川渝地区农业绿色高效用水科技攻关方向与对策建议

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作者 崔宁博 尹飞虎 +6 位作者 龚道枝 贺秀斌 王智慧 谭春萍 靳皓琛 查宇璇 谭明东 《中国水利》 2024年第19期19-24,共6页

川渝地区农业种植面积大、从业人员多、产业份额大、战略意义强,但该地区长期面临严重的季节性干旱和工程性缺水,且农业绿色高效用水发展水平与经济发展、区域地位并不匹配,需提高农业节水抗旱减灾保产能力和水资源利用效率,推动川渝现... 川渝地区农业种植面积大、从业人员多、产业份额大、战略意义强,但该地区长期面临严重的季节性干旱和工程性缺水,且农业绿色高效用水发展水平与经济发展、区域地位并不匹配,需提高农业节水抗旱减灾保产能力和水资源利用效率,推动川渝现代节水农业高质量发展。总结了川渝地区农业用水现状和高水效农业发展面临的问题,分析了该地区农业绿色高效用水的实际需求,在此基础上提出开展川渝农业绿色高效用水关键科技项目攻关、构建农业绿色高效用水专家智库、构建西南季节性干旱区农业绿色高效用水技术体系、建设特色水果产业节水科技创新中心、建立川渝农业绿色高效用水产业联盟等一系列对策建议。 展开更多

关键词 高水效农业 水资源利用 节水灌溉 科技攻关 川渝地区

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优质樱桃番茄高效水氮耦合管理 被引量：10

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作者 王超 Tankari Moussa +4 位作者 龚道枝 郝卫平 张燕卿 梅旭荣 王耀生 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期120-130,共11页

【目的】水分和氮素是限制作物产量和品质的最重要因素,合理的水肥管理是农业生产高产高效的关键。结合同位素技术研究最优水氮耦合模式,为樱桃番茄生产中合理灌水和施氮,提高番茄果实品质及水分利用效率(WUE)提供科学依据。【方法】以... 【目的】水分和氮素是限制作物产量和品质的最重要因素,合理的水肥管理是农业生产高产高效的关键。结合同位素技术研究最优水氮耦合模式,为樱桃番茄生产中合理灌水和施氮,提高番茄果实品质及水分利用效率(WUE)提供科学依据。【方法】以樱桃番茄品种‘千禧’为试验材料,结合稳定同位素技术进行水肥耦合盆栽试验。试验设置3个灌溉水平(W)和3个氮素水平(N),灌溉水平包括90%土壤持水量(充分供水,WH),70%土壤持水量(中度水分胁迫,WM)和50%土壤持水量(重度水分胁迫,WL);氮素水平包括高氮(0.23 g/kg,NH),中氮(0.16 g/kg,NM)和低氮(0.08 g/kg,NL)。试验采用完全随机设计,共9个处理。在灌溉施肥处理60天后收获,分析测定了植株不同部位的生物量及碳、氮、氧同位素含量。【结果】在WH和WM条件下,增加氮素用量使番茄地上部干物质量和叶面积显著增加,增幅分别为19.8%~45.4%和29.4%~106.8%;相同氮素水平下,WH和WM的地上部干物质量和叶面积比WL分别增加24.7%~83.4%和17.6%~90.4%。WHNH处理干物质量和叶面积最高,WMNH处理次之,但后者耗水量低,具有最高的WUE。在WH和WM下,随着氮素用量的增加番茄植株的WUE和氮素含量同步增加。土壤水分水平下降提高了植株的WUE以及δ13C和δ18O,而WUE提高的主要原因是由于叶片气孔的优化调控,植株叶片的δ13C和δ18O可以用于表示灌溉施肥条件下长时间尺度上的WUE信息。WLNM处理提高番茄的糖分含量,而WHNM处理能降低番茄的有机酸含量,从而使番茄口感更好,提高番茄品质。【结论】中度水分胁迫和高氮处理(WMNH)能在促进番茄生长和提高氮素吸收和利用效率的同时减少水分用量,提高番茄的水分利用效率,为本试验的最优水氮耦合处理。 展开更多

关键词 樱桃番茄 水氮耦合 水氮吸收 水分利用效率 δ13C Δ18O 同位素技术

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华北平原不同种植模式作物耗水监测与特点分析

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作者 蒋柯南 龚道枝 +4 位作者 李晓婕 毛丽丽 韩卫华 赵瑞平 陈佩 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期215-224,共10页

为探究华北平原不同种植模式的作物耗水与生产能力以评价其缓解地下水超采的潜力,于2021—2022年在中国农业科学院北京市顺义试验站进行了冬小麦-夏玉米、冬小麦-夏大豆和冬小麦-夏休闲3种种植模式的对比试验。利用大型称重式蒸渗仪监... 为探究华北平原不同种植模式的作物耗水与生产能力以评价其缓解地下水超采的潜力,于2021—2022年在中国农业科学院北京市顺义试验站进行了冬小麦-夏玉米、冬小麦-夏大豆和冬小麦-夏休闲3种种植模式的对比试验。利用大型称重式蒸渗仪监测各种植模式的蒸散、土壤储水和渗漏,使用FAO-56推荐的双作物系数法估算不同种植模式的蒸散量,同时分析了估算效果和蒸散与环境的响应特征,并比较不同种植模式的水分利用效率和产量、效益的相对关系。结果表明:3种种植模式的实测蒸散量与净辐射呈指数函数关系、与气温呈二次函数关系、与水汽压差呈线性函数关系,可以使用双作物系数法或非线性拟合公式较好地估算不同种植模式的蒸散量;冬小麦-夏玉米种植模式的产量、水分利用效率和经济效益最高,耗水量也最高,地下水净消耗量为197.52 mm,而冬小麦-夏休闲模式净地下水消耗量最小,比冬小麦-夏玉米模式低72.28%。未来需要结合华北平原不同区域可利用和开采的地表水、地下水资源量和土壤储水能力以及作物耗水量优化作物种植模式,以达到地下水的采补平衡。 展开更多

