冬小麦适应性节水灌溉预报与实时配水技术研究

发布时间：2020-11-03 17:00

　　 水是生命之源、生产之要、生态之基。人民日常生活、社会经济发展和粮食生产都离不开水,人与水之间的关系变得越来越密切。随着人口的快速增长和经济飞速发展,全球极端气候加剧、水污染和水资源浪费严重,导致水资源供需矛盾日益加剧。我国由于受季风气候影响,水资源时空分布不均,水资源利用难度较大,而我国又是一个农业大国,农业用水量占全国总用水量的三分之二以上,在我国干旱和半干旱地区,农业供水形势尤为严峻,能用于灌溉的水量不会显著增加,发展节水高效农业是我国水资源可持续发展的重要措施,是实现地区粮食生产可持续稳产高产的必然选择。因此,开展节水灌溉、农业水资源优化配置的研究是十分关键和必要的。本文在总结国内外研究现状及存在问题的基础上,基于作物的适应性非充分实时灌溉制度模型,针对冬小麦不同水分处理的灌溉试验开展节水灌溉研究,主要内容包括以下几个方面:1.冬小麦非充分实时灌溉制度模型的建立。在深入理解田间水量平衡原理的基础上,建立了冬小麦非充分实时灌溉制度模型,并对模型中各个参数的影响作用进行深入分析,最后介绍了模型中各参数的计算方法。2.冬小麦灌溉模型参数的修正。根据冬小麦不同水分处理的灌溉试验,结合土壤墒情监测数据和实时气象资料,对模型中土壤含水率的取值和有效降雨量的计算等参数进行了修正,提高了实时灌溉预报的精度,为实时灌溉制度的制定提供更精准数据。3.冬小麦适应性实时灌溉预报研究。在非充分实时灌溉预报的基础上,构建了旱情评价指标体系和划分旱情等级标准,通过实时土壤墒情预报模型,结合短期天气预报来预测未来5~10d的土壤墒情和其他干旱指标,利用干旱等级标准判断未来5~10d的干旱状况,进而制定符合气候变化的适应性灌溉预报,最后通过灌溉试验对冬小麦产量进行对比分析。4.灌区实时水资源优化配置技术研究。从传统灌区水资源优化配置容易造成灌溉制度与实际生产需要不符的问题出发,以冬小麦适应性非充分实时灌溉理论为基础,建立了水资源实时优化配置模型,结合冬小麦适应性实时灌溉预报,以灌区经济效益最大为目标,对水资源实时优化配置进行计算和分析。
【学位单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S512.11;S274
【部分图文】：

研究技术路线图

8图 2-2 试验田实况图Fig 2-2 Winter wheat experimental field根据已有研究资料，当冬小麦土壤含水量为田间持水量的 78%~85%时，叶片光合速率会出现一个最高值，被视为比较适合的土壤湿度[35]。如果土壤下限值设定过低，冬小麦生长时土壤水分长期处于较低状态，则光合作用产生物累积量减少，最终会影响产量，达不到高产要求[36]。本试验结合冬小麦长规律和实际情况，共设计 4 个水分处理方案，分布到 4 个试验小区，水分方案依次为 A、B、C、D。各组灌水上下限值设定为：A 组灌水下限为 8田间持水率，灌水上限为田间持水率，即冬小麦土壤含水率小于田间持水率

图 2-3 小型自动气象站Fig.2-3 Small automatic weather station表 2-2 逐日气象数据Tab. 2-2 Daily meteorological data时间2m 风速(km/h)风向(deg)太阳辐射(W/m2)降水量(mm)空气湿度(%)空气温度(℃)大气(hP2012/1/10 7.45 321 1832.2 0.0 34 7.49 10262012/1/11 3.69 215 1729.3 0.0 68 0.67 10362012/1/12 4.45 154 1513.4 0.0 71 0.12 10252012/1/13 2.17 160 1736.5 0.0 73 -2.14 10292012/1/14 3.32 115 792.9 0.0 81 -2.47 10222012/1/15 2.57 131 699.1 0.0 89 -3.12 10262012/1/16 3.97 177 1967.7 0.0 67 -0.63 10372012/1/17 4.37 144 2039.2 0.0 68 -0.47 1023
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本文编号：2868845