作物产量对水分亏缺敏感性指标的初步研究

在灌溉水资源不足时,作物对水分亏缺的敏感性是确定最优灌溉制度的基础。本文提出了作物对水分亏缺的敏感性指标的定义,基于此定义,给出了平均敏感性指标、概化的敏感性指标以及边际敏感性指标的具体表达式。以Ｄｏｏｒｅｂｏｓ模型、Ｊｅｎｓｅｎ模型和Ｂｌａｎｋ模型等常见作物水分生产函数模型为基础,导出了各种敏感性指标的计算公式。最后,根据水稻试验资料,分析了敏感性指标的变化规律。     

不同生育期水分亏缺对春青稞水分利用和产量的影响

对不同生育期水分亏缺程度对春青稞(Hordeum vulgare)水分利用效率和产量的影响进行了桶栽试验研究。试验处理设充分灌溉处理(2个水分控制下限和秸秆覆盖)以及在全生育期和5个不同生育期的4个水分亏缺程度(轻度、中度、重度和极度)处理,共27个处理。结果表明,在充分灌溉条件下,75%田间持水率水分下限控制处理的春青稞收获指数、籽粒产量和作物水分利用效率大于80%水分处理;秸秆覆盖处理的籽粒产量和水分利用效率在所有试验处理中最大。在全生育期水分亏缺条件下,春青稞籽粒产量均小于充分灌溉处理,且随着水分亏缺程度的增大而显著减小;轻度至重度水分亏缺处理可获得更大的作物收获指数和水分利用效率,但极度水分亏缺却导致最低的籽粒产量、收获指数和水分利用效率。除成熟期水分亏缺处理外,不同生育期水分亏缺处理条件下,春青稞籽粒产量和作物水分利用效率基本随着水分亏缺程度的增大而减小;拔节期、分蘖期和灌浆期水分亏缺对籽粒产量的不利影响较大。地表秸秆覆盖或全生育期轻度至重度水分亏缺处理可提高春青稞水分利用效率。     

无人机遥感技术在精量灌溉中应用的研究进展

以提高农业用水效率为目标的精量灌溉是未来农业灌溉的主要模式,精量灌溉的前提条件是对作物缺水的精准诊断和科学的灌溉决策。用于作物缺水诊断和灌溉决策定量指标的信息获取技术主要基于田间定点监测、地面车载移动监测及卫星遥感。无人机从根本上解决了卫星遥感由于时空分辨率低而导致的瞬时拓延、空间尺度转换、遥感参数与模型参数定量对应等技术难题,也克服了地面监测效率低、成本高、影响田间作业等问题。近几年的研究结果表明,无人机遥感系统可以高通量地获取多个地块的高时空分辨率图像,使精准分析农业气象条件、土壤条件、作物表型等参数的空间变异性及其相互关系成为可能,为大面积农田范围内快速感知作物缺水空间变异性提供了新手段,在精量灌溉技术应用中具有明显的优势和广阔的前景。无人机遥感系统已经应用在作物覆盖度、株高、倒伏面积、生物量、叶面积指数、冠层温度等农情信息的监测方面,但在作物缺水诊断和灌溉决策定量指标监测方面的研究才刚刚起步,目前主要集中在作物水分胁迫指数(CWSI)、作物系数、冠层结构相关指数、土壤含水率、叶黄素相关指数(PRI)等参数估算的研究,有些指标已经成功应用于监测多种作物的水分胁迫状况,但对于大多数作物和指标,模型的普适性还有待进一步研究。给出了无人机遥感在精准灌溉技术中应用的技术体系,并指出,为满足不同尺度的高效率监测和实现农业用水精准动态管理的需求,今后无人机遥感需要结合卫星遥感和地面监测系统,其中天空地一体化农业水信息监测网络优化布局方法与智能组网技术、多源信息时空融合与同化技术、作物缺水多指标综合诊断模型、农业灌溉大数据等将是未来重点研究内容。     

灌溉强度与作物吸收率关系探讨

随着节水灌溉技术的推广,灌溉效果应该被给予更多重视,然而,灌溉强度与作物吸收率之间的关系尚未明确.通过模拟6种不同灌溉强度下土壤水运移及源汇项变化情况,证实灌溉强度的确影响着作物吸收率,并获得灌溉强度与作物吸收率的拟合曲线.说明制定合理的灌溉强度可以有效地提高根系吸水量,减少水分损耗(蒸发和渗漏量),达到真实节水的目的.另一方面,可以使用作物吸收率作为制定灌溉强度的理论指标.     