关键词 种植模式 作物耗水估算 地下水超采 大型称重式蒸渗仪 华北平原

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利用AquaCrop模型模拟旱作覆膜春玉米耗水和产量 被引量：17

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作者 刘琦 龚道枝 +3 位作者 郝卫平 王罕博 高翔 梅旭荣 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期54-61,共8页

为检验AquaCrop模型在晋中地区作物生产力模拟效果，于2011-2013年在农业部寿阳旱作农业与环境野外科学观测试验站进行了覆膜和露地春玉米种植对比试验。首先，利用2013年大田数据对模型进行参数校正和率定，使产量、地上生物量模拟值... 为检验AquaCrop模型在晋中地区作物生产力模拟效果，于2011-2013年在农业部寿阳旱作农业与环境野外科学观测试验站进行了覆膜和露地春玉米种植对比试验。首先，利用2013年大田数据对模型进行参数校正和率定，使产量、地上生物量模拟值与实测值的相对误差均在5％以内；然后，利用20112012年大田数据验证模型；最后，对模型参数进行敏感性分析。结果表明，AquaCrop模型能较好地模拟0～120cm土壤含水率、农田蒸散和冠层覆盖度（CC）的动态变化，其模拟值和实测值间相关的决定系数（R2）分别高于0．86、0．86和0．96，均方根误差值（RMSE）分别小于0．92％、0．88mm／d和9．78％，模型性能指数（EF）分别在0．51～0．86、0．43～0．76和0．92～0．99之间。不同处理的最终生物量和经济产量模拟值与实测值的相对误差分别为2．83％～4．42％和3．13％～9．58％。模型敏感分析显示，达到最大冠层覆盖度CCx时间、冠层衰老时间、开花日期、凋萎系数、田间持水率和土壤初始含水率为敏感参数，相对敏感度在0．13～0．58之间变化。该模型能较好地模拟寿阳地区旱作覆膜春玉米的耗水、生长和产量形成过程。 展开更多

关键词 AquaCrop模型 春玉米 产量 蒸发蒸腾 敏感性分析

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中国粮食主产区主要气象因子时空演变特征及其对参考作物蒸散量影响 被引量：12

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作者 谢锐敏 崔宁博 +3 位作者 李卓 赵璐 胡笑涛 龚道枝 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期81-89,共9页

准确评估粮食主产区气象因子变化特征及对参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的影响,对农田水文循环、区域农业水资源优化配置与高效利用等具有重要意义。利用中国粮食主产区258个气象站点1961―2013年的逐日气象资... 准确评估粮食主产区气象因子变化特征及对参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的影响,对农田水文循环、区域农业水资源优化配置与高效利用等具有重要意义。利用中国粮食主产区258个气象站点1961―2013年的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算ET0,通过M-K趋势检验法、偏相关分析、多元线性回归计算贡献率等方法,分析了1961—2013年中国粮食主产区主要气象因子时空演变及其对ET0变化的贡献特征。结果表明,1961—2013年中国粮食主产区相对湿度、温度、降水在空间上由南至北呈降低趋势,而日照时间和风速则由南至北呈增高趋势;1961—2013年中国粮食主产区全区、温带湿润半湿润地区(I区)、温带干旱半干旱地区(II区)、亚热带湿润地区(III区)及暖温带半湿润地区(IV区)多年平均气温均呈增大趋势,平均风速、相对湿度、降水与日照时间均呈减小趋势;1961—2013年中国粮食主产区年内ET0均呈锯齿状下降,且ET0在四季呈现出夏季>春季>秋季>冬季的特征;多年平均风速、气温、日照时间与ET0在全区及各分区总体均显著正相关(P<0.05),而相对湿度与ET0在全区及各分区均极显著负相关(P<0.01);1961—2013年中国粮食主产区全区及I^IV区气温、风速、相对湿度对ET0变化均具有较大贡献,其中相对湿度为I区、III区及IV区的主要气象驱动因子,其次为平均气温和风速;而II区ET0变化的主要驱动因子为风速,其平均贡献率WII(风速)为0.37;综上所述,中国粮食主产区主要气象因子变化特征与ET0的响应,均呈现出区域性、季节性差异。 展开更多

关键词 气象因子 ET0 PENMAN-MONTEITH MANN-KENDALL 粮食主产区 相关分析 贡献率

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中国西南五省参考作物蒸散量时空变化分析 被引量：14

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作者 张青雯 崔宁博 +2 位作者 冯禹 龚道枝 胡笑涛 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2016年第11期80-87,共8页

