论文部分内容阅读
摘要[目的]计算淠史杭灌区中稻作物系数。[方法]利用中稻各生育期参考作物蒸散量和实际蒸发蒸腾量求得作物系数。[结果]淠史杭灌区参考作物蒸散量日均值拔节孕穗期最高为5.1 mm；作物实际蒸发蒸腾量抽穗开花期日平均最大为6.3 mm，其次是拔节孕穗期，日平均为6.2 mm。拔节孕穗期作物系数为0.97～1.57，平均为1.33；其次是抽穗开花期为1.02～1.59，平均为1.31。因此，拔节孕穗期和抽穗开花期为中稻水分敏感期。在浅湿间歇的灌溉制度下，淠史杭灌区中稻作物系数与移栽后天数和积温具有较好的3次多项式关系，相关系数分别为0.985 7和0.993 2。[结论]该研究找出淠史杭灌区中稻需水敏感期，可为灌区水稻科学灌溉提供理论基础；构建作物系数曲线，可为淠史杭灌区中稻蒸散蒸腾量的计算提供科学依据。
关键词中稻；作物系数；参考作物蒸散量；实际蒸发蒸腾量
中图分类号S511文献标识码A文章编号0517-6611（2014）23-07799-03
作者简介李艳婷（1984- ），女，安徽界首人，中级农艺师，从事农田灌溉工作。
收稿日期20140703目前，许多研究成果常采用计算参考作物蒸发蒸腾量后，考虑植株因素函数项即作物系数，换算出作物实际蒸散蒸腾量[1]。作物实际蒸散量也可以通过水量平衡方程直接求得。作物系数是作物实际蒸散量和实测或估算的参考作物蒸腾量的比值，是计算作物需水量的必要参数[2]。Steele等以播种后的天数为变量，采用5次多项式进行回归，分析确定了玉米的作物系数曲线。由于不同地点、不同年份的作物发育速率有所不同，许多研究者还提出了另一种构建作物系数曲线的方法，即以热量指标为变量，将作物系数曲线与形态发育更好地联系起来。在这类方法中，温度指标通常采用生长过程中的累计积温[3]。
为此，笔者利用Penman-Monteith公式计算参考蒸散量，通过观测获得中稻实际蒸散蒸腾量，求出作物系数；找出淠史杭灌区中稻需水敏感期，为灌区水稻科学灌溉提供理论基础；并构建作物系数曲线，为淠史杭灌区中稻实际蒸发蒸腾量的计算提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验区概况试验于2011～2013年在安徽省淠史杭灌区灌溉试验总站进行。试验站位于六安市金安区城北乡廿铺村，地理位置116°33′E、31°51′N，海拔39 m（废黄河口基面），处于北亚热带向暖温带转换过渡地带，属低丘陵地区。作物种植以水稻为主，实行油-稻、麦-稻轮作，历年平均日照时数为2 040 h，年平均气温为15 ℃左右，无霜期为220～230 d。多年平均降雨量为1 100 mm，水面蒸发量为700～900 mm（E601），地下水埋深为7 m。
试验在钢筋混凝土有底测坑中进行，回填土层厚度为1 m，测坑土壤耕作层属重壤土，底土多为黏土，土壤容重（0～100 cm平均）为1.40 g/cm3，田间持水量为31.35%，土壤有机质含量为1.96%，pH为7.5，全氮含量为1.24 g/kg，全磷含量为0.28 g/kg，全钾含量为1.32 g/kg。
供试水稻品种为冈优渝九，秧苗在35 d左右移栽，移栽密度为20 cm×25 cm，每年播种日期为4月15～5月1日，成熟日期为9月20～30日。
1.2试验设计根据灌区中稻生长发育特征将中稻全生育期划分为返青期、分蘖期、拔孕期、抽开期、乳熟期、黄熟期6个阶段，采用浅湿间歇灌溉制度，各生育期水层设计、间歇天数、蓄雨深度和各生育期天数如所示。
测坑面积为2.5×1.6=4.0 m2，3次重复，采用浅湿间歇灌溉制度。测坑施红四方复合肥0.5 kg/坑， 复合肥N、P、K有效含量分别为13%、5%、7%，相当于施纯N 150 kg/hm2，五氧化二磷60 kg/hm2。每个小区除水分管理外，其他管理方式完全一致。
