水分胁迫条件下羊草群落生育期双作物系数计算方法的验证

基于浑善达克沙地2005-2006两个不同水文年对羊草、拂子茅、冰草构成的羊草群落生育期生境中气象因子及生理因子野外观测试验数据,用联合国粮农组织FAO-56分册中介绍的方法计算了羊草群落生育期基本作物系数和土壤蒸发系数,并对基本作物系数进行了地区气象因素和牧草单叶气孔阻力校正。用校正后的作物系数模拟计算的蒸腾、蒸发量与实际观测值间进行了拟合相关图、拟合优度参数法的有效性检验。结果表明：计算的蒸发、蒸腾量与实测结果基本接近。考虑水分胁迫时,有条件的地区应该对作物系数进行地区气象因素和单叶气孔阻力校正。     

作物水分生产函数Jensen模型中有关参数在年际间确定方法

将作物全生育期水分生产函数模型和分阶段水分生产函数模型结合起来应用，提出了作物水分生产函数Jensen模型中有关参数在年际间确定方法，并采用豫东开封惠北灌溉试验站资料进行了实例计算，结果表明，该计算方法误差小，可在非充分灌溉研究中运用。     

草甸草原区羊草生育期蒸散量变化规律研究

基于2005~2006年羊草生育期气象因子及生理因子野外观测试验数据,用联合国粮农组织FAO-56分册中最新双作物系数法以日为时段计算了羊草2个不同水文年的蒸散量。模拟计算的蒸腾、蒸发量与实际观测值间进行了拟合相关图、拟合优度参数法的有效性检验。用羊草生育期生理特性、冠层结构变化、气象要素和根系层土壤含水率变化对计算结果进行了分析,得出生育期各生长阶段蒸散量和日平均蒸散强度及它们的变化规律。     

浅埋条件下天然羊草群落生育期蒸散量的计算方法

该文以荷兰Wageningen农业大学等单位开发的土壤-水分-大气-作物系统模拟模型(SWAP模型)为基础,模拟计算浑善达克沙地地下水浅埋区天然羊草群落生育期蒸散量。为了确保模拟精度,首先在2003年野外试验以及室内试验所得的土壤水分数据基础上,利用2005年实测气象资料及作物指标,以2005年实测的土层剖面水分数据,对SWAP模型的参数进行率定,得到适合当地条件的模型参数;然后用2006年的数据对选定的模型参数进行检验和确定。结果表明:SWAP模型有良好的精度,可用于模拟地下水浅埋区蒸散量。     

陕西关中地区夏玉米作物系数试验研究

依据1999—2003年五年田间试验资料,利用Penman-Montheith公式计算陕西关中地区夏玉米全生育期内参考作物蒸发蒸腾量,并利用大型称重式蒸渗仪监测夏玉米全生育期内作物实际蒸发蒸腾量,由此计算了夏玉米各生育阶段的作物系数,并分析了作物系数变化规律。结果表明：在陕西关中地区的气象条件下,夏玉米的参考作物蒸发蒸...     

秸秆覆盖条件下玉米需水量及作物系数的试验研究

采用FAO推荐的双作物系数法计算了秸秆覆盖条件下夏玉米的作物系数。结果表明,秸秆覆盖对含水量影响较大,0～10cm土层土壤含水量随着麦秸覆盖量的增加而增大;秸秆覆盖量对棵间蒸发量E和土壤蒸发系数Ke的影响较大,E和Ke值随覆盖量增加而减小,在玉米生长初期阶段影响最大,中期阶段影响最小;有覆盖试验区需水量比无覆盖区小,有一定的节水效果。     

作物对水分胁迫的响应及水分利用效率的研究进展

作物对水分胁迫的响应及水分利用效率的研究是节水农业的重要方面,为此,对水分胁迫下作物形态、生理生化响应,作物水分利用效率的内涵、测定计算方法及提高作物水分利用效率途径等国内外的相关研究进行了回顾,并在此基础上,提出了我国目前在该领域研究和应用中存在的问题.     