为深入了解中国西南5省ET0演变规律,利用1954—2013年广西、重庆、云南、贵州、四川5个省市119个站点逐日地面气象资料,采用FAO-56推荐的Penman-Monteith公式计算各站点逐日ET0,并使用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和GIS反距离加权... 为深入了解中国西南5省ET0演变规律,利用1954—2013年广西、重庆、云南、贵州、四川5个省市119个站点逐日地面气象资料,采用FAO-56推荐的Penman-Monteith公式计算各站点逐日ET0,并使用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和GIS反距离加权插值定量分析ET0时空变化特征。结果表明,1954—2013年西南5省ET0多年平均值为855 mm,波动范围为819~901 mm,年均ET0总体呈下降趋势（倾向率为-1.5 mm/10 a）,在春、夏、秋、冬季也均呈下降趋势（倾向率分别为-0.4、-0.7、-0.3、-0.1 mm/10a）,分别占全年的26.7%、46.7%、20%、6.6%;西南5省ET0多年平均值分别以26 a、12 a、5 a为第1、第2、第3周期进行“增大-减小”交替变化;1954—2013年,西南5省年均ET0空间分布总体表现为南部大于北部,云贵高原西部和广西地区明显大于四川盆地和云贵高原东部,四川盆地相对最小,川西高原南部和云贵高原东部地区相对最大;西南5省ET0在春、夏、秋、冬季空间分布较高值区分别为云贵高原西部、四川盆地和云贵高原东部、广西地区、云贵高原西部,较低值区分别为四川盆地、云贵高原西部、四川盆地和川西高原东北部、四川盆地和广西地区。 展开更多

关键词 西南5省 参考作物蒸散量 时空变化 MANN-KENDALL检验 MORLET小波分析 GIS

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黑龙江省大豆作物系数的确定 被引量：6

7

作者 杨晓娟 刘园 +1 位作者 白薇 刘布春 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2014年第6期53-56,共4页

作物系数是计算作物需水量,合理进行灌溉和水分资源调配的重要参数。依据1991—2011年黑龙江10个典型农业气象站大豆农业气象观测记录,运用统计学方法,确定了大豆实际平均生育期,利用FAO推荐的Penman-Monteith公式和根层水分平衡原理,... 作物系数是计算作物需水量,合理进行灌溉和水分资源调配的重要参数。依据1991—2011年黑龙江10个典型农业气象站大豆农业气象观测记录,运用统计学方法,确定了大豆实际平均生育期,利用FAO推荐的Penman-Monteith公式和根层水分平衡原理,计算出了大豆作物系数,并进一步分析了大豆作物系数的变化规律。结果表明,近20年,黑龙江大豆平均播种时间推迟5 d,收获时间推迟10 d,平均生育期为5月1日到9月30日,生育期延长5 d。大豆作物系数在生育期内呈现出"单峰"变化趋势,结荚期的作物系数最大,为0.96,其次是开花期,为0.75,苗期和成熟期最小,为0.32;三叶期、分枝期和鼓粒期作物系数分别为0.60,0.62和0.71,全生育期平均作物系数为0.61。大豆的水分敏感期为结荚期和开花期。 展开更多

关键词 大豆 作物系数 生育期 作物系数变化规律 Penman—Monteith公式 根层水分平衡法 黑龙江省

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气候变化与灌溉对都江堰灌区参考作物蒸散量影响研究 被引量：6

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作者 贾悦 崔宁博 +3 位作者 魏新平 胡笑涛 龚道枝 冯禹 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期69-79,共11页

为解决气候变化与灌溉对区域参考作物蒸散量(ET0)的影响问题,利用Penman-Monteith公式计算都江堰灌区5个站点60年逐日蒸散量,定性定量研究气候变化与灌溉对灌区蒸散量的影响。结果表明:近60年灌区蒸散量总体呈降低趋势。各气候变量对蒸... 为解决气候变化与灌溉对区域参考作物蒸散量(ET0)的影响问题,利用Penman-Monteith公式计算都江堰灌区5个站点60年逐日蒸散量,定性定量研究气候变化与灌溉对灌区蒸散量的影响。结果表明:近60年灌区蒸散量总体呈降低趋势。各气候变量对蒸散量的敏感性由高到底依次为相对湿度、平均温度、日照时数、风速;风速、日照时数的降低是蒸散量下降的主要原因,灌区建设前后相比,遂宁站风速的下降趋势远大于全国风速的下降趋势,灌溉主要使区域风速显著下降。在春、夏、秋、冬、主要作物生长期,蒸散量变化的主控因素分别为平均温度、相对湿度、平均温度、相对湿度和相对湿度。灌区灌溉与气候变化对蒸散量影响分别为49.97%、50.03%,因此气候变化与灌溉是引起灌区蒸散量变化的重要原因。 展开更多

关键词 PENMAN-MONTEITH公式 贡献率分析 敏感系数 气候变化 灌溉

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1961-2013年中国粮食主产区参考作物蒸散量时空演变特征研究 被引量：2

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作者 谢锐敏 崔宁博 +2 位作者 胡笑涛 龚道枝 卢泽华 《四川大学学报（工程科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第S2期16-24,共9页