农作物高产的适宜土壤水分指标研究

依据大量的实测试验资料，论证了土壤水分对小麦，玉米，棉花生长发育的影响及不同土壤水分与作物产量的关系，分析确定了三种作物高产的适宜土壤水分上、下限指标，为实现高产及节水灌溉提供了依据。     

基于DSSAT模拟的冬小麦作物水分利用效率评价指标分析

作物水分利用效率,是农业节水研究的主要指标之一,为研究分析不同的华北地区冬小麦作物水分利用效率评价指标之间的相关性及其适应性,采用作物生长模型DSSAT,基于田间试验数据率定优选的参数,采用数值模拟的形式,模拟地面灌溉条件下不同水平年华北地区冬小麦生长过程及产量分布,获得不同灌溉制度情景方案下的作物模拟产量,基于模拟结果,分析评价作物水分生产率WP、灌溉水分生产率WUEti、广义水分利用效率WUEu、灌溉水利用效率WUEI等4个评价指标值.结果表明:WP、WUEti、WUEu数值都呈现随灌溉定额先增加再减少的趋势,较为全面地体现了产量与耗水量的关系,WP的计算较为复杂,数据指标获取难度及误差积累可能会影响结果可靠性,建议谨慎使用.WUEI不考虑自然降雨对产量的贡献,虚高计算了灌溉对产量的贡献,数值偏大,不推荐使用.从各指标之间的相关性分析,WUEti、WUEu相互之间及与其他指标之间的相关系数较好(P<0.05),并且其物理意义更符合灌溉定额和灌水定额对产量的影响关系,可以较为全面的反应作物水分利用效率,推荐作为评价灌溉制度的指标.     

作物根区无压地下灌溉技术灌水指标研究

作物根区无压地下灌溉技术是一个正在研究开发的新的节水灌溉技术。通过在温室大棚种植黄瓜、番茄,采用不同供水压力和不同灌溉方式试验,研究分析了根区无压地下灌溉对作物根区土壤水分、耗水量、产量和作物品质等指标的影响。研究表明该技术能够满足黄瓜和番茄需水量要求;与传统沟灌相比能够节约灌溉水量30%以上;它并不降低作物产量,反而提高了水分利用率和水分生产率,并使黄瓜和番茄作物品质得到了显著改善。     

大田作物生长过程中不同灌溉方案对土壤水分的影响研究

探讨了大田作物生长过程中不同灌溉方案对土壤水分的影响及其对作物生长的影响。研究结果表明,不同灌溉方案对土壤水分的影响存在显著差异,而且不同作物对灌溉方案的适应性也不同。在实际生产中,应根据不同作物的需求和土壤水分状况选择合适的灌溉方案,以提高作物产量和质量。     

河西绿洲灌区主要作物需水量及作物系数试验研究

利用Penman-Monteith公式计算了甘肃张掖绿洲主要作物各生育期参考作物蒸散量,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,并计算比较了充分灌溉和非充分灌溉条件下不同生育期作物需水特征,确定了非充分灌溉条件下主要作物的作物系数。结果表明,非充分灌溉条件下,主要作物各生育期需水规律和充分灌溉具有一致变化趋势。非充分灌溉条件下,小麦、玉米、马铃薯全生育期作物系数平均值分别为0.81、0.7和0.73。在全生育期当中,随生育期的延续,主要作物叶面蒸腾比例逐渐增大,棵间蒸发逐渐减少。     

黔中地区玉米需水量的计算与灌溉预报

作物需水量的计算和灌溉预报是农田水分管理的主要参数,实时灌溉预报是制定动态灌溉用水计划的基础,对区域节水,增加作物产量和提高经济效益起着重要作用。以黔中地区全生育期玉米为研究对象,结合玉米不同生育阶段的各项参数,进行作物需水量的计算和灌溉预报。     

调亏灌溉条件下的作物水分生态生理研究进展

简要回顾了近几年国内外开展作物水分生态生理机制研究的进展情况和不同控制条件下作物对水分的响应，系统阐述了调亏灌溉遵从的原理、方法和实施调亏灌溉后对作物水分生态生理机制的影响及其需要进一步研究的一些问题。     

几种基于植物生理活动的节水灌溉指标研究进展

根据作物自身生理活动来确定合理的灌溉指标是节水农业研究的一个重要基础工作.近年来,伴随着植物生理学的发展,出现了几种非常有应用潜力的灌溉指标.对这几种指标的原理、研究现状及存在问题进行了评述,旨在推动作物节水灌溉指标的研究,从而建立更为合理的节水灌溉制度.     