安徽省淠史杭灌溉试验总站小区为有底钢筋混凝土测坑，无水分渗漏和侧渗。在水分覆盖田面的时候每天08：00用测针测定水面蒸发，来确定有水层时的田间实际蒸发蒸散量；当地表露出水面时用土钻法测定0～100 cm土壤水分，每隔20 cm測定一次，各生育阶段初末、灌溉前后，降水前后加测，确定有水层时的田间实际蒸发蒸散量。
2结果与分析
2.1中稻各生育阶段参考作物蒸散量分析利用最近3年淠史杭灌区灌溉试验总站自动气象站的气象资料，根据式（2）计算逐日参考作物蒸散量及该灌区气候条件下各生育阶段内总参考作物蒸散量和日平均值。
从可以看出，3年内中稻生长季内各生育阶段参考作物蒸散量总量最大的为分蘖期，其次是拔节孕穗期，3年中分蘖期参考作物蒸散量分别占全生育期参考作物蒸散量的29.6%、34.4%、27.2%，拔节孕穗期分别占全生育期参考作物蒸散量的26.6%、24.4%、29.8%。因为分蘖期和拔节孕穗期适逢7、8月份，这两个阶段的气候特点是辐射强、气温一年中最高。此外，阶段性参考作物蒸散量与作物该阶段持续时间的长短有关，分蘖期和拔节孕穗期是中稻生长
续时间最长的两个阶段，分别为33和25 d，所以这两个阶段的总参考作物需水量占全生育期的57.3%。 参考作物蒸散量日均值拔节孕穗期最高为5.1 mm，其次是分蘖期为4.3 mm。
2.2中稻各生育阶段实际蒸发蒸腾量从可以看出，中稻在整个生育期内平均实际蒸发蒸腾量为546.1 mm。中稻各生育阶段的日均蒸发蒸腾量和总蒸发蒸腾量都呈现明显的单峰变化趋势。其中，抽穗开花期日均蒸发蒸腾量最大平均为6.3 mm，其次是拔节孕穗期平均为6.2 mm；分蘖期ETc总量最大为156.8 mm，其次是拔节孕穗期为152.9 mm； 返青期日均和总量都是最小分别为3.9和31.2 mm。从生育阶段作物系数来看，拔节孕穗期和抽穗开花期为中稻日均需水量最大的两个生育阶段。 2.3中稻各生育阶段作物系数分析从可以看出，中稻全生育期的作物系数在0.97～1.23，平均为1.16。中稻的作物系数在生育期内各生育阶段呈现明显的单峰变化趋势。其中，拔节孕穗期最大为0.97～1.57，平均为1.33；其次是抽穗开花期为1.02～1.59，平均为1.31；返青期最小为0.78～1.24，平均为0.93。从生育阶段作物系数来看，拔节孕穗期和抽穗开花期为中稻水分敏感期。这一结果与前人对旱稻作物系数的研究结果一致[4]。
2.4作物系数与积温及移栽后天数的关系分析根据3年的田间试验结果，构建了作物系数与积温和移栽后天数的相关关系。作物系数与作物生长发育有直接的关系，而积温和移栽后天数反映了作物生长发育过程特征。因此，该研究以热量指标为变量，建立作物系数与作物生长发育过程的直接关系，为简易求算中稻作物系数提供直接方法。
2011～2013中稻各生育阶实际蒸发蒸腾量 mm
在相似的气候背景条件下，可以根据中的方程系数，在已知积温或移栽后天数的前提下，估算中稻的作物系数，使用较为方便。
3結论
（1）3年内中稻生长季内各生育阶段参考作物蒸散量总量最大的为分蘖期，其次是拔节孕穗期。参考作物蒸散量日均值拔节孕穗期最高为5.1 mm，其次是分蘖期为4.2 mm。中稻在整个生育期内总的实际蒸发蒸腾量为546.1 mm。抽穗开花期日均最大，平均为6.3 mm；其次是拔节孕穗期，日均为6.2 mm；返青期最小，日均为3.9 mm。从而得出抽穗开花期和拔节孕穗期为水稻对水分的敏感程度最高。
（2）中稻作物系数在全生育期内各生育阶段内呈现很好的单峰变化趋势。拔节孕穗期最大平均为1.33，其次是抽穗开花期平均为1.31，返青期最小平均为0.93。
（3）中稻作物系数与移栽后天数和积温都呈3次多项式关系，回归曲线与实测数据拟合很好，且相关系数（R2）分别为0.985 7和0.993 2，在相似气候背景条件下，可利用移栽后天数和累积积温估算作物系数，使用较为方便。
42卷23期李艳婷等淠史杭灌区中稻作物系数试验研究参考文献
[1] 陈玉民，郭国双.中国主要作物需水量与灌溉[M]. 北京：水利水电出版社，1995：50-128.