准确评估粮食主产区参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET_0)时空变化特征,对灌区水资源优化调度、灌溉制度优化、农田水分高效利用及粮食水分生产力提高等均具有重要意义。本文基于中国粮食主产区258个气象站点逐日气... 准确评估粮食主产区参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET_0)时空变化特征,对灌区水资源优化调度、灌溉制度优化、农田水分高效利用及粮食水分生产力提高等均具有重要意义。本文基于中国粮食主产区258个气象站点逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算1961—2013年参考作物蒸散量,通过Sen’s+Mann-Kendall法、累积距平法及气象倾向率等方法对其近53年时空变化趋势与特征进行分析。结果表明:近53年中国粮食主产区(全区)、温带湿润半湿润地区(Ⅰ区)、温带干旱半干旱地区(Ⅱ区)、亚热带湿润地区(Ⅲ区)及暖温带半湿润地区(Ⅳ区)ET_0年均值分别为901.90、741.89、1 077.93、940.17、847.61 mm,呈现Ⅱ>Ⅲ>全区>Ⅳ>Ⅰ区的趋势;全区及Ⅰ~Ⅳ区主要粮食作物生长季(3—10月)ET_0约占全年ET_0的87.58%、91.91%、90.05%、85.11%和83.39%;除Ⅳ(其年倾向率Y为0.002 mm/a)区外,全区及Ⅰ~Ⅲ区ET_0近53年整体呈现下降趋势,其中全区呈下降趋势的站点数达171个,占总数的61.0%,年倾斜率达到显著下降水平,其Y值为-0.288*mm/a(P<0.05);全区及各分区ET_0在20世纪90年代均呈增大趋势,其年尺度上Sen’s趋势度β全区=4.993,M-K检验值Z全区=1.978*(P<0.05),增大趋势显著,其他各年代际上趋势减小;近53年ET_0空间分布基本呈西北向东南、东北方向递减,区域性差异显著;ET_0的M-K趋势变化季节性差异显著,春季ET_0趋势自北向南增大,夏季与之相反,秋季ET_0趋势呈现中部低南北高的趋势,冬季较秋季有明显的下降趋势,整体呈现由北至南、西至东递减的趋势。 展开更多

关键词 PENMAN-MONTEITH公式 粮食主产区 参考作物蒸散量(ET0) 趋势 MANN-KENDALL 空间分布

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滴灌水肥一体化对柑橘叶片光合、产量及水分利用效率的影响 被引量：29

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作者 陈昱辛 贾悦 +4 位作者 崔宁博 杨永刚 赵璐 胡笑涛 龚道枝 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2018年第S2期50-58,共9页

【目的】探明不同滴灌水肥一体化管理模式对柑橘叶片光合特性、产量和水分利用效率的影响。【方法】以7 a生"不知火"柑橘为试材,设置1个对照(CK),在果实膨大期、果实成熟期分别设置2个亏水水平(即轻度(LD)、重度(HD)亏水处理... 【目的】探明不同滴灌水肥一体化管理模式对柑橘叶片光合特性、产量和水分利用效率的影响。【方法】以7 a生"不知火"柑橘为试材,设置1个对照(CK),在果实膨大期、果实成熟期分别设置2个亏水水平(即轻度(LD)、重度(HD)亏水处理,灌水量分别为CK的80%、60%)和3个施肥水平(即高肥、中肥和低肥,分别记为HF、MF、LF,施肥量分别为CK的85%、70%和55%),探索适合柑橘生长的最优滴灌水肥一体化管理模式。【结果】2个生育期不同滴灌水肥一体化处理对柑橘光合特性影响显著,在相同施肥条件下,除叶片瞬时水分利用效率(WUEi)外,各光合指标均随亏水度加重呈减小趋势,且相同亏水水平下不同施肥处理间差异均不显著(P>0.05);与CK相比,Ⅲ-LDMF(T5)和Ⅲ-LDHF(T6)处理日均净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)变化分别为-3.02%和-14.07%、11.11%和-11.11%,且T6处理与CK差异达显著水平(P<0.05),T5、T6处理日均蒸腾速率(Tr)、胞间CO2摩尔分数(Ci)、WUEi及羧化速率(CE)变化分别为13.29%和-5.78%、19.22%和-10.79%、-7.34%和-13.76%、-6.67%和0,且与CK差异均未达显著水平(P>0.05);Ⅳ-LDMF(T11)和Ⅳ-LDHF(T12)处理各光合指标与CK差异均未达显著水平(P>0.05);Ⅳ-LDMF处理产量下降1.52%,但差异未达显著水平(P>0.05),而WUEy达4.93 kg/m3,显著提高9.96%(P<0.05),Ⅲ-LDHF、Ⅳ-LDHF处理,提高产量6.82%、1.11%,且WUEy达5.44、5.03 kg/m3,显著提高20.35%、11.28%(P<0.05)。【结论】综合比较柑橘光合特性、产量及水分利用效率,Ⅲ-LDHF处理(节水16.7%,省肥7.8%)及Ⅳ-LDHF处理(节水7.4%,省肥3.1%),光合能力较强,产量稳定,并可获得较高的水分利用效率。因此,柑橘果实膨大期、果实成熟期轻度亏水高肥(LDHF)处理是较适宜的滴灌水肥一体化管理模式。 展开更多

关键词 柑橘 滴灌 水肥一体化 叶片光合特性 产量 水分利用效率

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不同灌水量对滴灌猕猴桃光合、产量与水分利用效率的影响 被引量：14

11

作者 张效星 樊毅 +3 位作者 崔宁博 李晨 胡笑涛 龚道枝 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期1-7,共7页

