非充分灌溉

摘要： 农业用水面临可用水资源匮乏、面源污染严重的现状,通过综合考虑非充分灌溉对经济效益、作物品质和环境效应的影响从而实现农业水资源合理配置具有重要的现实意义。该研究基于非充分灌溉和灰水足迹理论,建立不确定性下经济-品质-环境多目标整数规划模型,对河套灌区作物生育期内的灌溉水量进行分配,得出了经济、品质和环境3种不同偏好水平下的决策方案。结果表明:偏好于环境目标的情景灌溉程度主要为33%,67%的灌溉程度次之,亏缺灌溉的程度更大;偏好于经济目标的灌溉程度大部分为100%,亏缺灌溉的程度较小;偏好于品质目标时则介于前述两种情况之间。通过与仅包括经济、品质和环境单目标的模型对比可见,多目标模型更兼顾品质指标、经济效益和灰水足迹,可以使得各项指标均处于总体较好的情况,其中番茄品质-经济-环境多目标模型品质指标为8.7,经济效益为21.3×10^(8)元,灰水足迹为1.62×10^(4) m^(3),灌溉水量为3.51×10^(7) m^(3),瓜类品质-经济-环境多目标模型品质指标为[25.3,32.7],经济效益为[9.2×10^(8),24.8×10^(8)]元,灰水足迹为[1.94×10^(4),3.15×10^(4)]m^(3),灌溉水量为[6.32×10^(7),7.62×10^(7)]m^(3),各指标表现更佳。模拟结果可为不同情景下灌溉水合理配置提供参考。

摘要： 为激发群众节水动力、形成全民节水型社会,助推黄河流域高质量发展,进行黄河流域农业节水绿色信用体系研究势在必行。采用调亏灌溉技术进行农业节水,通过计算农业节水量,建立节水量与生态绿币之间的转换关系,并初步设计绿色信用体系的体制和运行机制,对黄河流域农业节水绿色信用体系进行研究。在作物非需水临界期进行一定程度的调亏灌溉,可以得到生态绿币,用奖励所得的生态绿币兑换土鸡蛋、绿植等“绿色联盟”产品,甚至进行“绿币贷”能调动群众节水积极性。农业节水绿色信用体系的建立离不开政府机构、金融机构、第三方机构、农户等各方的努力,通过研究该绿色信用体系为水资源管理和水利改革提供科技支撑。

摘要： 中国农业科学院农田灌溉研究所"非充分灌溉原理与新技术团队"利用数字图像分析技术提出了冬小麦氮素状况的估算模型,为冬小麦氮素管理提供了技术支持。相关研究成果发表在《Frontiers in Plant Science》。

摘要： 中国农业科学院农田灌溉研究所"非充分灌溉原理与新技术团队"与塔里木大学合作揭示了不同灌溉制度对矮砧密植苹果园作物系数和蒸散量分配的影响,为南疆干旱地区矮砧密植果园的灌溉提供理论指导。研究成果在线发表在国际学术期刊《Agriculture》。

摘要： 中国农业科学院农田灌溉研究所"非充分灌溉原理与新技术团队"利用无人机热红外影像监测不同施氮量下冬小麦水分状况,提出了一种基于氮营养指数的冬小麦水分状况校正方法,为不同氮素营养状况下的冬小麦水分管理提供了科学依据。相关研究成果发表在《Precision Agriculture》。

摘要： 选择河北省推广面积较大的8个小麦品种,在非充分灌溉模式下,分别于抽穗期、灌浆期、乳熟期对小麦旗叶的气孔交换参数和荧光参数进行测定,分析不同品种旗叶光合特性及其与产量及水分利用效率的关系.结果 表明:8个小麦品种的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均表现为:抽穗期>灌浆期>乳熟期;叶片水分利用效率(LWUE)在抽穗期品种间差异较大,变化范围为3.7～7.9μmol·mol-1,灌浆期品种间差异较小,在5.1～7.3μmol·mol-1之间,乳熟期,婴泊700和邯农1412的LWUE分别高于其他品种约1～2μmol·mol-1;8个小麦品种的实际光合效率(ΦPSⅡ)和光合活性(qP)均表现为:抽穗期>灌浆期>乳熟期;最大光合效率(Fv/Fm)在抽穗期和灌浆期,均稍高于0.80,乳熟期降低,在0.60～0.80之间.8个小麦品种的产量与灌浆期Pn、Tr和Gs均呈显著正相关,相关系数均在0.80左右,表明灌浆期较高的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度可作为高产的优选指标.在非充分灌溉条件下,轮选103、婴泊700、石麦26的产量均在7500 kg·hm-2以上,作物籽粒水分利用效率均在2 kg·m-3左右,考虑抗旱能力、籽粒产量和水分利用效率,此3个小麦品种可作为河北省节水抗旱型小麦品种进行推广.

