一種周年連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量的預(yù)測(cè)方法和灌水質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)種植、農(nóng)田灌溉，是一種新型的種植及灌溉評(píng)價(jià)方法，屬于農(nóng)業(yè)工 程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】：
[0002] 為緩解華北干旱半干旱地區(qū)缺水局面，加快農(nóng)田節(jié)水步伐，推動(dòng)灌區(qū)高效農(nóng)業(yè)和 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，全面推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)。就需要積極變革耕作制度，搜索有效的節(jié)水灌溉 方式，大面積推廣抗旱節(jié)水技術(shù)既是有效提高農(nóng)業(yè)灌溉用水利用率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水的現(xiàn)實(shí) 需要，也是引導(dǎo)農(nóng)民轉(zhuǎn)變灌溉觀念，減少水資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。目 前，我國(guó)北方地區(qū)目前主要是以傳統(tǒng)畦溝灌為主，傳統(tǒng)畦溝灌，是小麥實(shí)行平作畦灌，小麥 收獲后，整地滅茬并起壟做溝，壟寬20cm，溝寬40cm，在壟上種植一行玉米。但是如何在周 年連作寬壟溝玉米進(jìn)行產(chǎn)量預(yù)測(cè)和進(jìn)行灌水質(zhì)量評(píng)價(jià)，從而提高農(nóng)業(yè)用水效益，實(shí)現(xiàn)了農(nóng) 業(yè)增效、農(nóng)民增收的目標(biāo)卻沒有進(jìn)行實(shí)際操作。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明旨在提供一種種植簡(jiǎn)單、灌溉簡(jiǎn)便，可以提高水分利用效率 和水分生產(chǎn)效率的產(chǎn)量預(yù)測(cè)和控制灌水的方法，該方式尤其適用于北方干旱半干旱缺水的 地區(qū)。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)方案如下：一種周年連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量的預(yù)測(cè)方法和灌水質(zhì)量的 評(píng)價(jià)方法，步驟1 :首先把周年連作寬壟溝的試驗(yàn)地塊長(zhǎng)度設(shè)定為90m，面積為3600m2';種植 兩行玉米，供試土壤質(zhì)地為粉砂壤土，同時(shí)通過對(duì)土壤的理化作用，把供試土壤的平均干容 重設(shè)定在I. 35g/cm3~I. 45g/cm3之間，田間持水量為24%~34%之間，土壤有機(jī)質(zhì)平均含 量為0.87%~0.97%，全氮平均含量0.0539%~0.0619%，堿解氮平均含量45-60??111，速 效磷平均含量11. 8ppm~12. 8ppm，速效鉀104. 4ppm~105. 4ppm ;
[0005] 步驟2 :根據(jù)測(cè)量，得到年平均氣溫T(單位°C)，多年平均降水量R(單位mm)，平 均日照時(shí)數(shù)H (單位h)，無霜期Ttl (單位天）；
[0006] 根據(jù)上述影響因素進(jìn)行周年連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量S(單位斤）的預(yù)測(cè)值和灌水 質(zhì)量評(píng)價(jià)Index(單位％ )，周年連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量S的預(yù)測(cè)值由作物全生育期耗水量 和自然環(huán)境兩部分因素所影響；
[0007] 步驟3 :目前，多采用二次函數(shù)關(guān)系即公式一來表示作物全生育期耗水量與周年 連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量S的關(guān)系：
[0008]公式一 S = aET2+bET+c
[0009] 其中公式一的ET為作物全生育期耗水量（mm)，a、b、c為不同的整數(shù)，作為用于預(yù) 測(cè)的計(jì)算系數(shù)；
[0010] 玉米產(chǎn)量S出現(xiàn)在dS/dET = 0處，定義dS/dET = 0處的用水量值為ETmax，代入 公式一，則 ETmax = - b/2a ;
[0011] 步驟4 :目前，多采用一次函數(shù)關(guān)系即公式二來描述地理環(huán)境（在周年連作寬壟溝 的試驗(yàn)地塊的面積）與周年連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量S的關(guān)系：
[0012] 公式二 S = XyET
[0013] 其中公式二中的X為行距（單位cm)，即種植兩行玉米的間距、y為株距，即單株之 間的間距（單位cm);
[0014]目前，多采用一次函數(shù)關(guān)系即公式三來描述自然環(huán)境與玉米產(chǎn)量S的關(guān)系：
[0015] 公式三 S = TtlXH(ETXT-R)
[0016] 步驟5 :根據(jù)公式一、公式二、公式三得到總的產(chǎn)量影響系數(shù)A = aET2+bET+c+xy ET+TQXH(ETX T-R)，而在一個(gè)周年里，S和ET呈時(shí)間變化，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)周年，即以時(shí) 間為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最小單位，可以認(rèn)為在其時(shí)間上為微分可導(dǎo)性，根據(jù)公式一，得到玉米產(chǎn)量 的系數(shù)主要在時(shí)間刻度呈ET的平方的系數(shù)進(jìn)行變化，并且得到時(shí)間產(chǎn)量微分的公式四：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種周年連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量的預(yù)測(cè)方法和灌水質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 步驟1 :首先把所述周年連作寬壟溝的試驗(yàn)地塊長(zhǎng)度設(shè)定為90m，面積為3600m2';種 植兩行玉米，供試土壤質(zhì)地為粉砂壤土，同時(shí)通過對(duì)土壤的理化作用，把所述供試土壤的 平均干容重設(shè)定在I. 35g/cm3~I. 45g/cm 3之間，田間持水量為24%~34%之間，土壤有 機(jī)質(zhì)平均含量為0. 