套种条件下限水灌溉对小麦生长影响的初步试验研究

为了研究套种条件下作物耗水规律和非充分灌溉制度,对河套灌区的主要农作物小麦进行不同灌水量和不同种植模式下生理指标的对比,研究了不同灌水量及不同种植条件对作物产量及作物生长状况的影响。研究分析表明,在相同灌水处理条件下,套种小麦的穗粒数、产量均高于单体种植;拔节期的水分亏缺对小麦的产量影响最大,而灌浆期的灌水量影响最小;在套种模式下更有助于小麦对氮素的吸收。     

基于熵理论和遗传算法的作物灌溉决策的优化研究

为了优化作物灌溉的决策,在综合考虑了灌溉水量、作物水分需求、降雨量、土壤水分含量和作物不同生育阶段缺水对产量的敏感指数等因素的基础上,建立了基于熵理论和遗传算法的优化模型。通过实例试验,结果表明:提出的模型用于作物灌溉决策优化比基本遗传算法计算精度有了明显提高。     

再生水灌溉水质安全性分析与评价研究

对北京市主要污水处理厂出水的再生水常规(农田灌溉水质标准涉及的)水质指标、持久性有毒有机污染物进行了监测,结合国外再生水灌溉作物类型、发达国家的水质标准进行分析,得出北京市再生水的水质指标符合相关标准,持久性有毒有机污染物的毒性较小,风险极低。应制定与完善适合我国国情的再生水灌溉水质标准、再生水灌溉技术规范、再生水农业利用区划导则、再生水灌区环境影响评价规程、再生水灌区工程管理规范等标准规范,实现再生水安全利用。     

作物—水模型及其敏感指标的确认

本文用三步确认法较系统地研究了非充分灌溉作物-水模型（MCRW）及其敏感指标的确认方法，对三种国外代表性MCRW即线性模型，乘法和加法模型及其敏感指标，在我国北方溉区的应用效果，应用中常遇到的某些重要问题及解决途径，各种代表性模型敏感指标的理论对应关系作 了重点分析评估，有助于MCRW确认方法的完善及非充分灌溉模拟技术在水资源管理中应用。     

膜上沟灌白兰瓜优化灌溉制度研究

随着水资源的日益紧缺，研究作物的优化灌溉制度、实施有限水分亏缺灌溉已成为节约用水的重要课题，尤其是对一些新型种植方式和灌水技术条件下的作物优化灌溉制度进行研究，更具有重要意义。根据甘肃省民勤绿洲白兰瓜覆膜种植的情况，采用动态规划方法对膜上沟灌白兰瓜的优化灌溉制度进行了研究，以促进这种新型灌水技术和高效经济作物的发展。经比较分析确定 ４５０ ｍ~３／ｈｍ~２为民勤灌区膜上沟灌的最佳灌水定额。     

调亏灌溉条件下紫花苜蓿生长、作物系数和水分利用效率试验研究

为了探讨西北旱区饲草作物节水灌溉新途径,在石羊河流域下游民勤干旱荒漠绿洲区大田进行了不同调亏灌溉模式下紫花苜蓿生长、作物系数及水分利用效率试验研究。结果表明,第一茬不同调亏处理最终株高差异不显著,而返青期、分枝期土壤水分下限为55%田间持水量(θf)的水分亏缺有利于增加分枝数,而茎粗随灌水量增加而增加。不同处理的耗水强度总体趋势是随着供水量的增加而递增。作物系数(Kc)第一茬随生育阶段逐渐增大,全年Kc随茬次递减。第一茬土壤水分下限55%θf的控水处理,有利于后继茬次生长,保证全年总产量最高。在石羊河流域水资源严重不足的情况下,调亏灌溉是一种有效的灌溉方式,在民勤干旱缺水地区苜蓿第一茬土壤水分下限不应低于55%θf,第二、三茬土壤水分下限保持(55%~70%)θf可以获得较高的产量和水分利用效率。     

寒地黑土区玉米高效调亏灌溉制度的试验研究

通过筒测试验,研究了玉米最佳的水分调亏阶段以及各调亏阶段亏水程度的最佳上、下限阈值。结果表明,抽穗开花期水分亏缺对产量影响最大,其次是拔节期,苗期水分亏缺对产量影响最小。苗期、拔节期和抽穗开花期水分亏缺程度分别为50%FC～60%FC、65%FC～75%FC和65%FC～75%FC的灌溉处理是最佳调亏灌溉方案,产量与水分利用效率比正常灌溉处理提高了8%、12.6%。     

甘肃景泰提水灌区作物需水量与灌溉制度研究

依据甘肃景电一期灌区节水改造规划，利用当地19年的逐日气象资料，计算了灌区不同水平年的作物需水量和净灌溉需水量。利用计算机模型对灌区主要作物的现行灌溉制度进行了模拟和评价，并针对现行灌溉制度中存在的主要问题提出了改进方案。