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摘 要: 非充分灌溉条件下作物灌溉制度优化可以

2013-09-01 01:01

　　 摘 要: 非充分灌溉条件下作物灌溉制度优化可以有效地提高作物产量及水分利用率。以农田水量平衡模拟模型、作物水分生产函数和水分敏感指数累积函数为基础,建立了以灌溉日期为决策变量的非充分灌溉制度模拟优化模型,利用单纯形搜索法来确定最优灌溉制度(以作物产量最高为目标)。针对北京1999 年冬小麦返青后的实际情况,利用以上方法对冬小麦灌溉制度进行了模拟与分析。结果表明,随着灌溉定额的增加,最优灌溉制度下的田间腾发量和冬小麦产量也相应增加,但其增加幅度却逐渐减小。在灌溉水量不足的条件下,应首先保证抽穗初期的灌溉,然后考虑在拔节期进行灌溉,可以达到较好的增产效果。中国网为您提供硕士。
　　关键词: 非充分灌溉; 优化灌溉制度; 土壤水量平衡;
作物水分生产函数; 农田腾发量在干旱、半干旱地区,农田灌溉对作物生长具有重要作用。但由于水资源量不足,可用于农田灌溉的水量也是有限的。在有限的灌溉水量下,如何通过水量在地区间、时间上的合理分配,以达到增加产量、提高灌溉水利用效率的目的,是非充分灌溉理论研究的重要内容。
　　优化灌溉制度主要研究一定的水量如何在作物的生育期进行合理分配,以实现作物产量最大或效益最高的目标。目前用于确定作物优化灌溉制度的方法很多,如动态规划方法、非线性规划方法、线性规划方法等[ 1 ] ,其中应用较多的是动态规划方法。这些方法往往是以阶段(生育阶段、月、旬或周)是否灌水、灌水定额为决策变量,能够解决不同阶段间的水量分配问题,但不能确定阶段内的具体灌水日期,阶段较长时所得到的结果不一定能达到最优效果。土壤水量平衡模型[ 2 ] 和土壤水动力学模型[ 3 ] 也已应用于灌溉制度的模拟和评价。 （转载自http://www.ＮＳＥＡＣ.com中国科教评价网）
　　本文以农田水量平衡模拟模型、作物水分生产函数和水分敏感指数累积函数为基础,建立了以灌溉日期为决策变量的非充分灌溉制度模拟优化模型,根据模拟优化结果可以直接得到最优灌水日期更便于指导农田灌溉实践。
　　非充分灌溉条件下作物灌溉制度的模拟优化模型非充分灌溉条件下作物灌溉制度的模拟优化模型包括农田水量平衡模拟与作物产量计算模型、作物灌溉制度优化模型两部分。首先通过农田水量平衡模拟得到一定灌溉制度下的田间腾发量的动态过程,利用作物水分生产函数与水分敏感指数累积函数估算作物相对产量; 根据作物、灌水方法等情况确定灌水定额,根据可利用灌溉水量确定灌溉次数,然后利用一定的非线性优化方法(文中采用单纯形搜索法)确定最佳的灌水日期, 使作物相对产量最大。
　　农田水量平衡模拟模型水量平衡模型是一种概念性模型,根据一定时段内土壤水分的输入和输出来确定土壤水分的变化。田间水量平衡要素主要包括降雨(P)、灌溉(I )、腾发(E T )、根系层底部水分交换量(Q, 以渗漏为正)、地面径流(R)等,如图1 所示。农田水量平衡的基本方程为Δ式中: W1 、W2 分别为时段始、末的根系层贮水量ΔW为其变化量。在水量平衡要素中,阶段降水量可根据气象观测得到; 灌水量是人工控制与可测量的; 其他各项则需要根据一定的方法进行估算。在半干旱、半湿润地区径流量R 一般比较小,且主要出现在汛期,可以根据一定的产流机制(如超渗产流)来估算。因此进行农田水量平衡模拟的关键是估算腾发量与根系层底部的水分交换量。
　　田间腾发量取决于大气蒸发能力(以参考作物腾发量E T 0 表示)、作物类型及生长状况(以作物系数Kc 表示)、土壤供水情况(以土壤水分胁迫系数表示),采用单作物系数计算腾发量的公式为式中: E T m 为不受水分胁迫时的农田最大腾发量。

（转载自http://zw.NSEAC.com科教作文网）

　　与气象因素有关,可根据F A O 推荐的公式[ 4 ] 计算。对于一定的作物, Kc 与作物生育阶段和生长状况有关,为简化可将其近似视为生育时间t 的函数,采用下式进行估算:式中: Kc m 为生育期最大作物系数, tm 为Kc m 对应的时间, c 为形状参数。Ks 主要与土壤含水状况有关,一个常用的经验关系为≤W≤式中: Wp 为凋萎点对应的根系层贮水量, Wj 为腾发不受胁迫的根系层临界贮水量, n 为指数。