【目的】揭示不同灌水量对滴灌猕猴桃生长、产量及水分利用效率的调控效应。【方法】以7 a生"金艳"猕猴桃为试材,在果实膨大期(Ⅲ期)、果实成熟期(Ⅳ期)各设置1个对照(CK)和4个灌水处理,即高水(HW)、中水(MW-1)、偏低水(MW-2... 【目的】揭示不同灌水量对滴灌猕猴桃生长、产量及水分利用效率的调控效应。【方法】以7 a生"金艳"猕猴桃为试材,在果实膨大期(Ⅲ期)、果实成熟期(Ⅳ期)各设置1个对照(CK)和4个灌水处理,即高水(HW)、中水(MW-1)、偏低水(MW-2)和低水处理(LW),灌水量分别为CK的55%、65%、75%和85%。【结果】猕猴桃叶片光合特性因生育期和灌水量的不同而呈现明显差异,其光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(gs)均随灌水量的减小而减小,但Ⅲ-HW、Ⅳ-HW处理的Pn与CK差异不显著(P>0.05),Ⅲ-HW和Ⅳ-MW-2处理的瞬时水分利用效率较CK分别显著提高了2.70%、5.41%(P<0.05);各处理猕猴桃产量较CK仅下降0.09%～6.24%,产量水分利用效率(WUEy)则提高了2.82%～23.16%,其中Ⅲ-HW、Ⅳ-MW-1处理产量仅下降了0.09%、2.45%,而WUEy提高了2.82%、10.73%。【结论】滴灌猕猴桃果实膨大期高水处理、果实成熟期中水处理保持产量无明显下降,有效提高WUEy,并节水2.50%、11.62%(分别节水156、726 m3/hm^2),具有较好的节水稳产效果。 展开更多

关键词 滴灌 不同灌水量 猕猴桃 光合特性 产量 产量水分利用效率

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基于ELM的西北旱区参考作物蒸散量预报模型 被引量：16

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作者 张皓杰 崔宁博 +3 位作者 徐颖 钟丹 胡笑涛 龚道枝 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期779-784,共6页

为实现气象资料缺失情况下ET_0的精确预报,选取中国西北旱区4个代表性站点的气象资料,建立15种基于极限学习机(ELM)的ET_0预报模型,并通过与其他ET_0计算模型对比和可移植性分析探究ELM在西北旱区的适用性.结果表明:基于温度和风速的ELM... 为实现气象资料缺失情况下ET_0的精确预报,选取中国西北旱区4个代表性站点的气象资料,建立15种基于极限学习机(ELM)的ET_0预报模型,并通过与其他ET_0计算模型对比和可移植性分析探究ELM在西北旱区的适用性.结果表明:基于温度和风速的ELM7预报精度较高(整体评价指标GPI排名第4);基于温度和辐射的ELM_5预报精度(GPI排名第6)明显高于Iramk模型和Jensen-Haise模型;仅基于温度的ELM9预报精度(GPI排名第8)高于HargreavesSamani模型.通过模型可移植性分析发现,ELM_7在西北旱区内各训练站点和预测站点组合下预报精度良好.因此,可将ELM_5(输入温度和辐射)、ELM_7(输入温度和风速)和ELM_9(输入温度)作为西北旱区较少气象参数输入情况下精确预报ET_0的推荐模型. 展开更多

关键词 中国西北旱区 参考作物蒸散量 预报模型 极限学习机 可移植性

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基于改进Makkink模型的四川盆地参考作物蒸散量估算 被引量：6

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作者 吴宗俊 崔宁博 +6 位作者 胡笑涛 龚道枝 王耀生 冯禹 邢立文 朱彬 邹清垚 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期509-516,共8页

为了有效提高四川盆地参考作物蒸散量ET0的预报精度,选取四川盆地16个代表性气象站点1961—2019年逐日气象数据,基于差分进化算法(DE)对辐射模型的经验参数校准改进Makkink模型并估算四川盆地ET0,在日、月尺度上对改进的Makkink模型(M1... 为了有效提高四川盆地参考作物蒸散量ET0的预报精度,选取四川盆地16个代表性气象站点1961—2019年逐日气象数据,基于差分进化算法(DE)对辐射模型的经验参数校准改进Makkink模型并估算四川盆地ET0,在日、月尺度上对改进的Makkink模型(M1—M6)和Jennsen-Haise(JH)及Irmak(IK)模型评价.结果表明:在日尺度上,改进的Makkink(M1—M6)模型(R2为0.77~0.87)模拟结果比JH和IK模型(R2为0.74~0.76)更精确,改进的Makkink模型中,M4模型估算精度最高,综合性指标GPI中位数为1.05;在月尺度上,改进的Makkink模型模拟结果(误差为3.59~15.71 mm/月)也优于JH和IK模型(误差为6.84~25.31 mm/月),其中M4模型估算精度最佳,综合性指标GPI为1.72.总体而言,推荐以温度和相对湿度作为输入数据的M4模型模拟四川盆地ET0. 展开更多

关键词 参考作物蒸散量 优化算法 Makkink模型 太阳辐射模型 四川盆地

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基于不同ELM的西北旱区参考作物蒸散量模拟模型 被引量：14

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作者 徐颖 张皓杰 +3 位作者 崔宁博 冯禹 胡笑涛 龚道枝 《中国农村水利水电》 北大核心 2019年第1期6-12,共7页

