[发明专利]一种作物按需补灌方法

摘要

本发明涉及一种作物按需补灌方法，是以作物节水丰产为目标，通过作物按需补灌模型，仅需采集作物播种当日地表下0‑20和20‑40cm土层土壤含水量及作物各生育阶段的降水量，即可确定作物各关键生育时期的需补灌水量，不仅能实施精确节水灌溉，而且方法简单，易于操纵；本发明所提供的作物按需补灌方法可直接用于计算机编程，为作物按需补灌节水软件的开发及作物生产水分智能化管理提供了理论、技术和数据支撑。

主权项

1.一种作物按需补灌方法，其特征在于是根据作物不同生育时期的生长特点和对水分的需求，设置保苗水、促壮水、稳产水和增产水四次补灌水；四次补灌水的具体实施时间、所需补灌水量和补灌方法如下：1）于作物播种当日用土钻采集播种田间地表下0‑20 cm和20‑40 cm土层土壤样品，用传统的烘干法测定土壤质量含水量，分别为θ_m‑0‑20和θ_m‑20‑40，单位为%，并用算术平均值计算方法计算出0‑40 cm土层土壤平均质量含水量，为θ_am‑0‑40，单位为%；用传统的环刀法测定持水量，分别为FC_0‑20和FC_20‑40，单位为%；再用公式（1）计算地表下0‑20 cm土层土壤相对含水量；θ_r‑0‑20=θ_m‑0‑20×100 / FC_0‑20                   （1）所述的公式（1）中θ_r‑0‑20为地表下0‑20 cm土层土壤相对含水量，单位为%；2）用公式（2）计算地表下0‑40 cm土层土壤蓄水量；S_0‑40=6.3989 θ_am‑0‑40‑6.1645                  （2）所述的公式（2）中S_0‑40为作物播种当日地表下0‑40 cm土层土壤蓄水量，单位为mm；θ_am‑0‑40为播种当日地表下0‑40 cm土层土壤平均质量含水量，单位为%；3）用公式（3）计算地表下0‑100 cm土层土壤蓄水量；S_0‑100=12.037 θ_am‑0‑40+79.934                 （3）所述的公式（3）中S_0‑100为作物播种当日地表下0‑100 cm土层土壤蓄水量，单位为mm；θ_am‑0‑40为播种当日地表下0‑40 cm土层土壤平均质量含水量，单位为%；4）依据作物播种当日的θ_r‑0‑20数值的大小，判断是否需要在作物播种后补灌保苗水；当作物播种当日的θ_r‑0‑20值大于60%时无需补灌，小于等于60%时，则用公式（4）计算保苗水补灌量；I_s=0.4901 θ_m‑0‑20²‑16.412 θ_m‑0‑20+173.29          （4）所述的公式（4）中I_s为保苗水补灌量，单位为mm；θ_m‑0‑20为播种当日地表下0‑20 cm土层土壤质量含水量，单位为%；保苗水补灌量最多不超过60 mm；5）使用雨量数据采集器采集或从当地气象部门获取两性花作物播种至幼穗分化的生长锥伸长期期间的降水量数据，或单性花作物播种至雄穗分化的生长锥伸长期期间的降水量数据，计算出该期间的总降水量P_ps；6）用公式（5）计算两性花作物播种至幼穗分化的生长锥伸长期期间，或单性花作物播种至雄穗分化的生长锥伸长期期间的根层主效供水量；W_ps=S_0‑40+ I_s +P_ps                            （5）所述的公式（5）中W_ps为两性花作物播种至幼穗分化的生长锥伸长期期间的根层主效供水量，或单性花作物播种至雄穗分化的生长锥伸长期期间的根层主效供水量，单位为mm；S_0‑40为作物播种当日地表下0‑40 cm土层土壤蓄水量，单位为mm；I_s为保苗水补灌量，单位为mm；P_ps为播种至该时期期间的总降水量，单位为mm；7）于两性花作物幼穗分化的生长锥伸长期或单性花作物雄穗分化的生长锥伸长期，依据W_ps数值的大小，判断是否需要补灌促壮水；当W_ps值大于等于130 mm，或虽低于130 mm但二者的差值小于5 mm时，无需补灌；当W_ps值低于130 mm，且二者的差值大于等于5 mm时，则用公式（6）计算促壮水补灌量；I_ps=130‑W_ps                                               （6）所述的公式（6）中I_ps为促壮水补灌量，单位为mm；促壮水补灌量最多不超过60 mm；8）使用雨量数据采集器采集或从当地气象部门获取两性花作物播种至幼穗分化的雌雄蕊原基分化期或药隔形成期期间的降水量数据，或单性花作物播种至雌穗分化的小花分化期期间的降水量数据，计算出该期间的总降水量P_y1；9）用公式（7）计算两性花作物播种至幼穗分化的雌雄蕊原基分化期或药隔形成期期间，或单性花作物播种至雌穗分化的小花分化期期间的自然主效供水量；W_y1=S_0‑40+ P_y1                              （7）所述的公式（7）中W_y1为两性花作物播种至幼穗分化的雌雄蕊原基分化期或药隔形成期期间的自然主效供水量，或单性花作物播种至雌穗分化的小花分化期期间的自然主效供水量，单位为mm；S_0‑40为作物播种当日地表下0‑40 cm土层土壤蓄水量，单位为mm；P_y1为播种至该时期期间的总降水量，单位为mm；10）于两性花作物幼穗分化的雌雄蕊原基分化期至药隔形成期，或单性花作物雌穗分化的小花分化期计算稳产水补灌量，如果保苗水和促壮水补灌量均为0 mm，则用公式（8）计算稳产水补灌量；I_y1=‑0.6829 W_y1+173.17                       （8）所述的公式（8）中I_y1为稳产水补灌量，单位为mm；如果保苗水补灌量或促壮水补灌量大于0 mm，则先用公式（9）计算出播种至该时期所需的总补灌水量；I_ty1=‑0.534 W_y1+178.09                        （9）所述的公式（9）中I_ty1为播种至该时期所需的总补灌水量，单位为mm；再用公式（10）计算稳产水补灌量；I_y1= I_ty1‑I_s‑ I_ps                                （10）所述的公式（10）中I_y1、I_s和 I_ps分别为稳产水、保苗水和促壮水补灌量，单位为mm；11）使用雨量数据采集器采集或从当地气象部门获取作物播种至子粒形成期期间的降水量数据，计算出该期间的总降水量P_y2；12）用公式（11）计算作物播种至子粒形成期期间的自然主效供水量；W_y2=0.7 S_0‑100+0.3 P_y2                         （11）所述的公式（11）中W_y2为作物播种至子粒形成期期间的自然主效供水量，单位为mm；S_0‑100为作物播种当日地表下0‑100 cm土层土壤蓄水量，单位为mm；P_y2为播种至该时期期间的总降水量，单位为mm；13）于作物子粒形成期计算增产水补灌量；首先用公式（12）计算出作物播种至子粒形成期期间所需的总补灌水量，I_ty2=‑1.2039 W_y2+382.42                        （12）所述的公式（12）中I_ty2为作物播种至子粒形成期期间所需的总补灌水量，单位为mm；再用公式（13）计算增产水补灌量；I_y2= I_ty2‑I_s‑ I_ps‑I_y1                               （13）所述的公式（13）中I_y2、I_s、I_ps和I_y1分别为增产水、保苗水、促壮水和稳产水补灌量，单位为mm；增产水补灌量最多不超过60 mm；所述作物为冬小麦。