南疆棉田实际蒸散量的计算模式

在田间试验基础上，采用常规气象与土壤湿度资料，运用数理统计方法建立了南疆棉田实际蒸散量的计算模式。结果表明：土壤湿度系数Kw与相对有效土壤含水率Aw具有直线相关性；计算值与实测值相比较，计算效果较好。     

参考作物蒸散量计算方法在极端干旱区的适用性

参考作物蒸散量不同计算方法在极端干旱的塔克拉玛干沙漠腹地的适用性鲜有研究。依据塔克拉玛干沙漠腹地收集的2005-2010年的气象资料,以Penman Monteith为标准,运用8种参考作物蒸散量不同计算方法,探讨在塔克拉玛干沙漠腹地的适用性及计算结果的差异性。结果表明：在极端干旱的塔克拉玛干沙漠腹地,Penman1948、FAO24-Penman、Irmark Allen、Makkink、Priestley Taylar计算结果偏小,而FAO Penman修正法计算结果偏大,仅Kimberley Penman和Hargreave与Penman Monteith的计算结果没有显著差异。 以2004年3-12月气象资料检验Penman1948、FAO24-Penman、Irmark Allen、Makkink、FAO Penman修正法和Priestley Tayla修正公式,计算结果与Penman Monteith月偏差仍然较大。偏差较大的原因是3种Penman计算方法均采用了不同的风速修正方法,由风速引起的空气动力项所占的参考作物蒸散量月贡献率不同,而Irmark Allen、Priestley Taylar和Makkink 3种方法仅考虑了辐射项,忽略了空气动力项。因此,这6种计算方法在极端干旱的塔克拉玛干沙漠不适用,仅有Kimberley Penman和Hargreave可以适用。     

北疆春小麦蒸散规律及蒸散量估算研究

通过对2002～2003年北疆春小麦田试验数据的分析结果表明,北疆春小麦全生育期蒸散量在410～430mm左右,蒸散强度为4.11～4.14mm,蒸散量和蒸散强度均在抽穗～乳熟期达到最大,平均棵间蒸发占总蒸散量的比例为38.3%～42.0%。叶面积指数与蒸散强度关系极为密切,可用复合曲线方程来描述二者的关系。通过采用Penman-Montieth模式配合单值平均作物系数和水分胁迫系数估算农田蒸散量的方法,对当地春小麦田的日蒸散量进行估算,精确度检验结果表明该方法是切实可行的。     

利用Penman-Monteith法和蒸发皿法计算农田蒸散量的研究

根据西北农林科技大学灌溉试验站1998－2000年实测数据，用Penman-Monteith法计算了参考作物日蒸散量（ET0），用大型称重式蒸渗仪测量作物逐日实际蒸散量（ET），计算了作物系数（Kc），用蒸发皿法估算了农田蒸散量。对耗水量进行误差分析表明，冬小麦估算耗水最大偏差为13％，夏玉米估算耗水最大偏差为18％，这表明简易的蒸发皿方法估算作物耗水量是有效可行的。     

缺水条件下膜下滴灌棉花蒸散量的计算方法

用中子水分仪于2003年对新疆阿瓦提县丰收三场膜下滴灌条件下不同水肥处理棉田的土壤含水率进行了测定,根据水量平衡原理计算了不同水肥处理的棉花蒸散量,综合考虑影响棉田蒸散的热量条件、土壤水分状况和棉花本身的生物学特性,选用蒸发力、相对土壤有效含水率和播种后天数三因素建立了缺水条件下膜下滴灌棉花蒸散量的计算模型。模型的模拟值与实测值吻合较好,经F检验具有极显著性水平。该模型仅需常规气象资料,计算简便,具有一定的应用价值。     

渭北旱塬不同温型小麦农田水分利用状况初探

根据陕西合阳农田土壤湿度和小气候观测资料,分析了冷型小麦“陕229”和暖型小麦“NR9405”农田的土壤湿度,并用A．P康斯坦丁诺夫法计算了田间蒸散量。结果表明,在返青到成熟期,冷型小麦“陕229”0～30cm土层的土壤蒸发较暖型小麦低;而在拔节～灌浆期,土壤日耗水量冷型小麦较暖型小麦偏高31．6％～33．3％,且农田蒸散量显著偏高。表明冷型小麦由于旺盛的蒸腾作用耗水较多,土壤蒸发相对较少,能有效地利用土壤水分。     