关中地区夏大豆蒸发蒸腾及作物系数的确定

作物系数-参考作物蒸发蒸腾量法是作物需水量计算最普遍采用的方法。作物系数作为该方法的重要参数,它的确定已成为作物需水量研究的关键问题。依据2005-2007年3年田间试验资料,利用Penman-Monteith公式计算了关中地区夏大豆全生育期间参考作物蒸散量,并利用农田水量平衡方程及土壤水分胁迫系数计算了作物实际蒸发蒸腾量,由此计算了大豆各生育阶段的作物系数,并分析了大豆作物系数变化规律。结果表明:关中地区大豆全生育期间参考作物蒸散量平均为524.6 mm;大豆作物系数全生育期平均为0.82,在开花~结荚阶段最大,平均为1.22,其次为结荚~成熟阶段,平均为1.05,播种~幼苗最小为0.26;在关中气候背景下,大豆作物系数与大于10℃积温具有较好的二次多项式关系。     

砂石覆盖条件下冬小麦蒸散量的单、双作物系数法估算

农田蒸散(ETc)是农业系统能量平衡和水分平衡的关键要素,砂石覆盖条件下ETc的估算对于评价砂石覆盖对农田作物的影响非常重要。为准确估算砂石覆盖条件下冬小麦ETc,在陕西杨凌建立了遮雨棚下的蒸渗仪动态观测系统。利用FAO-56的Penman-Monteith(PM)模型和单、双作物系数法对冬小麦ETc进行估算,并基于两年度不同砂石覆盖量下冬小麦实测ETc数据,对单、双作物系数法进行改进和修正,得到适用于砂石覆盖条件下单、双作物系数与砂石覆盖量的关系。结果表明:(1)冬小麦不同生长阶段的单作物系数与砂石覆盖量具有很好的线性关系,进一步结合估算的参考作物腾发量(ET0)计算,能很好地模拟两年度不同砂石覆盖量下的冬小麦ETc。(2)基于冬小麦实测ETc对双作物系数进行修正,可得到其修正系数A与砂石覆盖量之间的线性关系,进一步结合ET0可准确估算两年度不同砂石覆盖量下的冬小麦各生长阶段ETc。(3)不同砂石覆盖量下,双作物系数法比单作物系数法和PM模型估算冬小麦ETc的精度更高。总体上,单、双作物系数法在估算砂石覆盖条件下的冬小麦ETc中仍有一定的适用性,但需经实测数据进行修正。     

作物系数影响因素分析

作物系数Kc的合理取值对作物需水量分析计算精度十分关键。以水稻为例,基于江西省灌溉试验中心站及浙江永康灌溉试验站的实测数据,分析了Kc与降雨量及ET0的关系,以及灌溉模式对Kc的影响,以江西及云南省为例,探讨了Kc在省域尺度上的空间变化规律。结果表明,Kc年内变化呈现先增大后减小的趋势,在抽穗开花期达到最大;Kc年际变化存在差异,早晚稻Kc与ET0呈负相关,晚稻Kc与降雨呈弱正相关,但关系均不明显,采用连续3年Kc实测平均值代替各年Kc满足精度要求;节水型灌溉模式下作物系数明显小于淹灌模式;采用FAO修订办法计算了江西省19个站点的Kc并进行了比较,Kcini均为1.05,Kcmid和Kcend的标准差与变异系数均在0.01左右,Kcmid、Kcend最大值与最小值相差3%左右,而云南36个站点的比较表明,Kcini标准差与变异系数在0.03~0.04,Kcmid,Kcend标准差和变异系数在0.02左右,Kcini最大值与最小值相差10%,Kcmid、Kcend最大值与最小值相差在5%左右。因此,对于省域尺度,如果省内气象要素变异不大,某个站点的作物系数可以扩展到整个省内使用,否则需进行修订。     

