本发明专利技术提供的一种周年垄作沟灌冬小麦的产量的预测方法和灌水质量评价方法，根据测量得到年平均气温T，多年平均降水量R，平均日照时数H，无霜期T0以及作物全生育期耗水量等影响因子进行小麦预测产量S和灌水质量评价Index。本发明专利技术通过实验和数学演算实现了在周年垄作沟灌的冬小麦的产量的预测和进行灌水质量评价，从而提高农业用水效益，节约灌概用水并可提高产量的有益效果，实现了农业增效、农民增收的目标。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业种植、农田灌溉，是一种新型的种植及灌溉评价方法，属于农业工 程领域。
技术介绍
为缓解华北干旱半干旱地区缺水局面，加快农田节水步伐，推动灌区高效农业和 现代农业发展，全面推进节水型社会建设。就需要积极变革耕作制度，搜索有效的节水灌溉 方式，大面积推广抗旱节水技术既是有效提高农业灌溉用水利用率，实现农业节水的现实 需要，也是引导农民转变灌溉观念，减少水资源浪费，实现农业可持续发展的必然选择。目 前，传统的平作栽培方法，灌溉后存在水分浪费严重的现象，水资源利用效率不高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种种植简单、灌溉简便，可以提高水分利用效率 和水分生产效率的种植方式，该种植方式尤其适用于北方干旱半干旱缺水的地区。 本专利技术技术方案如下：在大田挖沟起垄，垄为梯形垄。首先（1)起垄播种：起垄 规格为垄面宽70cm，垄沟底宽20cm顶宽40cm，垄高20cm;并在垄面上播种四行小麦，冬小 麦窄行距14cm，宽行距22cm，播种量为35~50万粒/亩。（2)沟灌：利用垄沟进行灌水， 要求灌水不漫垄，其中灌水时期、灌水次数与传统方法相同，灌水量比传统畦沟灌少。供 试土壤质地为粉砂壤土，同时通过对土壤的理化作用，把所述供试土壤的平均干容重设定 在1. 35g/cm3~1. 45g/cm3之间，田间持水量为24%~34%之间，土壤有机质平均含量为 0. 87 %~0. 97 %，全氮平均含量0. 0539 %~0. 0619 %，碱解氮平均含量45-60ppm，速效磷 平均含量11. 8ppm~12. 8ppm，速效钾104. 4ppm~105. 4ppm;根据影响因子进行小麦预测 产量S(单位斤）和灌水质量评价Index(单位％ )。 根据测量，得到年平均气温T(单位°C)，多年平均降水量R(单位mm)，平均日照时 数H(单位h)，无霜期TJ单位天）； 根据以上相关技术因素预测所述周年垄作沟灌的小麦产量S的拟合值，所述周年 垄作沟灌的小麦产量S的拟合值由作物全生育期耗水量和自然环境两部分因素所影响； 目前，多采用二次函数关系即公式（1)来表示所述作物全生育期耗水量与所述周 年垄作沟灌的小麦产量S的关系： S=aET2+bET+c(1) 式中：ET为作物全生育期耗水量（mm)，a、b、c分别为用于拟合的不同的回归系 数； 所述小麦产量S出现在dS/dET= 0处，定义所述dS/dET= 0处的用水量值为 ETmax，代入公式（1)，则所述ETmax=_b/2a; 目前，多采用一次函数关系即公式二来描述所述自然环境与所述小麦产量S的关 系： S=T〇XH(ETXT-R) (2) 根据公式（1)、公式（2)得到总的产量影响系数 A=aET2+bET+c+TQXH(ETXT-R)，而在一个周年里，S和ET呈时间变化，在农业 生产中一个周年，即以时间为农业生产的最小单位，可以认为在其时间上为微分可导性，根 据公式（1)，得到所述小麦产量的系数主要在时间刻度呈ET的平方的系数进行变化，并且 得到时间产量微分公 将公式（1)、公式（2)代入公式（3)获得如下公式（4): 公式四 dS即为在所述周年垄作沟灌的小麦产量在时间上的微分变化，从而求出在所述周 年垄作沟灌的小麦产量S的产量。 灌水质量评价方法的三项评价指标为溉水有效利用效率A(单位％ )、储水效率 B(单位％ )和灌水均匀度C(单位％ );田间灌水质量的三项评价指标的累加之和Sw与S 相除得到Index为衡量尺度，Index的值最大即为灌水质量评价方法的最优值。 本专利技术的有益效果是：本专利技术针对于实现农作物生产中灌溉方式落后、水分利用 效率不高的现状，本专利技术提供的一种在周年垄作沟灌冬小麦产量预测和灌水质量评价的方 法价方法，从而提高农业用水效益，实现了农业增效、农民增收的目标。【附图说明】 图1为本专利技术的作物全生育期耗水量与小麦产量S的关系图。【具体实施方式】 为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结 合附图及实施例，对本专利技术进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用 以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，能实现同样功能的产品属于等同替换和改进，均包含 在本专利技术的保护范围之内。