[2] ALLEN R G，LUIS S P，RAES D，et al. Crop evapotranspiration Guidelines for computing crop water requirements[M].Rome，Italy：FAO Irrigation and Drainage，1998：56.
[3] HUNSAKER D J. Basal crop coefficients and water use for early maturity cotton [J].Trans of the ASAE，1999，42（4）：927.
[4] 杨晓光，BOUMAN B A M，张秋平，等.华北平原旱稻作物系数试验研究[J].农业工程学报，2006，22（2）：37-41.安徽农业科学，Journal of Anhui Agri. Sci.2014，42（23）：
关键词中稻；作物系数；参考作物蒸散量；实际蒸发蒸腾量
中图分类号S511文献标识码A文章编号0517-6611（2014）23-07799-03
作者简介李艳婷（1984- ），女，安徽界首人，中级农艺师，从事农田灌溉工作。
收稿日期20140703目前，许多研究成果常采用计算参考作物蒸发蒸腾量后，考虑植株因素函数项即作物系数，换算出作物实际蒸散蒸腾量[1]。作物实际蒸散量也可以通过水量平衡方程直接求得。作物系数是作物实际蒸散量和实测或估算的参考作物蒸腾量的比值，是计算作物需水量的必要参数[2]。Steele等以播种后的天数为变量，采用5次多项式进行回归，分析确定了玉米的作物系数曲线。由于不同地点、不同年份的作物发育速率有所不同，许多研究者还提出了另一种构建作物系数曲线的方法，即以热量指标为变量，将作物系数曲线与形态发育更好地联系起来。在这类方法中，温度指标通常采用生长过程中的累计积温[3]。
为此，笔者利用Penman-Monteith公式计算参考蒸散量，通过观测获得中稻实际蒸散蒸腾量，求出作物系数；找出淠史杭灌区中稻需水敏感期，为灌区水稻科学灌溉提供理论基础；并构建作物系数曲线，为淠史杭灌区中稻实际蒸发蒸腾量的计算提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验区概况试验于2011～2013年在安徽省淠史杭灌区灌溉试验总站进行。试验站位于六安市金安区城北乡廿铺村，地理位置116°33′E、31°51′N，海拔39 m（废黄河口基面），处于北亚热带向暖温带转换过渡地带，属低丘陵地区。作物种植以水稻为主，实行油-稻、麦-稻轮作，历年平均日照时数为2 040 h，年平均气温为15 ℃左右，无霜期为220～230 d。多年平均降雨量为1 100 mm，水面蒸发量为700～900 mm（E601），地下水埋深为7 m。
试验在钢筋混凝土有底测坑中进行，回填土层厚度为1 m，测坑土壤耕作层属重壤土，底土多为黏土，土壤容重（0～100 cm平均）为1.40 g/cm3，田间持水量为31.35%，土壤有机质含量为1.96%，pH为7.5，全氮含量为1.24 g/kg，全磷含量为0.28 g/kg，全钾含量为1.32 g/kg。
供试水稻品种为冈优渝九，秧苗在35 d左右移栽，移栽密度为20 cm×25 cm，每年播种日期为4月15～5月1日，成熟日期为9月20～30日。
1.2试验设计根据灌区中稻生长发育特征将中稻全生育期划分为返青期、分蘖期、拔孕期、抽开期、乳熟期、黄熟期6个阶段，采用浅湿间歇灌溉制度，各生育期水层设计、间歇天数、蓄雨深度和各生育期天数如所示。
测坑面积为2.5×1.6=4.0 m2，3次重复，采用浅湿间歇灌溉制度。测坑施红四方复合肥0.5 kg/坑， 复合肥N、P、K有效含量分别为13%、5%、7%，相当于施纯N 150 kg/hm2，五氧化二磷60 kg/hm2。每个小区除水分管理外，其他管理方式完全一致。
安徽省淠史杭灌溉试验总站小区为有底钢筋混凝土测坑，无水分渗漏和侧渗。在水分覆盖田面的时候每天08：00用测针测定水面蒸发，来确定有水层时的田间实际蒸发蒸散量；当地表露出水面时用土钻法测定0～100 cm土壤水分，每隔20 cm測定一次，各生育阶段初末、灌溉前后，降水前后加测，确定有水层时的田间实际蒸发蒸散量。
2结果与分析
2.1中稻各生育阶段参考作物蒸散量分析利用最近3年淠史杭灌区灌溉试验总站自动气象站的气象资料，根据式（2）计算逐日参考作物蒸散量及该灌区气候条件下各生育阶段内总参考作物蒸散量和日平均值。