浑善达克沙地东南缘重叠植被生态需水量分析研究

重叠植被非生育期生态需水量是霜期、持续冰冻期地表有效自由水蒸发量,它维系越冬生境。基于2005~2006年对黄柳-扁蓄豆构成的重叠植被生境中气象因子及生理因子野外观测试验数据,用单、双作物系数法计算了重叠植被2个不同水文年生态需水量。这个基础数据对决策重叠植被建设规模、对区域需水预测模提供了基础数据。     

单双作物系数法计算玉米需水量的对比研究

基于云南持续干旱对水资源高效利用的要求以及研究作物需水量规律的重要性,利用低纬度高原区的云南省曲靖市的陆良站1990～1992年的逐日气象资料及历史试验资料,采用FAO-56推荐的计算作物需水量的单作物系数法和双作物系数法,计算了陆良站玉米各阶段的需水量,并和实测值进行了对比。结果表明：用单作物系数法和双作物系数法计算的玉米需水量与实测值是十分接近的;在地面覆盖度比较大的情况下,两者差别不大;总体上,两种方法计算的作物需水量具有很好的相关性。     

基于大型蒸渗仪和遗传算法的受旱玉米蒸发蒸腾量估算

受旱胁迫下作物蒸发蒸腾量估算重要且复杂,依托新马桥农水综合试验站6台大型称重式蒸渗仪开展玉米受旱胁迫专项试验,对不同受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量特征进行分析,在双作物系数法估算无受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量的基础上,采用遗传算法优化率定基础作物系数Kcbini、Kcbmid、Kcbend和作物系数上限Kcmax,同时基于试验站实测太阳辐射数据采用遗传算法优化率定了Angstrom公式经验参数a、b,进而优化了参考作物蒸发蒸腾量(ET0)的计算结果,并以此基础运用双作物系数法估算受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量。结果表明:营养生长中前期轻微的水分亏缺可能会刺激玉米适应性机能,复水后各项生理功能恢复正常;水分亏缺加重时不仅会使玉米当期的蒸发蒸腾量减少,而且会产生累积效应,将这种胁迫影响传递到之后的生育阶段;相同受旱胁迫强度对玉米生殖生长阶段影响更为明显,且易造成永久胁迫;Kcbini、Kcbmid、Kcbend、Kcmax的率定结果分别为0.150、1.090、0.152和1.400,在此基础上运用双作物系数法估算无受旱胁迫下玉米全生育期蒸发蒸腾量的均方根误差RMSE和平均绝对误差MAE分别为1.39 mm和0.97 mm,比对应的FAO-56推荐值估算结果小6.74%和8.23%,受旱胁迫下玉米计算的2个处理全生育期RMSE、MAE和MRE均值分别为1.60 mm、1.18 mm和6.73%,整体估算效果虽然没有无受旱胁迫下的好,但仍优于FAO-56推荐值的估算结果。因此,基于双作物系数法和遗传算法的受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量估算合理可靠,该研究可为区域制定适宜灌溉制度和降低农业旱灾损失风险提供理论依据。     

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。     

双作物系数法计算华北地区桃树蒸散量的可靠性评价

为评估双作物系数法计算华北地区果树蒸散量和作物系数的可靠性,采用液流法和水量平衡法在2012—2013年对桃树蒸散量和作物系数进行了大田小区试验测定。结果表明,双作物系数法计算的蒸散强度与液流法和水量平衡法测定的蒸散强度在果树生育期内均随时间呈先增大后减小的趋势,计算值与2种实测法测定结果之间均显著相关。全生育期蒸散量计算值与实测值的相对误差小于4.5%,但土壤蒸发量计算值比测定值小59.5%~64.8%,而蒸腾量计算值则比测定值大25.6%~26.0%。双作物系数法计算的作物系数与液流法和水量平衡法测定的作物系数也均随生育期呈先增大后减小的趋势,3种方法获得的整个生育期平均作物系数分别为0.90、0.89和0.95。通过对均方根-实测值标准偏差比(RSR)和纳什效率系数(NES)的分析,认为双作物系数法是估算充分灌溉条件下干旱-半干旱地区桃树蒸散量和作物系数的一种有效方法。