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题名基于APEX模型的冬小麦-夏玉米灌溉制度优化
被引量：1
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作者
碗可琳
于颖多
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机构
中国水利水电科学研究院
河北农业大学城乡建设学院
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出处
《农业工程学报》
北大核心
2025年第8期118-126,共9页
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基金
国家重点研发计划项目(2023YFD1900804)
中央水利发展资金项目(IWHR2024051501)。
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文摘
农业用水短缺,地下水超采严重是华北平原粮食生产中最主要制约因素。为提高灌溉水利用效率从而压减地下水开采量,以河北省邯郸市为研究区,基于APEX(agricultural policy environmental extender)模型构建了该区域的冬小麦-夏玉米作物轮作模式下的作物生长模型,进行了农田水分耗散过程及灌溉制度的优化分析。模型共设置9种灌溉处理(冬小麦灌溉定额为120~280 mm、夏玉米为0~160 mm),并采用研究区内的6处试验区2022—2023年田间实测的土壤含水率、作物产量、株高数据对模型进行了精度验证。在此基础上,利用验证后的模型,结合研究区2004—2023年的气象数据,以产量和水分利用效率为指标,对研究区多年平均条件下的冬小麦、夏玉米的最优灌溉制度进行了分析。结果表明:1)基于APEX模型构建的“冬小麦-夏玉米”模型的土壤含水率、作物产量、株高模拟值与实测值均较为接近,产量的均方根误差分别仅为0.13和0.16 t/hm^(2),说明模型可较好地反映邯郸地区冬小麦夏玉米的生长及水分利用情况;2)基于模型对9种灌溉处理的产量以及水分利用效率进行了对比,确定该区域多年平均条件下冬小麦适宜灌溉定额为200 mm,在该灌溉定额下冬小麦产量可达7.14 t/hm^(2),水分利用效率达1.78 kg/m^(3),夏玉米适宜灌溉定额为120 mm,产量为9.05 t/hm^(2),水分利用效率2.78 kg/m^(3);3)若采用优化后的灌溉制度,研究区的灌溉总需水量为1.121109 m^(3),可比当前减少1.49108 m^(3),可对该地区的地下水超采问题起到有效的缓解作用;4)从水分耗散过程来看,在当前畦灌模式下,冬小麦和夏玉米的株间蒸发占总腾发的比例较大,分别为31.7%~35.2%和23.8%~29.5%,可考虑采用滴灌、渗灌和秸秆覆盖等方式控制土壤蒸发以提高灌溉水利用效率。该研究提出了适用于邯郸地区“冬小麦夏玉米”轮作模式的优化灌溉制度,可为华北平原农业灌溉管理及地下水超采治理提供参考。
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关键词
模型
灌溉制度
冬小麦
夏玉米
水分利用效率
耗水特征
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Keywords
models
irrigation system
winter wheat
summer maize
water use efficiency
water consumption characteristics
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分类号
S274
[农业科学—农业水土工程]
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