冬小麥-夏玉米一年兩熟高效灌溉模式研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)是我國(guó)的用水大戶，約占全國(guó)總用水量的73﹪，主要消耗于灌溉。冬小麥夏玉米一年兩熟是華北平原主要種植模式，它對(duì)于充分利用水土的光熱資源和節(jié)約用水都有著非常重要的意義，為提高河南省冬小麥、夏玉米農(nóng)田節(jié)水灌溉、水分資源高效利用技術(shù)以及降低生產(chǎn)成本，本文作了一系列研究工作，主要內(nèi)容及方法是： (1)通過(guò)田間試驗(yàn)對(duì)冬小麥夏玉米的需水規(guī)律進(jìn)行研究。 (2)通過(guò)實(shí)時(shí)信息，對(duì)土壤水分進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，確定灌溉時(shí)間和灌水定額。 (

2、3)建立冬小麥夏玉米全生育期用水量和產(chǎn)量之間的關(guān)系，確定各生育時(shí)期的水分敏感指數(shù)和階段需水量，建立分階段用水量和產(chǎn)量之間的關(guān)系； (4)運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法，對(duì)有限水量在作物生育期內(nèi)和作物間的分配進(jìn)行優(yōu)化，得到冬小麥夏玉米一年兩熟高效灌溉模式。 得到的主要結(jié)論如下：(1)冬小麥的需水高峰期為孕穗期，夏玉米的需水高峰期為抽雄吐絲期。對(duì)于作物階段耗水量以及模系數(shù)，冬小麥在越冬～返青期最低，階段耗水模系數(shù)一般低于10﹪，拔節(jié)期最

3、高。夏玉米苗期和成熟期模系數(shù)比較低，抽雄吐絲期最大，拔節(jié)期略低一些。 (2)冬小麥ET0的預(yù)測(cè)值與計(jì)算值相關(guān)系數(shù)R=0.9191，返青前絕對(duì)誤差95﹪以上不超過(guò)0.8mm/d，返青后相對(duì)誤差均在25﹪以內(nèi)，其中93﹪的相對(duì)誤差小于20﹪，53﹪的小于10﹪。對(duì)于夏玉米，95﹪的ET0預(yù)測(cè)結(jié)果相對(duì)誤差在20﹪之內(nèi)，ET0預(yù)測(cè)值與計(jì)算值相關(guān)系數(shù)R=0.9469。進(jìn)而對(duì)試驗(yàn)田塊土壤水分進(jìn)行了實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，冬小麥相對(duì)誤差均在5﹪之內(nèi)，夏玉米

4、相對(duì)誤差不超過(guò)10﹪。 (3)作物產(chǎn)量與全生育期耗水量之間呈良好的二次拋物線關(guān)系，相關(guān)程度較高，其回歸方程分別為： 冬小麥：Y=-0.9795×10-3ET2+9.0263ET-14443相關(guān)系數(shù)R=0.9451夏玉米：Y=-0.9852×10-3ET2+9.3236ET-12953相關(guān)系數(shù)R=0.9576；當(dāng)冬小麥和夏玉米的耗水量分別達(dá)到467.4mm和473.2mm時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到各自的最大值； 冬小麥和夏玉米的

5、作物需水系數(shù)，相關(guān)程度亦較高，其回歸方程分別為：冬小麥：k=1.572×10-7ET2-1.2325×10-3ET+3.0737相關(guān)系數(shù)R=0.7370夏玉米：k=1.036×10-7ET2-0.7593×10-3ET+1.8426相關(guān)系數(shù)R=0.7459當(dāng)耗水量達(dá)到392.0mm和366.5mm，冬小麥和夏玉米的作物需水系數(shù)k降至最小分別為0.66m3/kg和0.45m3/kg。 用最小二乘法得到冬小麥、夏玉米的水分敏感指數(shù)，

6、并且用Jensen模型建立了冬小麥、夏玉米產(chǎn)量與各階段耗水量關(guān)系的水分生產(chǎn)函數(shù)模型。 (4)根據(jù)1984～2003年的記錄的逐日降雨資料，繪制了經(jīng)驗(yàn)累積頻率曲線，確定了四個(gè)典型水文年的降雨量，進(jìn)而確定了典型水文年中作物各個(gè)生育階段的降雨量。以產(chǎn)量與分階段耗水量關(guān)系的數(shù)學(xué)模型為目標(biāo)函數(shù)，采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法，對(duì)有限水量在作物生育期內(nèi)的分配進(jìn)行了優(yōu)化，提出了冬小麥、夏玉米各自的高效灌溉制度。在有限水量在作物生育階段最優(yōu)分配的基礎(chǔ)上，同