87 %~0. 97 %，全氮平均含量0. 0539 %~0. 0619 %，堿解氮平均含量 45_60ppm，速效磷平均含量 11. 8ppm ~12. 8ppm，速效鉀 104. 4ppm ~105. 4ppm ; 步驟2 :根據(jù)測(cè)量，得到年平均氣溫T (單位°C )，多年平均降水量R (單位mm)，平均日 照時(shí)數(shù)H (單位h)，無霜期Ttl (單位天）； 根據(jù)上述影響因素進(jìn)行所述周年連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量S(單位斤）的預(yù)測(cè)值和灌水 質(zhì)量評(píng)價(jià)Index(單位％ )，所述周年連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量S的預(yù)測(cè)值由作物全生育期耗 水量和自然環(huán)境兩部分因素所影響； 步驟3 :目前，多采用二次函數(shù)關(guān)系即公式一來表示所述作物全生育期耗水量與所述 周年連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量S的關(guān)系： 公式一 S = aET2+bET+c 其中公式一的ET為作物全生育期耗水量（單位mm)，a、b、c為不同的整數(shù)，作為用于 預(yù)測(cè)的計(jì)算系數(shù)； 所述玉米產(chǎn)量S出現(xiàn)在dS/dET = 0處，定義所述dS/dET = 0處的用水量值為ETmax， 代入公式一，則所述ETmax = - b/2a ; 步驟4 :目前，多采用一次函數(shù)關(guān)系即公式二來描述地理環(huán)境（所述在周年連作寬壟溝 的試驗(yàn)地塊的面積）與所述周年連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量S的關(guān)系： 公式二 S = xyET 其中公式二中的X為行距（單位cm)，即所述種植兩行玉米的間距、y為株距，即單株之 間的間距（單位cm); 目前，多采用一次函數(shù)關(guān)系即公式三來描述所述自然環(huán)境與所述玉米產(chǎn)量S的關(guān)系： 公式三 S = Ttl X H (ET X T-R) 步驟5 :根據(jù)公式一、公式二、公式三得到總的產(chǎn)量影響系數(shù) λ = aET2+bET+c+xyET+TQ X H (ET X T-R)，而在一個(gè)周年里，S和ET呈時(shí)間變化，在農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)中一個(gè)周年，即以時(shí)間為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最小單位，可以認(rèn)為在其時(shí)間上為微分可導(dǎo)性，根 據(jù)公式一，得到所述玉米產(chǎn)量的系數(shù)主要在時(shí)間刻度呈ET的平方的系數(shù)進(jìn)行變化，并且得 到時(shí)間產(chǎn)量微分的公式四：
根據(jù)公式一、公式二、公式三、公式四得到公式五：
步驟6 :設(shè)定第一影響因子P = (b+xy+TdXHXTVa ;第二影響因子 Q = (C-TtlXHXR)/a;第三影響因子w = + 第四影響因子《
2， 根據(jù)所述第一影響因子、所述第二影響因子、所述第三影響因子、所述第四影響因子最 終得到所述周年連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量S的產(chǎn)量為 其中C為大于零的實(shí)數(shù)；
步驟7 :所述周年連作寬壟溝的灌水質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法的三項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)為溉水有效利用 效率A(單位％ )、儲(chǔ)水效率B (單位％ )和灌水均勻度C(單位％ );所述周年連作寬壟溝的 灌水質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法的三項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的累加之和Sw與所述S相除得到Index為衡量尺度， 所述Index的值最大即為所述周年連作寬壟溝的灌水質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法的最優(yōu)值。
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種周年連作寬壟溝的玉米產(chǎn)量的預(yù)測(cè)方法和灌水質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法是通過把周年連作寬壟溝的試驗(yàn)地塊長(zhǎng)度設(shè)定為90m，面積為3600m2；并種植兩行玉米，供試土壤質(zhì)地為粉砂壤土，同時(shí)通過對(duì)土壤的理化作用，把所述供試土壤的平均干容重設(shè)定在1.35g/cm3～1.45g/cm3之間，田間持水量為24％～34％之間，土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為0.87％～0.97％，全氮平均含量0.0539％～0.0619％，堿解氮平均含量45-60ppm，速效磷平均含量11.8ppm～12.8ppm，速效鉀104.4ppm～105.4ppm；根據(jù)影響因子進(jìn)行玉米預(yù)測(cè)產(chǎn)量S(單位斤)和灌水質(zhì)量評(píng)價(jià)Index(單位％)。本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了在周年連作寬壟溝進(jìn)行玉米產(chǎn)量預(yù)測(cè)和進(jìn)行灌水質(zhì)量評(píng)價(jià)，從而提高農(nóng)業(yè)用水效益，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的目標(biāo)。
【IPC分類】G06F19-00, A01G7-00, A01G1-00
【公開號(hào)】CN104718933
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510079331
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】潘小勝, 汪順生
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日