从可以看出，3年内中稻生长季内各生育阶段参考作物蒸散量总量最大的为分蘖期，其次是拔节孕穗期，3年中分蘖期参考作物蒸散量分别占全生育期参考作物蒸散量的29.6%、34.4%、27.2%，拔节孕穗期分别占全生育期参考作物蒸散量的26.6%、24.4%、29.8%。因为分蘖期和拔节孕穗期适逢7、8月份，这两个阶段的气候特点是辐射强、气温一年中最高。此外，阶段性参考作物蒸散量与作物该阶段持续时间的长短有关，分蘖期和拔节孕穗期是中稻生长
续时间最长的两个阶段，分别为33和25 d，所以这两个阶段的总参考作物需水量占全生育期的57.3%。 参考作物蒸散量日均值拔节孕穗期最高为5.1 mm，其次是分蘖期为4.3 mm。
2.2中稻各生育阶段实际蒸发蒸腾量从可以看出，中稻在整个生育期内平均实际蒸发蒸腾量为546.1 mm。中稻各生育阶段的日均蒸发蒸腾量和总蒸发蒸腾量都呈现明显的单峰变化趋势。其中，抽穗开花期日均蒸发蒸腾量最大平均为6.3 mm，其次是拔节孕穗期平均为6.2 mm；分蘖期ETc总量最大为156.8 mm，其次是拔节孕穗期为152.9 mm； 返青期日均和总量都是最小分别为3.9和31.2 mm。从生育阶段作物系数来看，拔节孕穗期和抽穗开花期为中稻日均需水量最大的两个生育阶段。 2.3中稻各生育阶段作物系数分析从可以看出，中稻全生育期的作物系数在0.97～1.23，平均为1.16。中稻的作物系数在生育期内各生育阶段呈现明显的单峰变化趋势。其中，拔节孕穗期最大为0.97～1.57，平均为1.33；其次是抽穗开花期为1.02～1.59，平均为1.31；返青期最小为0.78～1.24，平均为0.93。从生育阶段作物系数来看，拔节孕穗期和抽穗开花期为中稻水分敏感期。这一结果与前人对旱稻作物系数的研究结果一致[4]。
2.4作物系数与积温及移栽后天数的关系分析根据3年的田间试验结果，构建了作物系数与积温和移栽后天数的相关关系。作物系数与作物生长发育有直接的关系，而积温和移栽后天数反映了作物生长发育过程特征。因此，该研究以热量指标为变量，建立作物系数与作物生长发育过程的直接关系，为简易求算中稻作物系数提供直接方法。
2011～2013中稻各生育阶实际蒸发蒸腾量 mm
在相似的气候背景条件下，可以根据中的方程系数，在已知积温或移栽后天数的前提下，估算中稻的作物系数，使用较为方便。
3結论
（1）3年内中稻生长季内各生育阶段参考作物蒸散量总量最大的为分蘖期，其次是拔节孕穗期。参考作物蒸散量日均值拔节孕穗期最高为5.1 mm，其次是分蘖期为4.2 mm。中稻在整个生育期内总的实际蒸发蒸腾量为546.1 mm。抽穗开花期日均最大，平均为6.3 mm；其次是拔节孕穗期，日均为6.2 mm；返青期最小，日均为3.9 mm。从而得出抽穗开花期和拔节孕穗期为水稻对水分的敏感程度最高。
（2）中稻作物系数在全生育期内各生育阶段内呈现很好的单峰变化趋势。拔节孕穗期最大平均为1.33，其次是抽穗开花期平均为1.31，返青期最小平均为0.93。
（3）中稻作物系数与移栽后天数和积温都呈3次多项式关系，回归曲线与实测数据拟合很好，且相关系数（R2）分别为0.985 7和0.993 2，在相似气候背景条件下，可利用移栽后天数和累积积温估算作物系数，使用较为方便。
42卷23期李艳婷等淠史杭灌区中稻作物系数试验研究参考文献
[1] 陈玉民，郭国双.中国主要作物需水量与灌溉[M]. 北京：水利水电出版社，1995：50-128.
[2] ALLEN R G，LUIS S P，RAES D，et al. Crop evapotranspiration Guidelines for computing crop water requirements[M].Rome，Italy：FAO Irrigation and Drainage，1998：56.
[3] HUNSAKER D J. Basal crop coefficients and water use for early maturity cotton [J].Trans of the ASAE，1999，42（4）：927.
[4] 杨晓光，BOUMAN B A M，张秋平，等.华北平原旱稻作物系数试验研究[J].农业工程学报，2006，22（2）：37-41.安徽农业科学，Journal of Anhui Agri. Sci.2014，42（23）：