参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的精准模拟是智慧灌溉、农田水分高效利用及水资源优化调度的重要依据。为有效提高气象资料缺乏情况下对西北旱区ET0的模拟精度,在西北旱区选取4个代表性站点,并以FAO 56 Penman-... 参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的精准模拟是智慧灌溉、农田水分高效利用及水资源优化调度的重要依据。为有效提高气象资料缺乏情况下对西北旱区ET0的模拟精度,在西北旱区选取4个代表性站点,并以FAO 56 Penman-Monteith(P-M)模型的ET0计算结果为标准值,基于"sin"、"radbas"和"hardlim"3种激活函数构建27种极限学习机模型(extreme learning machine,ELM,分别记为ELM-sini、ELM-radj、ELM-hardk),并将其模拟结果与Hargreaves-Samani(H-S)、Makkink(MK)、Irmark-Allen(I-A)模型进行比较。结果表明:ELM-sin7(输入u2、Tmax和Tmin)的R2和NSE均大于0.96,RMSE小于0.35 mm/d,其GPI排名第4,模型模拟精度较高; ELM-rad5(输入Tmax、Tmin和n)和ELM-sin8(输入Tmax和Tmin)的R2和NSE分别大于0.78和0.76,RMSE小于0.93 mm/d; H-S、MK和I-A模型的R2和NSE分别小于0.77和0.63,RMSE大于1.00 mm/d,可见ELM-rad5和ELM-sin8模型精度明显高于相同输入下的其他物理模型;基于ELM-sin7探究隐含层节点数对模型精度的影响发现隐含层节点数为60～100时模型精度最高;基于ELMsin7模型进行可移植性分析发现,ELM-sin7在西北旱区内各训练站点和模拟站点组合下模拟精度较高。因此,在相同气象因子组合输入下,ELM-sini和ELM-radj模型模拟精度明显高于ELM-hardk,其中ELM-sin7模拟精度较高适用于西北旱区气象因子较少时的ET0模拟;而较传统物理模型,仅有温度和日照时数时ELM-rad5模型在西北旱区适用性更好,仅有温度时ELM-sin8模型在西北旱区适用性更强。 展开更多

关键词 ET0 ELM 激活函数 隐含层节点数 中国西北旱区

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滴灌水钾一体化对猕猴桃光合特性的影响 被引量：4

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作者 唐凡 崔宁博 +4 位作者 赵璐 郑顺生 龚道枝 胡笑涛 冯禹 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2020年第4期10-18,共9页

为探明不同滴灌水钾一体化管理对猕猴桃光合特性的影响,以8 a生金艳猕猴桃为试材,设置对照处理CK(在果实膨大期即III期、果实成熟期即IV期灌水量分别为31.2、26.4 m^3·667m^-2,施钾量分别为6.0、7.8 kg·667m^-2),在III、IV期... 为探明不同滴灌水钾一体化管理对猕猴桃光合特性的影响,以8 a生金艳猕猴桃为试材,设置对照处理CK(在果实膨大期即III期、果实成熟期即IV期灌水量分别为31.2、26.4 m^3·667m^-2,施钾量分别为6.0、7.8 kg·667m^-2),在III、IV期分别设置3个亏水水平(即轻度、中度、重度水分亏缺,记为LD、MD、SD,灌水量分别为CK的80%、60%、40%)和2个施钾水平(即低钾、高钾,记为LK、HK,施钾量分别为CK的60%和80%)。结果表明:果实膨大期、果实成熟期不同滴灌水钾一体化处理的光合指标日变化趋势相似;LD处理下叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、瞬时水分利用效率(WUEi)、羧化速率(CE)均随施钾量增加而增大,果实膨大期LDHK处理的Pn、CE较LDLK处理分别高15.71%、16.80%,果实成熟期LDHK处理的Pn、Gs较LDLK处理分别高6.07%、12.76%,差异达显著水平(P<0.05);SD处理下,除胞间CO2浓度(Ci)外各光合指标均较CK显著下降(P<0.05);MD处理下,除Ci、WUEi外各光合指标均较CK显著下降(P<0.05);施钾量一定时,除Ci、WUEi外各指标均随灌水量增加而显著增大(P<0.05),增幅为11.42%~64.40%;与CK处理相比,果实膨大期LDHK处理Pn提高11.38%(P<0.05),WUEi提高3.06%,CE提高10.83%;IV-LDHK处理Pn提高0.96%,WUEi提高2.00%。综合比较采用果实膨大期LDHK处理及果实成熟期LDHK处理,可在相应生育期节水节肥20%,日光合能力较强,是猕猴桃较适宜的滴灌水钾一体化管理模式。 展开更多

关键词 猕猴桃 光合日变化 水钾一体化 滴灌 施钾量

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灌区运行水平综合评价研究进展 被引量：10

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作者 易银莲 崔宁博 +3 位作者 张青雯 冯禹 胡笑涛 龚道枝 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第8期45-54,共10页

灌区运行水平综合评价是实现灌区科学与可持续发展管理的基础,也是灌区续建配套及节水改造投资的重要决策依据。介绍了灌区运行水平综合评价指标体系的构建,研究了指标权重不同的确定方法;对灌区运行水平综合评价的现有20多种评价方法... 灌区运行水平综合评价是实现灌区科学与可持续发展管理的基础,也是灌区续建配套及节水改造投资的重要决策依据。介绍了灌区运行水平综合评价指标体系的构建,研究了指标权重不同的确定方法;对灌区运行水平综合评价的现有20多种评价方法进行了比较,明确了其优缺点及评价结果的精度;提出未来灌区运行水平综合评价指标体系应更多考虑反映生态化、信息化、智能化和可持续发展的技术指标,构建基于人水和谐的现代化美丽灌区评价指标体系和智能化灌区运行水平综合评价基础信息采集系统;要基于新的数学方法和模型建立灌区运行水平综合评价新方法,结合3S等现代信息技术开发现代化灌区运行水平综合评价平台,提高评价模型的可操作性与评价结果的精确性,进而更科学的指导灌区现代化建设。 展开更多

