淠史杭灌區(qū)中稻作物系數(shù)試驗研究(二)

陳衛(wèi)東

(安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局，安徽六安 237016)

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淠史杭灌區(qū)中稻作物系數(shù)試驗研究(二)

陳衛(wèi)東

(安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局，安徽六安 237016)

[目的]研究淠史杭灌區(qū)中稻作物系數(shù)的估算方法。[方法]利用Penman-Monteith公式計算參考蒸散量，通過觀測獲得中稻實際蒸散蒸騰量，求出2014年中稻實際作物系數(shù)Kc，并利用李艷婷等的研究結(jié)果建立的移栽后天數(shù)模型和積溫模型2種方法估算2014年中稻作物系數(shù)Kc1和Kc2，分別比較Kc1、Kc2與Kc之間的RMSE，找出適合淠史杭灌區(qū)作物系數(shù)的估算方法。[結(jié)果]Kc1、Kc2與Kc的RMSE分別為0.106和0.197，移栽后天數(shù)法估算的作物系數(shù)Kc1與實測作物系數(shù)Kc較為接近，即淠史杭灌區(qū)的中稻作物系數(shù)選用移栽后天數(shù)法來估算更為準(zhǔn)確。[結(jié)論]該研究為淠史杭灌區(qū)中稻作物系數(shù)的研究提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

中稻；作物系數(shù)Kc；移栽天數(shù)法估算作物系數(shù)Kc1；積溫法估算作物系數(shù)Kc2

作物系數(shù)是作物實際蒸散量和實測或估算的參考作物蒸騰量的比值，是計算作物需水量的必要參數(shù)[1]。前人對我國不同地區(qū)、不同作物的作物系數(shù)確定方法和數(shù)值進(jìn)行了大量研究，并取得了很多成果。如孫景生等以熱量指標(biāo)為變量，建立作物系數(shù)與作物生長過程的直接關(guān)系，為簡易求算旱稻作物系數(shù)提供了直接方法[2]；楊曉光等研究發(fā)現(xiàn)旱稻的作物系數(shù)與出苗后天數(shù)和>0 ℃積溫分別呈三次多項式和二次多項式的關(guān)系[3]；李艷婷等研究表明淠史杭灌區(qū)中稻作物系數(shù)與移栽后天數(shù)和>0 ℃的積溫均呈三次多項式的關(guān)系[4]。筆者在此利用Penman-Monteith公式計算參考蒸散量[5]，通過觀測獲得中稻實際蒸散蒸騰量，求出2014年中稻實際作物系數(shù)Kc，并利用李艷婷等的研究結(jié)果建立的移栽后天數(shù)模型和積溫模型2種方法[4]估算2014年中稻作物系數(shù)Kc1和Kc2，分別比較Kc1、Kc2與Kc之間的RMSE，找出適合淠史杭灌區(qū)作物系數(shù)的估算方法，為淠史杭灌區(qū)估算中稻耗水量提供科學(xué)依據(jù)，同時為灌區(qū)水稻科學(xué)灌溉提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況該試驗于2014年在安徽省淠史杭灌區(qū)灌溉試驗總站進(jìn)行。試驗站位于六安市金安區(qū)城北鄉(xiāng)廿鋪村(116°33′ E、31°51′ N)，海拔39 m(廢黃河口基面)，處于北亞熱帶向暖溫帶轉(zhuǎn)換過渡地帶，屬低丘陵地區(qū)。作物種植以水稻為主，實行油-稻、麥-稻輪作，歷年平均日照為2 040 h，年平均氣溫15 ℃左右，無霜期為220～230 d。多年平均降雨量為1 100 mm，水面蒸發(fā)量為700～900 mm(E601)，地下水埋深7 m。

試驗在有底鋼筋混凝土測坑中進(jìn)行，回填土層厚度為1 m，測坑面積為2.5×1.6=4.0 m2。測坑土壤耕作層屬重壤土，底土多為粘土，土壤容重(0～100 cm平均)為1.40 g/cm3，田間持水量31.35%，土壤有機質(zhì)含量1.96%，pH為7.5，全氮含量0.124%，全磷含量0.028%，全鉀含量1.320%。

1.2 試驗設(shè)計根據(jù)灌區(qū)中稻生長發(fā)育特征將中稻全生育期劃分為返青期、分蘗期、拔孕期、抽開期、乳熟期、黃熟期6個階段，各生育期水層設(shè)計、間歇天數(shù)、蓄雨深度和各生育期天數(shù)如表1所示。該試驗重復(fù)3次，采用淺濕間歇灌溉制度。每個小區(qū)除水分管理外，其他管理方式完全一致。供試作物品種為岡優(yōu)渝九，播種日期為5月2日，秧苗在第33天移栽，收獲日期為9月20日，本田生長期109 d。該研究氣象資料來源于本站自動氣象站。

表1 2011～2013年水稻各生育期水層、間歇天數(shù)、蓄雨深度、各生育階段天數(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

生育階段設(shè)計水層mm間歇天數(shù)d蓄雨深度mm各生育期階段天數(shù)∥d返青期10～30不脫水308分蘗期0～403～54033拔節(jié)孕穗期0～40落干烤田6025抽穗開花期0～401～38010乳熟期0～401～310018黃熟期0～403～55014全生育期干干濕濕107

