冬小麥缺水量適宜估算模式研究.pdf

1、我國是世界上水資源嚴重短缺的國家之一，尤其在北方地區(qū)缺水更為嚴重。但與此同時，我國農(nóng)業(yè)用水浪費又相當普遍和嚴重，灌溉水和自然降水利用率低，農(nóng)業(yè)用水效率也不高。因此，在我國北方農(nóng)業(yè)區(qū)大力發(fā)展節(jié)水灌溉，對于緩解該區(qū)域水資源緊缺狀況，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 在我國北方補充灌溉區(qū)實施節(jié)水灌溉，一個很重要的工作是在作物整個生育內實施科學的用水調配。作物正常生長需要多少水?自然降水能供給多少水?有多少水需要通過灌溉補充，以及

2、需要在什么時候補充?這些問題都是實施農(nóng)業(yè)用水科學調配的重要基礎。為了獲得滿意的答案，需要綜合考慮作物自身生長發(fā)育狀況，以及氣象條件(光、溫、熱、降雨)、土壤條件(土壤性質、水分狀況等)等環(huán)境因素的影響，這樣才能對作物需水量和缺水狀況作出符合實際的評價，從而制定出合理的補充灌溉制度。 本項研究以北方地區(qū)廣泛種植的冬小麥為對象，通過田間試驗和理論分析，以土壤水量平衡原理為基礎，利用農(nóng)田水利學、農(nóng)業(yè)氣象學、植物生理學及現(xiàn)代數(shù)學方法和計

3、算手段，定量描述土壤-植物-大氣連續(xù)體中水分運移、轉換和利用過程，對冬小麥田塊的水分供需狀況和缺水量進行系統(tǒng)分析，并利用河南新鄉(xiāng)站51年的歷史資料進行實例模擬，研究確定了新鄉(xiāng)地區(qū)冬小麥生產(chǎn)過程中作物缺水量的適宜計算模式。 在河南新鄉(xiāng)開展的田間試驗和實例模擬研究，得出的結論主要有如下幾點： (1)以水量平衡法為基礎，分析研究了適宜水分條件下的冬小麥生育期耗水量及耗水規(guī)律，確定參照作物需水量、葉面積指數(shù)和土壤含水量為冬小麥實

4、際用水量的主要影響因子。在河南新鄉(xiāng)地區(qū)，冬小麥的實際耗水量可用如下模式進行估算。 (2)作物的葉面積指數(shù)變化過程與積溫具有良好的相關性。通過對2004-2005和2005-2006兩個冬小麥生長季在大田和測坑適宜水分處理下實測資料的分析，研究了冬小麥生育期積溫與葉面積指數(shù)之間的動態(tài)變化關系，并基于修正的Logistic生長曲線，以分段模式建立了相對葉面積指數(shù)(RLAIi)和相對有效積溫(RDDi)之間的關系模型，應用結果表明該模

5、型具有較好的模擬效果。 (3)利用自制雙環(huán)入滲儀和美國圭爾夫滲透儀對試驗區(qū)土壤水分入滲特性進行測定。分析研究了不同初始土壤含水量條件下的土壤水分入滲特征，以及不同容重、土層度對土壤穩(wěn)定入滲率的影響。根據(jù)實測數(shù)據(jù)資料，以Philip模式為基礎，建立了試驗區(qū)不同土壤初始含水量下均可使用的水分入滲模型：it=22834θ0-3.6176t-0.5+0.157與實測值相比，該模型能較好的模擬試驗區(qū)的土壤水分入滲過程。 (4)利用

6、建立的有關模型，以1951年至2001年共51年的逐日氣象數(shù)據(jù)為基礎,在適宜水分條件下，以土壤水分平衡法為基礎，綜臺考慮作物蒸散、降水和灌溉等因素，模擬計算了新鄉(xiāng)地區(qū)冬小麥生長季內的逐日需水量，并通過相應的累加，確定了逐周、旬、月、年需水量值，以及相應時段的有效降水量值。通過對模擬結果的系統(tǒng)分析，研究了該地區(qū)連續(xù)50個冬小麥生長季不同時間段內有效降水量的變化及其規(guī)律性，建立了不同時長尺度下的有效降水量估算模式。 (5)在確定的冬