关键词 灌区运行水平 综合评价 评价指标 权重 评价方法

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基于极限学习机模型的中国西北地区参考作物蒸散量预报 被引量：8

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作者 魏俊 崔宁博 +4 位作者 陈雨霖 张青雯 冯禹 龚道枝 王明田 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第8期35-39,共5页

为有效提高西北地区参考作物蒸散量(ET_0)预报精度,在西北地区选择6个代表性气象站点,以P-M模型计算的ET_0作为标准值,利用1993-2016年逐日气象资料构建10种极限学习机(extreme learning machine,ELM)ET_0预报模型,用k-折交叉验证估计... 为有效提高西北地区参考作物蒸散量(ET_0)预报精度,在西北地区选择6个代表性气象站点,以P-M模型计算的ET_0作为标准值,利用1993-2016年逐日气象资料构建10种极限学习机(extreme learning machine,ELM)ET_0预报模型,用k-折交叉验证估计模型泛化误差,并将其与Hargreaves-Samani、Chen、EI-Sebail和Bristow等4种在西北地区计算精度较高的模型进行比较。结果表明:ELM_1(输入T_(max)、T_(min)、RH、n和u_2)、ELM_2(输入T_(max)、T_(min)、n和u_2)、ELM_4(输入T_(max)、T_(min)、RH和u_2)及ELM_7(输入T_(max)、T_(min)和u^2)模型均具有较高模拟精度,其MAE分别为0.199、0.209、0.250、0.273 mm/d,RMSE分别为0.270、0.285、0.341、0.422 mm/d,NSE分别为0.983、0.981、0.973、0.987,R^2分别为0.984、0.982、0.975、0.960,整体评价指标(global performance indicator,GPI)排名分别为1、2、3、4;模型可移植性分析表明,ELM模型具有较强的泛化能力,除了ELM_7在喀什站、敦煌站的模拟精度相对较低之外,其余ELM模型在西北地区各站点模拟结果的MAE均在0.40 mm/d以下、RMSE均在0.49以下、NSE均在0.95以上、R^2均在0.96以上;在相同输入的情况下ELM模型模拟精度均高于HargreavesSamani、Chen、EI-Sebail和Bristow。因此,在气象资料缺乏情景下ELM模型可作为西北地区ET_0计算的推荐模型。 展开更多

关键词 蒸散量 预报模型 极限学习机 K-折交叉验证 西北地区 可移植性

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不同灌溉水平对酿酒葡萄茎秆液流特征和产量、品质的影响 被引量：4

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作者 孙嘉星 王丽娟 +5 位作者 韩卫华 龚道枝 高丽丽 李昊儒 毛丽丽 郝卫平 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2021年第10期18-24,共7页

【目的】制定适宜的酿酒葡萄灌溉制度。【方法】以10 a生“赤霞珠”酿酒葡萄为研究对象,灌水设置高水HW(100%M,M为灌水定额)、中水MW(80%M)、低水LW(60%M)3个水平。采用热扩散式茎流计(TDP)5—10月连续监测酿酒葡萄生育期内茎秆液流速率... 【目的】制定适宜的酿酒葡萄灌溉制度。【方法】以10 a生“赤霞珠”酿酒葡萄为研究对象,灌水设置高水HW(100%M,M为灌水定额)、中水MW(80%M)、低水LW(60%M)3个水平。采用热扩散式茎流计(TDP)5—10月连续监测酿酒葡萄生育期内茎秆液流速率,分析酿酒葡萄茎秆液流特征与环境因子之间的关系,并比较了不同水分处理的产量和品质。【结果】酿酒葡萄茎秆液流速率在不同生育期内表现出明显的昼夜节律的日变化趋势,季节变化表现出先升高后降低的趋势。酿酒葡萄茎秆液流速率在不同灌溉水平下排序为:HW处理>MW处理>LW处理;液流速率与太阳辐射和空气温度正相关,与空气相对湿度负相关,通过对液流速率与空气温度、太阳辐射、空气相对湿度、风速4个气象因子的多元回归分析表明,回归系数均达到显著水平且整体相关性最高的为MW处理。酿酒葡萄在MW处理产量最大,为10736.68 kg/hm2,LW处理最小,为9900.93 kg/hm2。不同水分处理对酿酒葡萄灌溉水利用效率存在显著的影响(P<0.05),灌溉水利用效率随着灌水量的增大逐渐减小。MW处理果实可溶性固形物最大(23.05%),单宁量达到3.51 mg/g,果皮总酚量达到59.01 mg/g,且与其他处理之间存在显著性差异(P<0.05)。【结论】中等水分处理MW可以使酿酒葡萄在维持正常生长的条件下产量和品质最佳。 展开更多

关键词 水肥一体化 酿酒葡萄 液流速率 产量 品质

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滴灌水肥一体化对柑橘光合生长及产量的影响 被引量：11

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作者 陈昱辛 崔宁博 +2 位作者 杨永刚 胡笑涛 龚道枝 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第11期9-14,共6页

