辽宁省玉米地水分盈亏时空分布特征及灌溉模式分区研究

根据不同区域农作物需水规律和水资源供需状况,对区域内干旱区域类型、水分盈亏特性与干旱发生频率等进行综合分析和科学区划,对于提高整个地区(流域)农作物水分利用效率和水资源高效利用具有重要意义。该文基于辽宁省27个气象站1955—2014年逐日气象数据和玉米生长发育资料,对辽宁省不同玉米种植区域玉米生育期的需水过程、需水量、灌溉需水量、水分盈亏指数(crop water surplus deficit index,CWSDI)、干旱发生频率等的时空分布特征进行深入研究,得到以下结论:辽宁省不同区域玉米逐月需水量均呈现单峰变化趋势,7月需水量最大,全省生育期总需水量在335~391 mm之间;不同水文年玉米需水亏缺量在0~220 mm之间;CWSDI和干旱发生频率在全省的空间分布规律类似,综合两指标的数值分布特征,将辽宁省玉米灌区划分为干旱区和易旱区2种类型,并结合不同水文年型玉米灌溉制度,将辽宁省玉米种植区划分为7种灌溉模式。该研究成果可以为辽宁省区域农业用水区划与管理提供理论依据。

深埋秸秆量和滴灌量对温室番茄品质、产量及IWUE的影响

为了优化东北寒区温室番茄生产中适宜深埋秸秆量和滴灌量,为该地区温室番茄产业的可持续发展提供科学依据,探讨了深埋秸秆量和膜下滴灌量对温室番茄品质、产量以及灌溉水利用效率(IWUE)的影响。通过温室小区试验,深埋秸秆量设置4个水平:0kg·hm-2(S0)、1.5×104kg·hm-2(S1)、3×104kg·hm-2(S2)、4.5×104kg·hm-2(S3);滴灌下限以田间持水量θ为基数,设置4个水平:50%θ田(W1)、60%θ田(W2)、70%θ田(W3)、80%θ田(W4),共16个处理。采用主成分分析法对番茄品质进行综合评价,以主成分综合得分量化番茄的品质指标;采用熵权法对番茄的品质、产量、灌溉水利用效率(IWUE)进行赋权,进而通过TOPSIS法对各处理下温室番茄进行综合评价。深埋秸秆量和膜下滴灌量均对番茄品质产生影响,主成分分析法对番茄品质综合评价的结果得出S1W2、S2W4为品质最优的两个处理;产量最高的S1W2处理相较于S2W4处理增产达18.7%,而且S1W2处理灌溉水利用效率达到峰值为62.54kg·m-3。TOPSIS综合评价的结果表明S1W2处理为综合效益最高的处理。番茄生育期内滴灌灌水下限控制在田间持水量的60%(整个生育期的灌水量为183.54mm),深埋段状玉米秸秆量为1.5×104kg·hm-2,在提高番茄的综合品质的同时又可以使产量和IWUE处于较高水平,从而获得最大的综合效益。

东北地区春玉米作物系数时空分布特征研究

基于东北地区1951-2018年107个气象站点的气象资料和春玉米观测资料,利用不同作物系数修正公式,对作物系数模型计算的春玉米作物系数进行了验证,并利用空间插值法对全生育期及各生长阶段作物系数年际变化趋势和空间分布特征进行了分析。结果表明:考虑风速、湿度影响的单作物系数法对春玉米生育初期作物系数的模拟效果最好(R2=0.65)。东北地区全生育期春玉米作物系数在0.756~0.815范围内变化,在空间分布上,高值区主要分布在东北地区西部,低值区主要分布于黑龙江省北部的局部地区和辽宁省的东南部。不同生育阶段的作物系数,在生育中期最大,快速生长期次之,生育初期和末期总体较小。近70年东北地区春玉米全生育期作物系数年际变化呈显著下降趋势(R2=0.38),作物系数倾向率达到-0.004/(10 a)。在各个生育阶段,作物系数年际变化均呈下降趋势,黑龙江省下降最为明显,吉林省和内蒙古自治区东部次之,辽宁省变化不明显。东北地区绝大部分站点作物系数基本呈下降趋势,呈下降趋势和显著下降趋势的站点占比分别达到92.5%、64.5%。就不同生育阶段而言,快速生长期下降趋势最为明显(呈显著下降趋势站点占比为46.7%);在生育中期及末期,下降趋势也较为明显(呈显著下降趋势站点占比分别为41.1%和34.6%),在生育初期下降趋势不显著。

基于SPEI指数的东北玉米种植区春玉米生长季干旱演变特征

基于东北玉米种植区(含内蒙古东部四盟)51个气象站点1989年—2018年实测气象资料及作物玉米资料,对东北玉米种植区范围、玉米生育阶段进行划分,利用标准化降水蒸散指数(η_(spei)),对东北玉米种植区各生育阶段及全生育期的干旱时空分布特征进行分析研究。研究结果表明:东北地区春玉米生长季内干旱呈现明显的阶段性和区域性。从空间分布来看,全生育期内η_(spei)值呈现由研究区域东北部向西南部递增趋势,差异明显,但全生育期的η_(spei)值在-0.06~0.04之间。就不同生育阶段的干旱频率而言,播种—苗期较为干旱,干旱频率较高,随生育期推进干旱频率明显减小。从年际变化来看,辽宁、吉林、黑龙江和内蒙古东部四省份近30 a的η_(spei)值总体呈下降趋势,但趋势均不显著(P≥0.05)。纵观整个生长季可以发现,内蒙古东部和辽西地区在播种-苗期最易受旱情的影响。