具体方法如下： 本实施例采用的对小麦产量S预测方法（单位斤）和灌水质量评价方法Index(单 位％ )是2010年10月~2014年9月，在河南省节水农业中心试验田进行，试验区地理位 置为北炜33° 35'，东经111° 25'，海拔110. 4m，属北温带大陆性季风气候，四季分明。 年平均气温14. 5°C，多年平均降水量637. 1mm，平均日照时数5. 6h，无霜期220d。然后在这 样的气候条件下在周年垄作沟灌的试验地块起垄规格为垄面宽60~80cm，垄沟底宽15~ 25cm顶宽35~45cm，垄高15~25cm;供试土壤质地为粉砂壤土，同时通过对土壤的理化作 用，把土壤的平均干容重设定在1.358/〇113~1.458/〇]13之间，田间持水量为24%~34% 之间，土壤有机质平均含量为0. 87 %~0. 97%，全氮平均含量0. 0539 %~0. 0619%，碱解 氮平均含量45_60ppm，速效磷平均含量11. 8ppm~12. 8ppm，速效钾104. 4ppm~105. 4ppm; 其中田块地势平坦，灌排方便。试验场内设有自动气象站，自动检测空气温度与湿 度、太阳辐射强度、风速等相关气象资料。 除了根据灌水，包括有效利用效率、储水效率和灌水均匀度等评价指标同时使用 才能较全面的评价田间小麦产量，垄宽、沟宽、沟深这些技术要素也是预测小麦产量的组合 因素，此外，年平均气温T(单位°C)，多年平均降水量R(单位mm)，平均日照时数H(单位h)， 无霜期TO(单位天）都是缺一不可的原则，并且在确定不同灌水技术要素的优化组合时，以 上3项预测指标的累加之和为衡量尺度，累加值最大即为该技术要素下的最优值。 小麦播种方法，是在垄上种植四行小麦，冬小麦窄行距14cm，宽行距22cm，播种量 为35~50万粒/亩。 灌溉方法，是在作物关键生理时期，在所述沟内灌溉农田灌溉水，垄上作物依靠沟 内水分的侧渗来满足其水分需求，灌水量以不漫垄为依据。 在所述的周年垄沟上种植四行小麦，根据影响因子得到小麦产量S(单位斤）和灌 水质量评价方法Index(单位％ ); 根据测量，得到年平均气温T(单位°C)，多年平均降水量R(单位mm)，平均日照时 数H(单位h)，无霜期T0(单位天）； 根据以上相关技术因素预测所述周年垄作沟灌的小麦产量S的拟合值，所述周年 垄作沟灌的小麦产量S的拟合值由作物全生育期耗水量和自然环境两部分因素所影响； 目前，多采用二次函数关系即公式（1)来表示所述作物全生育期耗水量与所述周 年垄作沟灌的小麦产量S的关系： S=aET2+bET+c(1) 式中：ET为作物全当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种周年垄作沟灌冬小麦的产量的预测方法和灌水质量评价方法，其特征在于：产量的预测：(1)起垄播种：起垄规格为垄面宽70cm，垄沟底宽20cm顶宽40cm，垄高20cm；并在垄面上播种四行小麦，冬小麦窄行距14cm，宽行距22cm，播种量为35～50万粒/亩。(2)沟灌：利用垄沟进行灌水，要求灌水不漫垄，其中灌水时期、灌水次数与传统方法相同，灌水量比传统畦沟灌少。供试土壤质地为粉砂壤土，同时通过对土壤的理化作用，把所述供试土壤的平均干容重设定在1.35g/cm3～1.45g/cm3之间，田间持水量为24％～34％之间，土壤有机质平均含量为0.87％～0.97％，全氮平均含量0.0539％～0.0619％，碱解氮平均含量45‑60ppm，速效磷平均含量11.8ppm～12.8ppm，速效钾104.4ppm～105.4ppm；根据影响因子进行小麦预测产量S斤和灌水质量评价Index。(2)根据测量，得到年平均气温T，多年平均降水量R，平均日照时数H，无霜期T0；(3)将测得的以上数据通过以下公式计算出在所述周年垄作沟灌的冬小麦产量在时间上的微分变化，从而求出在所述周年垄作沟灌的冬小麦产量S：dS=ETaET2+bET+c+T0×H(ET×T-R)dET]]>式中：ET为作物全生育期耗水量，a、b、c分别为用于拟合的不同的回归系数；灌水质量的评价：(4)测量灌水有效利用效率A、储水效率B和灌水均匀度C的三项评价指标；(5)将上述第4步骤中的三项评价指标求和得出的数值Sw与上述测得的产量值S相除得到灌水质量评价值Index，所述的Index的值最大即为所述周年垄作沟灌冬小麦的灌水质量的评价最优值。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汪顺生，高传昌，王爱丽，刘东鑫，王松林，王兴，史尚，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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