1.3 研究方法

2 結(jié)果與分析

2.1 作物系數(shù)的計算利用當(dāng)年的氣象資料，根據(jù)Penman-Monteith公式計算參考蒸散量ET0除以作物實際蒸發(fā)蒸騰量ETc得到當(dāng)年中稻各生育階段的作物系數(shù)Kc。由表2可見，在淺濕間歇灌溉制度下，該站中稻從返青期到拔孕期作物系數(shù)Kc由0.93逐漸上升至1.34；抽開期最高，為1.35，然后逐漸減小，黃熟期降低至1.07。出現(xiàn)這種變化的主要原因是從返青期到拔孕期隨著水稻的生長葉面積系數(shù)逐漸增大，且氣溫逐漸升高，作物蒸發(fā)蒸騰量增大，因而作物系數(shù)也逐漸增大；進(jìn)入乳熟期后作物系數(shù)隨著作物葉面的敗落而迅速減小，這與丁加麗等對水稻作物系數(shù)的研究結(jié)論[6]一致。

表2 2014年中稻各生育階段作物系數(shù)

生育階段ET0ETcKc返青期26.7925.000.93分蘗期117.23119.701.02拔孕期91.52123.001.34抽開期32.2843.601.35乳熟期54.8159.901.09黃熟期22.5221.041.07

2.2 3種方法所得中稻作物系數(shù)的比較分析從圖1可以看出，2014年作物系數(shù)實測值Kc和模擬值Kc1、Kc2具有相似的變化趨勢。在中稻生長前期，即返青期、分蘗期、拔孕期、抽開期Kc1和Kc分別相差0.09、-0.06、0.07、0.05，Kc2和Kc分別相差0.04、-0.12、-0.02、-0.04；中稻生長前期估算值Kc1、Kc2與實測值Kc均很吻合；中稻生長后期，即乳熟期和黃熟期Kc1和Kc分別相差-0.18和-0.12，Kc2和Kc分別相差-0.31和-0.30。由此可知移栽后天數(shù)模型計算的作物系數(shù)Kc1更接近實測值Kc。

中稻移栽天數(shù)法估算作物系數(shù)Kc1、積溫法估算作物系數(shù)Kc2和實測作物系數(shù)Kc的RMSE分別為0.106、0.197，可見移栽天數(shù)法估算作物系數(shù)Kc1與實測作物系數(shù)Kc的RMSE比積溫法估算作物系數(shù)Kc2與實測作物系數(shù)Kc的RMSE小，即Kc1比Kc2更接近Kc值。因此在以后年份可以利用估算法來求得作物系數(shù)，淠史杭灌區(qū)的中稻作物系數(shù)選用移栽后天數(shù)法來估算更為準(zhǔn)確。

3 結(jié)論

淠史杭灌區(qū)中稻的作物系數(shù)隨著移栽天數(shù)即中稻的生長狀況和氣候呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢，利用移栽天數(shù)模型和積溫模型估算出的作物系數(shù)和實測作物系數(shù)趨勢能很好地吻合，其中移栽天數(shù)模型估算的作物系數(shù)與實測作物系數(shù)的RMSE更小，更適合用來估算淠史杭灌區(qū)作物系數(shù)。

[1] ALLEN R G,LUIS S P,RAES D,et al. Crop evapotranspiration Guidelines for computing crop water requirements[M].FAO Irrigation and Drainage,1998：56.

[2] 孫景生，劉祖貴，張寄陽，等.風(fēng)沙區(qū)春小麥作物系數(shù)試驗研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2002，18(6)：55-58.

[3] 楊曉光，BOUMAN B A M，張秋平，等.華北平原旱稻作物系數(shù)試驗研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2006,22(2):37-41.

[4] 李艷婷，石梅.淠史杭灌區(qū)中稻作物系數(shù)的試驗研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014,42(23):7799-8801.

[5] DOORENBOS J，PRUITT W O.Guideline for predicting crop water requirements[M]//FAO Irrigation and Drainage，Paper No.24.Rome，Italy：Food and Agriculture Organization of the United Nations，1977：193.

[6] 丁加麗，彭世彰，徐俊增，等.控制灌溉條件下水稻蒸發(fā)蒸騰量及作物系數(shù)試驗研究[J].河海大學(xué)學(xué)報，2006,34(3)：239-242.

Study on the Crop Coefficient of Middle-season Rice in Pishihang Irrigation District (Ⅱ)

CHEN Wei-dong

(Pishihang Irrigation District Administration of Anhui Province, Lu’an,Anhui 237016)

[Objective]The research aimed to study the estimation method of middle-season rice crop coefficient in Pishihang Irrigation District.[Method]Calculation of reference evapotranspiration by using Penman-Monteith formula, get the rice actual evaporation transpiration through observation, find out the actual 2014 rice crop coefficientKc, using the research results in Li Yan-ting et al established days after transplantation model and the accumulated temperature model estimated 2014 rice crop coefficients ofKc1andKc2,the EMSE betweenKc1,Kc2andKcwere compared,the estimation method of middle-season rice crop coefficient in Pishihang Irrigation District was found.[Result]Respectively,the EMSE betweenKc1,Kc2andKcwere 0.106 and 0.197.Days after transplanting method to estimate the crop coefficientKc1was closer to the measured crop coefficientKc,that middle rice crop coefficient chosen days after transplanting method to estimate more accurate.[Conclusion] The study provides a scientific method for the middle-rice crop coefficient research of Pishihang Irrigation District.

Midseason rice; Crop coefficientKc;Days after transplantation model of crop coefficientKc1;Accumulated temperature model of crop coefficientKc2

陳衛(wèi)東(1962-),男，安徽霍山人，高級工程師，從事水利工程管理工作。

2015-02-05

S 511

A

0517-6611(2015)09-055-02