甘肃河东旱作小麦农田干旱监测预警服务系统研究

通过对甘肃河东地区当前作物旱情指标的分析,选取了依据农田水量平衡原理而建立的作物水分供需比作为作物旱情指标,利用田问试验资料,建立了旱作小麦农田干旱监测预警指标模型,并确定出小麦旱情分级标准。以此为基础,编制了甘肃河东旱作小麦农田干旱监测预警系统软件,简要介绍了该系统的结构、功能及操作环境,并对预测精度问题进行了说明。     

黄土丘陵沟壑区乔灌木植物系数计算与适应性评价

利用长期定位试验资料,研究了黄土高原丘陵沟壑区乔木和灌木植物系数的计算方法,比较了两种代表性乔木(榆树和小叶杨)和两种代表性灌木(柠条和沙棘)的实际蒸散量和生育期土壤平均含水量的差异,分析了土壤含水量变化对植物根系吸水和土壤水分有效性的影响。结果发现:该地区灌木的实际蒸散量小于乔木,但同类植物的实际蒸散量没有显著差异;土壤含水量柠条最高,沙棘最低;榆树植物系数最小,柠条其次,沙棘最大,但榆树和小叶杨的土壤水分有效性高,耗水量大,所以灌木较适于该区生长。     

北疆地区滴灌冬小麦农田蒸散特征

于石河子大学灌溉试验站运用大型称重式蒸渗仪和小型棵间蒸发器开展滴灌冬小麦田间控水试验,设置3个灌量处理(W1=375 mm、W2=600 mm、W3=750 mm),旨在探明北疆地区滴灌冬小麦生育期农田蒸散与棵间蒸发特征。结果表明:滴灌冬小麦产量随灌量的增加呈显著增加趋势,但W2(8 450 kg·hm~(-2))与W3(8 670kg·hm~(-2))处理间差异不显著;水分利用效率以W2处理最大(1.4 kg·m~(-3)),显著高于W3和W1处理;滴灌冬小麦全生育期蒸散量随灌量增加而增加,介于412.3~707.6 mm,其中棵间蒸发量占蒸散量的27.9%~29.1%。表层土壤含水率和叶面积指数对棵间土壤蒸发影响明显,二者与棵间土壤蒸发占耗水比例均有良好的指数函数关系。深入分析表明,北疆地区滴灌冬小麦高产高效实现背景下生育期内的耗水特征为:生育期内耗水强度播种~越冬为1.0mm·d~(~(-1))、越冬~返青为0.3 mm·d~(~(-1))、返青~拔节为2.6 mm·d~(~(-1))、拔节~抽穗为6.3 mm·d~(~(-1))、抽穗~乳熟为6.6mm·d~(~(-1))、乳熟~成熟为6.2 mm·d~(~(-1))。     

秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性及土壤性质的影响

为了解秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性和土壤性质的调控作用,在宁夏南部半干旱区连续两年进行了0(CK),3 000,6 000,9 000 kg·hm~(-2)四种不同秸秆覆盖量处理的栽培试验。结果表明:随着覆盖量的增加,小麦在各个生育阶段的耗水量逐渐减少,3 000,6 000 kg·hm~(-2)和9 000 kg·hm~(-2)覆盖量处理的小麦全生育期的平均耗水量较CK分别减少了12.7%,21.6%和27.5%,秸秆覆盖量与耗水量呈显著负相关(P0.01);进行秸秆覆盖以后,土壤的蓄水保墒能力得到明显提升,3 000,6 000 kg·hm~(-2)和9 000 kg·hm~(-2)覆盖量处理的小麦收获后土壤平均含水量较CK分别增加了13.1%,19.8%和26.1%;小麦的水分利用效率以覆盖量为9 000 kg·hm~(-2)的处理最大,水分利用效率较CK增加了42.4%(P0.01);不同覆盖量处理的小麦平均产量较CK增加了2.9%~16.7%,仅覆盖量为3 000 kg·hm~(-2)的处理较CK差异达到显著水平(P0.01);秸秆覆盖对表层土壤(0~10 cm)的温度变化有明显的调节作用,能够降低地温的日振幅,避免了地温的剧烈变化,能有效缓解地温的激变对作物根部产生的伤害。秸秆覆盖能够改善土壤肥力,提高土壤中碱解氮、速效钾和有机质的含量,而且有利于作物对土壤磷素的吸收。     

