太行山前平原40年冬小麦作物系数变化及影响因素研究

摘要

作物系数是计算作物需水量的基本参数,准确确定作物系数在优化灌溉管理方面有重要作用。作物系数随作物生长及环境条件发生变化,研究作物系数如何受生产条件和气象条件变化的影响,可为准确确定作物系数提供依据。本研究基于中国科学院栾城农业生态系统试验站1980—2020年40余年间冬小麦在充分灌溉条件下的实际蒸散量,研究冬小麦作物系数的变化规律;并利用最近3年的试验数据,明确现代生产水平下影响冬小麦作物系数的主导因素。结果表明,1980—2020年间冬小麦在充分供水条件下的实际蒸散量及参考作物蒸散量多年平均值分别为434.7 mm和550.8 mm,参考作物蒸散量年际相对稳定,冬小麦实际蒸散量增加17.6%。作物系数多年平均值为0.80,其中1980—1990年、1991—2000年、2001—2010年和2011—2020年平均分别为0.76、0.80、0.81和0.84;40年间冬小麦产量增加42.4%,作物系数增加11.6%,作物产量提升是作物系数升高的主要原因。本研究表明在现状生产条件下,叶面积指数、生物量是影响作物系数的重要因素,在叶面积指数较高的情况下作物系数主要受饱和水汽压差及环境温度的影响,2017—2020年冬小麦3个生育期作物系数分别是0.79、0.86和0.79;生育期蒸散量均值为442.3 mm,主要生育期3年平均作物系数分别为播种—越冬前0.70、越冬期间0.42、返青—拔节期0.76、拔节—抽穗期1.18、抽穗—灌浆期1.39、成熟期0.96。本研究结果显示作物系数并不是稳定不变的,而是受作物生产力和大气蒸散力的影响。因此,在利用作物系数和参考作物蒸散量评价作物需水量时,需要综合考虑上述因素。