冬小麥缺水量適宜估算模式研究.pdf

1、我國(guó)是世界上水資源嚴(yán)重短缺的國(guó)家之一，尤其在北方地區(qū)缺水更為嚴(yán)重。但與此同時(shí)，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)又相當(dāng)普遍和嚴(yán)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(guó)北方農(nóng)業(yè)區(qū)大力發(fā)展節(jié)水灌溉，對(duì)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(guó)北方補(bǔ)充灌溉區(qū)實(shí)施節(jié)水灌溉，一個(gè)很重要的工作是在作物整個(gè)生育內(nèi)實(shí)施科學(xué)的用水調(diào)配。作物正常生長(zhǎng)需要多少水?自然降水能供給多少水?有多少水需要通過(guò)灌溉補(bǔ)充，以及

2、需要在什么時(shí)候補(bǔ)充?這些問(wèn)題都是實(shí)施農(nóng)業(yè)用水科學(xué)調(diào)配的重要基礎(chǔ)。為了獲得滿(mǎn)意的答案，需要綜合考慮作物自身生長(zhǎng)發(fā)育狀況，以及氣象條件(光、溫、熱、降雨)、土壤條件(土壤性質(zhì)、水分狀況等)等環(huán)境因素的影響，這樣才能對(duì)作物需水量和缺水狀況作出符合實(shí)際的評(píng)價(jià)，從而制定出合理的補(bǔ)充灌溉制度。 本項(xiàng)研究以北方地區(qū)廣泛種植的冬小麥為對(duì)象，通過(guò)田間試驗(yàn)和理論分析，以土壤水量平衡原理為基礎(chǔ)，利用農(nóng)田水利學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、植物生理學(xué)及現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和計(jì)

3、算手段，定量描述土壤-植物-大氣連續(xù)體中水分運(yùn)移、轉(zhuǎn)換和利用過(guò)程，對(duì)冬小麥田塊的水分供需狀況和缺水量進(jìn)行系統(tǒng)分析，并利用河南新鄉(xiāng)站51年的歷史資料進(jìn)行實(shí)例模擬，研究確定了新鄉(xiāng)地區(qū)冬小麥生產(chǎn)過(guò)程中作物缺水量的適宜計(jì)算模式。 在河南新鄉(xiāng)開(kāi)展的田間試驗(yàn)和實(shí)例模擬研究，得出的結(jié)論主要有如下幾點(diǎn)： (1)以水量平衡法為基礎(chǔ)，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(shí)

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(shí)際耗水量可用如下模式進(jìn)行估算。 (2)作物的葉面積指數(shù)變化過(guò)程與積溫具有良好的相關(guān)性。通過(guò)對(duì)2004-2005和2005-2006兩個(gè)冬小麥生長(zhǎng)季在大田和測(cè)坑適宜水分處理下實(shí)測(cè)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(dòng)態(tài)變化關(guān)系，并基于修正的Logistic生長(zhǎng)曲線(xiàn)，以分段模式建立了相對(duì)葉面積指數(shù)(RLAIi)和相對(duì)有效積溫(RDDi)之間的關(guān)系模型，應(yīng)用結(jié)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(guó)圭爾夫滲透儀對(duì)試驗(yàn)區(qū)土壤水分入滲特性進(jìn)行測(cè)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(duì)土壤穩(wěn)定入滲率的影響。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)資料，以Philip模式為基礎(chǔ)，建立了試驗(yàn)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(shí)測(cè)值相比，該模型能較好的模擬試驗(yàn)區(qū)的土壤水分入滲過(guò)程。 (4)利用

6、建立的有關(guān)模型，以1951年至2001年共51年的逐日氣象數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在適宜水分條件下，以土壤水分平衡法為基礎(chǔ)，綜臺(tái)考慮作物蒸散、降水和灌溉等因素，模擬計(jì)算了新鄉(xiāng)地區(qū)冬小麥生長(zhǎng)季內(nèi)的逐日需水量，并通過(guò)相應(yīng)的累加，確定了逐周、旬、月、年需水量值，以及相應(yīng)時(shí)段的有效降水量值。通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的系統(tǒng)分析，研究了該地區(qū)連續(xù)50個(gè)冬小麥生長(zhǎng)季不同時(shí)間段內(nèi)有效降水量的變化及其規(guī)律性，建立了不同時(shí)長(zhǎng)尺度下的有效降水量估算模式。 (5)在確定的冬