风沙区参考作物需水量计算模式的研究

根据包头气象站30a逐旬气象资料和2001年作物生长期逐日资料,用Penman-Monteith公式、Blaney-Criddle公式、Hargreaves公式、Priestley-Taylor公式、Markkink公式估算逐旬和逐日的参考作物需水量(ET0),以Penman-Monteith方法计算结果作为标准来评价其它4种计算方法。经比较分析,用其它4种方法和Penman-Monteith方法计算出的逐旬ET0值均具有较好的相关性,其中以Blaney-Criddle法估算结果最好。4种方法估算的逐日ET0误差较大,相比而言,Markkink法优于其它3种方法。同时,分析了ET0与气温的关系,并建立了适合该地区ET0计算的经验公式,用经验公式估算ET0方法简单,且具有较高的精度。     

覆盖方式对旱作小麦田土壤团聚体有机碳的影响

依托中国科学院长武黄土高原农业生态实验站的长期覆盖试验,分析研究秸秆覆盖和地膜覆盖对黄土高原旱作冬小麦田土壤团聚体分布和团聚体有机碳的影响,共包括4种处理:无覆盖(CK)、全年9 000 kg·hm~(-2)秸秆覆盖(M_(9000))、全年4 500 kg·hm~(-2)秸秆覆盖(M_(4500))和全年地膜覆盖(PM)。结果表明:(1)与CK处理相比,M_(9000)处理土壤总有机碳含量提高8.1%(P0.05),M_(4500)和PM处理较CK处理无显著差异。(2)M_(9000)、M_(4500)处理0.25 mm团聚体含量较CK处理分别提高6.6%、4.1%,PM处理降低1.7%。(3)与CK处理相比,M_(9000)处理平均重量直径(MWD)值提高9.2%,PM处理降低14.8%;M_(9000)处理几何平均直径(GMD)提高13.0%,PM处理降低15.7%(P0.05)。(4)土壤总有机碳与0.25 mm团聚体含量、MWD和GMD值呈显著正相关。(5)各处理中,5 mm和0.25 mm团聚体中有机碳含量较高;M_(9000)处理可不同程度地提高各级别团聚体中有机碳的含量,PM处理作用不明显;土壤有机碳主要储存在机械稳定性大团聚体中,且5 mm团聚体对总有机碳的贡献率最大,M_(9000)、M_(4500)处理可提高0.25 mm团聚体有机碳的贡献率。(6)各处理土壤总有机碳与5 mm和0.25 mm机械稳定性团聚体中有机碳呈极显著正相关。因此,长期秸秆覆盖不仅可以提升团聚体水平和稳定性,还可增加团聚体中有机碳含量,有利于土壤有机碳的固定。该区全年9 000 kg·hm~(-2)秸秆覆盖处理效果最好。     

半干旱区旱作春小麦耗水规律研究

对甘肃定西由大型称重式蒸渗计(Lysimeter)实时观测得到的1993-1997(1995年除外)4a春小麦生育期日蒸散资料进行分析,研究了早作春小麦的耗水规律及对产量的影响。结果表明;在春小麦生育期内,日耗水量变化的幅度比较大,高值一般出现在较大降水之后;耗水量的年际变化也很大,其最小值还不到最大值的一半;春小麦在整个生长过程中的耗水量远达不到需水量要求,平均相差达1．0mm／d;而耗水量多少及其耗水规律与需水规律是否一致,对春小麦产量的影响十分明显。     

不同覆盖条件下冬小麦作物系数试验研究

试验共设置裸地(CK)、秸秆覆盖(JF)、地膜覆盖(DF)3个处理,基于冬小麦2013—2014年实测数据及气象数据,利用Penman-Monteith公式计算杨凌地区冬小麦全生育期内参考作物蒸发蒸腾量,利用农田水量平衡方程计算冬小麦全生育期实际作物蒸发蒸腾量,由此计算冬小麦各生育阶段的作物系数。结果表明:秸秆覆盖和地膜覆盖可以减少冬小麦全生育期的作物需水量,减少量分别为13.07 mm和17.86 mm;秸秆覆盖处理对水分比较敏感;作物系数在全生育期呈双峰变化,峰值出现在分蘖~越冬期和抽穗~灌浆期,其中CK为0.82和1.16,JF为0.89和1.05,DF为0.87和1.13;冬小麦作物系数与种植后天数和大于0℃积温呈现良好的四次多项式和二次多项式关系,其中JF与DF的相关系数均在0.88以上。     

