华北平原40年夏玉米作物系数变化及影响因素

作物系数(作物实际蒸散量与参考作物蒸散量之比,Kc)作为农田需耗水确定的关键参数,对农业精准灌溉和节水具有重要的参考价值。研究作物系数如何受生产条件和气象条件变化的影响,可为准确确定作物系数提供依据。本研究基于中国科学院栾城农业生态系统试验站1980—2018年充分灌溉条件下夏玉米作物系数变化规律及影响因素,利用2019—2021年夏玉米不同灌水处理下的试验数据,确定不同供水条件下夏玉米作物系数的计算方法。结果表明,1980—2018年参考作物蒸散量(ETo)基本保持稳定,但存在年际波动。充分供水条件下夏玉米实际蒸散量(ETc)在2005年之前保持年际间稳定,近年来年际间波动幅度较大。作物实际蒸散量与参考作物蒸散量之比的作物系数多年平均值为0.91,年际变异系数为12.36%。作物系数受作物产量和大气条件影响,产量的增加伴随着夏玉米实际蒸散量的增加,参考作物蒸散量主要受平均风速和日照时数的影响。分析表明作物系数由参考作物蒸散量和实际蒸散量共同决定,且受夏玉米实际蒸散量的影响较大。灌水量的差异是造成相同年份不同处理间差异的主要因素。利用缺水处理下土壤水分状况和不同土层相对根长密度计算土壤水分胁迫系数,结果表明使用缺水灌溉处理的土壤有效水分含量对夏玉米作物系数进行校正,所得值与实际值最为接近,可根据计划控制的土壤水分状况调整作物系数,确定不同控水条件下的农田实际耗水量。

不同沟灌方式下夏玉米单作物系数试验研究

采用FAO推荐的单值作物系数法,对常规沟灌和控制性交替隔沟灌溉两种灌水方式下不同水分处理(水分控制下限为田间持水率的80%、70%、60%)的夏玉米作物系数进行研究。结果表明:灌水方式修正系数可用相对蒸腾量来表示,与播后天数具有良好的6次函数关系,相关性显著;两种沟灌方式的单作物系数呈现相同脉冲波动变化趋势,但交替隔沟灌的作物系数小于常规沟灌;利用单作物系数法计算作物需水量与实测值相比偏差均低于10%,吻合良好。

夏玉米控制性交替隔沟灌溉农田蒸发蒸腾的试验研究

[目的]为夏玉米田间用水管理提供指导。[方法]分析垄植夏玉米控制性交替隔沟灌溉条件下不同水分处理棵间土壤蒸发与作物蒸腾的变化规律,探讨影响棵间土壤蒸发的主要环境因素。[结果]灌水后,棵间土壤蒸发呈明显上升趋势,而后逐渐减小;交替隔沟灌溉灌水后约50%的地表土壤处于干燥状态,可明显减少棵间土壤蒸发,降低无效耗水,提高水分利用率;播种?出苗期,棵间土壤蒸发量占耗水量的比例最高(88%以上),抽雄?灌浆期两者比例最低;影响棵间土壤蒸发的主要因素有:辐射、气温、湿度、风速、土壤含水率等。[结论]控制性交替隔沟灌溉具有明显的节水效果。

1959—2015年黑龙江省玉米需水量时空分布特征

基于黑龙江省26个气象站1959—2015年的逐日气象数据和14个农业气象观测站的1991—2008年玉米生育期观测资料,利用单作物系数法和Arcmap的空间分析功能计算并绘制了玉米生育期内各月有效降雨量(Effective precipitation)、需水量(Crop water requirement)和灌溉需水量(Irrigation requirement)及三者气候倾向率的分布图,揭示了黑龙江省玉米水分供需的时空分布规律。结果表明:黑龙江省玉米生育期有效降雨量平均值为302 mm,高值区位于中部地区,5—6月呈增长趋势,7—9月呈下降趋势;需水量平均值为383 mm,自西向东总体呈先减小后增大的分布趋势,除9月外,全生育期及各月需水量均呈减小趋势;灌溉需水量平均值为153 mm,其分布与需水量分布相似,西部地区灌溉需水量较大,5、7月呈减小趋势,而8、9月呈大幅增加趋势,应在7、8月适时补充灌溉,保障玉米产量。本研究可为黑龙江省玉米种植区灌溉水资源分配和灌溉制度制定提供科学依据。