为探明不同滴灌水肥一体化管理模式对柑橘光合特性、生长和产量的调控效应,以7年生"不知火"柑橘为试材,设置1个对照处理(CK),在果实膨大期、果实成熟期分别设置2个亏水水平(即轻度、重度亏水处理,分别记为HW、LW,灌水量分别... 为探明不同滴灌水肥一体化管理模式对柑橘光合特性、生长和产量的调控效应,以7年生"不知火"柑橘为试材,设置1个对照处理(CK),在果实膨大期、果实成熟期分别设置2个亏水水平(即轻度、重度亏水处理,分别记为HW、LW,灌水量分别为CK的80%、60%)和3个施肥水平(即高肥、中肥和低肥,分别记为HF、MF、LF,施肥量分别为CK的85%、70%和55%),探索适合柑橘生长的最优滴灌水肥一体化管理模式。结果表明:两个生育期不同滴灌水肥一体化处理对柑橘光合特性影响显著,在相同施肥条件下,除叶片瞬时水分利用效率(WUEi)外,各光合指标均随亏水度加重呈减小趋势,且相同亏水水平下不同施肥处理间差异基本不显著;水分亏缺处理会显著降低Pn,复水后有所提高,存在一定的复水补偿效应;复水后与CK相比,Ⅲ-HWHF(T4)和Ⅲ-HWMF(T5)处理Pn提高,Tr降低,因此WUEi显著提高10.43%和6.75%(P<0.05),达1.80、1.74μmol/mmol;复水后与CK相比,除Ⅳ-HWMF、Ⅳ-HWLF处理的Pn显著下降(P<0.05)以外,Ⅳ-HW(T10、T11、T12)各处理各光合指标差异均未达显著水平(P>0.05)。在相同施肥水平下,Vf和产量均随灌溉水平的降低显著下降;与CK相比,Ⅲ-HWHF(T4)、Ⅳ-HWMF(T11)处理Vf差异未达显著水平(P>0.05),产量变幅分别为-3.36%、-0.26%(P>0.05),达38 114.85、39 338.40 kg/hm2。综合比较柑橘光合特性、生长及产量,Ⅲ-HWHF处理及Ⅳ-HWMF处理,光合能力较强,产量稳定,是较适宜的滴灌水肥一体化管理模式。 展开更多

关键词 滴灌水肥一体化 柑橘 光合特性 果实体积生长速率 产量

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基于MEA-BP模型的西北地区参考作物腾发量模拟 被引量：4

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作者 余婷 崔宁博 +3 位作者 张青雯 冯禹 龚道枝 胡笑涛 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2018年第S2期107-115,共9页

【目的】实现较少气象资料输入下参考作物腾发量(ET0)的精准模拟。【方法】选取西北地区5个代表性气象站点1967—2016年逐日气象数据作为输入参数,以FAO-56 Penman-Monteith(PM)模型计算的ET0作为标准值,基于思维进化算法(mind evolutio... 【目的】实现较少气象资料输入下参考作物腾发量(ET0)的精准模拟。【方法】选取西北地区5个代表性气象站点1967—2016年逐日气象数据作为输入参数,以FAO-56 Penman-Monteith(PM)模型计算的ET0作为标准值,基于思维进化算法(mind evolutionary algorithm,MEA)优化BP神经网络,构建了不同气象因子输入组合的12种MEABP模型,并将模拟结果与Penman-Monteith 24(PM 24)、Hargreaves-Samani(H-S)和Irmark-Allen(I-A)3种在西北地区ET0模拟精度较高的经验模型进行了比较。【结果】MEA-BP模型能很好地反映气象因子与ET0间复杂的非线性映射关系;MEA-BP11模型(输入气温、日照时间和风速)、MEA-BP10模型(输入气温、相对湿度和风速)和MEA-BP7模型(输入气温和风速)的R2、NSE、MAE、RMSE和nRMSE范围分别为0.978 9～0.986 5、0.977 7～0.985 6、0.172 2～0.216 6 mm/d、0.229 9～0.285 9 mm/d和3.96%～8.64%,GPI排名分别为2、3、4,精度均明显高于3种经验模型;与H-S、I-A和PM 24模型有相同气象因子输入的MEA-BP1模型(仅输入气温)的R2、NSE、MAE、RMSE和nRMSE分别为0.770 6、0.644 3、0.772 8 mm/d、1.037 2 mm/d和31.48%,MEA-BP8模型(输入气温和日照时间)的分别为0.782 4、0.669 0、0.745 2 mm/d、1.004 6 mm/d和30.47%,MEA-BP12模型(输入气温、相对湿度、日照时间和风速)的分别为0.987 5、0.986 6、0.164 8 mm/d、0.222 0 mm/d和6.71%,其GPI排名分别为8、7和1,以上3种MEA-BP模型模拟精度均明显高于相同气象因子输入下H-S、I-A及PM 24模型。【结论】在中国西北地区应用MEA-BP模型可实现较少气象参数输入下ET0精准模拟,当仅输入气温时推荐使用MEA-BP1模型,当输气温和风速时推荐使用MEA-BP7模型,当输入气温、日照时间和风速时推荐使用MEA-BP11模型。 展开更多

关键词 参考作物腾发量 MEA-BP神经网络 中国西北地区 模型模拟

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