陇东黄土高原旱地农田水分盈亏与开发对策

农田水分平衡计算结果表明:陇东黄土高原的旱地农作物生长发育及产量形成与作物生长期间的农田水分盈亏关系密切.不同年景、不同作物和不同气候条件下,相关性水平有所不同,喜水作物玉米、高粱相关效果最明显,而耐旱作物冬小麦、马铃薯略差,其它作物居中;不同作物在不同的发育期,受水分影响的程度不同,同时也受其它因子的干扰和影响.结合本区的经济发展状况和物价水平提出了相应的旱地农业开发对策.     

Hargreaves计算参考作物蒸发蒸腾量公式经验系数的确定

介绍了联合国粮农组织(FAO)推荐的Hargreaves公式计算参考作物蒸发蒸腾量与Penman-Monteith公式计算值的转换系数,依据位于陕西省杨凌区的西北农林科技大学灌溉试验站19a的气象观测资料,分别用FAO推荐的Penman-Monteith公式和Hargreaves公式计算对应时段的参考作物蒸发蒸腾量,然后通过分析确定出Hargreaves公式的经验系数。经验证表明,得出的结果可靠,可应用于生产实际。     

干旱对太行山山前平原雨养农田产量影响的模拟研究

以多时间尺度标准化降水蒸散指数（SPEI）作为干旱指标,利用APSIM模型（农业生产系统模拟模型）模拟太行山山前平原雨养旱作农田冬小麦-夏玉米近30 a产量变化,分析干旱对作物产量的影响。结果显示：APSIM模型对模拟雨养条件下作物产量具有良好的适用性,玉米产量年际波动较大、变异系数为51.2%,易受降雨因素影响;小麦产量波动相对较为稳定,变异系数为26.4%。干旱指数与作物产量极显著相关（P<0.01）,其中小麦产量与SPEI-3-Apr相关系数达0.79,玉米产量与SPEI-3-Sep相关系数达0.88,适宜干湿状态在0～2之间;所建立的回归方程分别可以解释61.8%的小麦产量变异和87.7%的玉米产量变异。研究表明,SPEI-3-Apr、SPEI-3-Sep可分别作为该地区雨养农田小麦、玉米产量的估计指标。     

中国主要小麦种植区雨养条件下水分胁迫发生规律模拟

运用EPIC(Environmental Policy Integrated Climate)作物生长模型模拟了1961—2011年中国各小麦种植区小麦生长过程,对中国各小麦种植区小麦生育期内水分胁迫规律进行了分析。结果表明:雨养条件下,全国11个小麦种植区的水分胁迫程度可分为3个等级;冬麦区(新疆冬麦区除外)和东北春麦区水分胁迫均值、发生频率均明显低于其他春麦区;南方的3个冬麦区(华南、西南、长江中下游),水分胁迫的程度、发生频率均低于其他麦区;黄淮、北部冬麦区水分胁迫规律相似,在1、2月和5、6月较高,而北部冬麦区水分胁迫程度和发生频率略高于黄淮冬麦区;北部、西北、北疆春麦区、新疆冬麦区在雨养条件下水分胁迫最为严重,如果没有灌溉,小麦几乎绝收,尤其是新疆冬麦区。     

垄作对旱作农田油菜生长发育的影响研究

通过田间定位试验,研究了不同结构的垄作和平作对旱作农田油菜植株高度、叶面积指数、地上生物量及产量的影响,并运用生长分析法对不同耕作措施下油菜植株高度日增长率、地上生物量的绝对增长率和相对增长率进行了对比分析。结果表明:盛花期以前,平作的油菜植株高度、叶面积指数、地上生物量的绝对和相对增长速率比垄作的大,而自盛花期至成熟期,均低于垄作。由于油菜植株密度较低,除T4外垄作下生长季末单位土地面积的地上生物量、生殖器官干物质重、实际产量和理论产量均低于平作。而T4(垄脊高25cm,垄高与垄沟宽之比为1/24)比其它结构的垄作和平作更有利于油菜的生长发育和产量的提高,是旱作农田作物垄沟种植时较为适宜的垄作方式。