阶段需水特性与干旱灌溉应用研究

探讨芝麻不同生育阶段需水特性与干旱灌溉水分生产效率,为芝麻高产栽培的合理灌溉和水分管理提供科学依据,2013-2018年在安徽、新疆等不同地域,选用6个芝麻主栽品种,开展芝麻不同生育阶段需水特性和灌溉水利用研究。结果表明：盆栽芝麻的全生育期蒸腾需水量平均为283.59mm,品种间差异大,形成100kg芝麻籽粒蒸腾需水量为263.56mm(175.7t/666.7m²),苗期、蕾期、初花期、盛花期、终花期、成熟期的蒸腾需水量分别为18.76mm、21.91mm、21.03mm、149.28mm、71.21mm和34.79mm,蒸腾模系数为5.89%、7.21%、6.85%、47.07%、23.93%和9.05%;盛花期最大,出苗期最小。池栽芝麻全生育期需水量531.36mm,其中株间蒸发量、蒸腾量分别占全生育期需水量的46.1%和53.9%;株间蒸发量最大的时期为苗期;蒸腾量最大的时期为花期。芝麻苗期、花期和成熟期需水模系数平均为18.65%、66.79%和14.56%。合肥基地出苗期、临泉基地花期遇旱喷灌,水分生产效率高达0.61kg/m³和0.65kg/m³;新疆精河基地按需滴灌处理比传统滴灌方式的水分生产效率提高43.28%,节水19.61%,这对水资源匮乏的新疆干旱区来说意义重大。芝麻需水量与栽培条件、品种、气温(r＝0.99)等密切相关。在芝麻不同生育阶段遇旱灌溉是提高水分生产效率和产量的关键措施之一。     

1961-2020年中国玉米需水量及水分盈亏的时空变化格局

为明确不同区域玉米需水量的时空变化,根据联合国粮食与农业组织(FAO)推荐的彭曼公式和作物系数法,利用1961-2020年558个典型气象站点的标准气象数据对我国不同区域玉米的生育期作物需水量进行计算,并结合玉米生育期内的降水量进一步分析不同区域玉米的水分盈亏时空变化.结果表明,全国玉米生育期内需水量在区域间呈现明显的...