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内蒙古河套灌区春玉米作物系数试验研究

侯琼 王海梅 云文丽 李建军

侯琼, 王海梅, 云文丽, 等. 内蒙古河套灌区春玉米作物系数试验研究. 应用气象学报, 2016, 27(4): 417-425. DOI: 10.11898/1001-7313.20160404..
引用本文: 侯琼, 王海梅, 云文丽, 等. 内蒙古河套灌区春玉米作物系数试验研究. 应用气象学报, 2016, 27(4): 417-425. DOI: 10.11898/1001-7313.20160404.
Hou Qiong, Wang Haimei, Yun Wenli, et al. Experimental study on crop coefficient of spring maize in hetao irrigation district of Inner Mongolia. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(4): 417-425. DOI:  10.11898/1001-7313.20160404.
Citation: Hou Qiong, Wang Haimei, Yun Wenli, et al. Experimental study on crop coefficient of spring maize in hetao irrigation district of Inner Mongolia. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(4): 417-425. DOI:  10.11898/1001-7313.20160404.

内蒙古河套灌区春玉米作物系数试验研究

DOI: 10.11898/1001-7313.20160404
资助项目: 

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201206021

详细信息
    通信作者:

    侯琼, email: nmg-hq@qq.com

Experimental Study on Crop Coefficient of Spring Maize in Hetao Irrigation District of Inner Mongolia

  • 摘要: 作物系数曲线是估算作物生长季耗水量变化的重要参数。基于2013年4—9月内蒙古巴彦淖尔市临河区田间水分试验和1994—2013年气象站观测资料,利用水量平衡法反求春玉米作物系数,分析生长季内的变化规律, 建立动态模拟方程,并与联合国粮农组织 (FAO) 分段直线法结果进行比较, 提出胁迫条件下作物系数的叶面积修正方法。结果表明:玉米作物系数随发育进程可用三项式曲线描述,变化趋势与产量水平无关, 但随产量增高而变幅增大;以出苗后相对积温为时间变量建立模拟方程效果较好,决定系数 (R2) 均在0.92以上;模拟计算出各站点最大 (1.30~1.48) 和平均 (0.831~0.919) 作物系数,与FAO分段直线法计算的典型值和区间值基本一致,生长中期平均相对误差为3.4%~7.2%;提出利用相对叶面积指数修正作物系数的计算方法;通过2014年实例检验,土壤水分模拟值与实测值的平均相对误差为6.3%,相对误差小于15%的占95.8%。
  • 图  1  水分适宜条件下ILA时间变化曲线

    Fig. 1  ILA time variation curve under water suitable conditions

    图  2  出苗后以旬 (a) 或积温 (b) 为变量的春玉米作物系数曲线

    Fig. 2  The crop coefficient curve of spring maize with the variable of ten days (a) or cumulative growing degree (b) after emergence

    图  3  不同地区2种Kc计算方法结果的比较

    Fig. 3  Comparison results of Kc calculated by 2 methods in different regions

    图  4  土壤水分模拟相对误差比较

    Fig. 4  Comparison of relative error of soil moisture simulation

    表  1  4个发育阶段出现日期和平均株高

    Table  1  The emergence date of 4 developmental stages and the average height of the plant

    地区 气象观测 生长初期 快速生长期 生长中期 生长末期
    临河试验田 时间段 05-06—05-31 06-01—05-07 07-06—08-20 08-21—09-15
    平均株高/cm 18 110 260 250
    临河区 时间段 05-10—06-04 06-05—07-10 07-11—08-25 08-26—09-20
    平均株高/cm 110 275 270
    准格尔旗 时间段 05-15—06-09 06-10—07-15 07-16—08-25 08-26—09-25
    平均株高/cm 120 240 225
    土左旗 时间段 05-08—06-02 06-03—07-08 07-09—08-20 08-21—09-15
    平均株高/cm 100 266 260
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    表  2  水分适宜条件下玉米生长期作物系数模拟方程及主要参数 (n=15)

    Table  2  Simulation equations and main parameters of crop coefficient of maize in growing season under water suitable conditions (n=15)

    地区 表达式 R2 Kc
    最大值
    Kc
    平均值
    产量水平/
    (kg·hm-2)
    临河试验田 Kcb=-5.14Tx3+3.84Tx2+1.795Tx+0.1461 0.9332 1.48 0.919 13501.1
    临河区 Kcb=-4.95Tx3+3.59Tx2+1.635Tx+0.2135 0.9208 1.43 0.900 12753.8
    准格尔旗 Kcb=-6.91Tx3+7.18Tx2-0.123Tx+0.2912 0.9356 1.38 0.868 11105.2
    土左旗 Kcb=-5.36Tx3+4.82Tx2+0.866Tx+0.2128 0.9478 1.30 0.831 10755.3
    注:Kcb为水分适宜时的作物系数;Tx表示生长过程相对积温, 单位:℃·d,计算方法为出苗后逐旬积温与生长季总积温的比值。
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    表  3  各发育阶段持续时间、出现时段和修正作物系数与FAO值的比较

    Table  3  The duration and emergence date of development stages and the comparison between modified crop coefficient and FAO value

    地区 生长期/d Kc
    生长
    初期
    快速
    生长期
    生长
    中期
    生长
    末期
    生育期 生长
    初期
    快速
    生长期
    生长
    中期
    生长
    末期
    FAO推荐值[2] 30 40 50 30 150 0.15 0.15~1.2 1.2 1.2~0.6
    临河试验田 25 35 45 25 130 0.2 0.2~1.27 1.27 1.27~0.69
    临河区 25 35 45 25 130 0.2 0.2~1.25 1.25 1.25~0.65
    准格尔旗 25 35 40 30 130 0.2 0.2~1.22 1.22 1.22~0.62
    土左旗 25 35 42 25 127 0.2 0.2~1.19 1.19 1.19~0.60
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    表  4  不同生长时段多项式计算Kc结果的比较

    Table  4  The comparison results of Kc calculated by polynomials of different development stages

    地区 生长初期 快速生长期 生长中期 生长末期
    平均值 区间 平均值 区间 平均值 区间 平均值 区间
    FAO推荐值[2] 0.15 1.20 1.05~1.4 0.60
    临河试验田 0.29 0.15~0.45 0.87 0.67~1.08 1.35 1.20~1.48 0.81 1.10~0.47
    临河区 0.36 0.20~0.53 0.82 0.61~1.03 1.34 1.22~1.43 0.83 1.12~0.53
    准格尔旗 0.40 0.30~0.51 0.84 0.65~1.03 1.27 1.15~1.38 0.89 1.18~0.59
    土左旗 0.35 0.25~0.48 0.81 0.63~0.99 1.23 1.14~1.30 0.78 1.00~0.56
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-27
  • 修回日期:  2016-05-24
  • 刊出日期:  2016-07-31

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