摘要： 为了探究甘肃省石羊河流域适宜春玉米生长的咸水非充分灌溉模式,应用SWAP模型模拟不同灌溉模式下的土壤水盐平衡、春玉米相对产量和相对水分利用效率,并预测了较长时期土壤水盐动态变化规律.研究结果表明:灌溉水矿化度为0.71 g/L和3.00 g/L的春玉米最优灌溉模式为生育期内灌4次水,灌溉定额均为408 mm,2种灌溉模式均能达到节约灌溉用水、提高作物产量和水分利用效率以及减少土体盐分累积量的目的.较长时期土壤水盐动态变化规律模拟结果表明:在冬灌条件下,春玉米最优灌溉模式下的土壤水分和盐分能够在模拟期内保持相对平稳的状态;在不同年份,相同土层土壤含水率随着土层深度的增加而增大,0.71 g/L的淡水灌溉土壤盐分主要累积在40～80 cm土层,3.00 g/L的微咸水灌溉土壤盐分主要累积在10～40 cm土层;5 a的模拟结果表明0.71 g/L和3.00 g/L的水持续灌溉5 a,不会引起土壤次生盐渍化.

摘要： 为了制定春小麦的节水灌溉制度,在内蒙古河套灌区开展春小麦非充分灌溉田间试验,通过测定土壤含水率、春小麦生长及产量指标,研究非充分灌溉对土壤水分分布及春小麦生长的影响.结果表明:在0～100 cm土层内,灌溉水量为100％ETc(ETc为作物实际需水量)的充分灌溉和80％ETc的非充分灌溉的土壤含水率随着土层深度的增加而增大,60％ETc的非充分灌溉土壤含水率主要集中在亚表层土壤(20～40 cm)和中层土壤(40～60 cm).灌溉水量为80％ETc的非充分灌溉对春小麦生长和产量指标的影响较小,与充分灌溉相比,降低5％～13％;灌溉水量为60％ETc的非充分灌溉对春小麦生长和产量指标影响较大,与充分灌溉相比,降低10％～37％.在研究区采用灌溉水量为80％ET.的非充分灌溉,生育期内灌溉定额为288 mm,对春小麦生长及产量的影响较小,可以达到节水灌溉的目的.

摘要： 为研究在非充分灌溉条件下,内陆干旱区作物的灌溉制度多目标优化模型。以新疆阿瓦提丰收灌区棉花为例,利用农田水量平衡模型模拟棉花根系层水量之间的关系,采用作物水分生产函数模型计算棉花的相对产量,以棉花灌水时间和灌水定额作为自变量,将其相对产量和全生育期总灌水量作为目标函数,构建内陆干旱区作物灌溉制度多目标优化模型。针对含约束的多目标问题,利用改进的快速非支配排序算法(CNSGA-Ⅱ算法)对其求解。计算结果表明:内陆干旱区作物的生长主要依靠农业灌溉,降水对其相对产量影响不大;以平水年优化的灌溉制度较当地以往灌溉制度:在灌溉定额一致时,作物相对产量提高了2.5%~3.1%;在相对产量一致时,每公顷土地的灌溉用水节约了495~705 m^3。通过对棉花灌溉制度的优化,表明本文所建立的优化模型可应用于其他干旱区作物的灌溉制度优化,具有一定的借鉴意义。

摘要： 【目的】掌握非充分灌溉技术的研究现状和发展趋势。【方法】采用文献计量的方法,以2005-2018年Web of Science核心合集数据库收录的在非充分灌溉领域发表的3 322篇文献为研究对象,从文献发表年份、文献类型与语种、学科领域和来源期刊、核心研究机构、国家或地区分布、作者以及关键词等方面的检索结果进行统计分析。【结果】①2005-2018年非充分灌溉研究文献呈逐步增长趋势;②研究文献主要以期刊文献、英语文献为主;西班牙是发表非充分灌溉技术文献最多的国家;根据2个国家最少合作次数为15次,并且国家至少与3个国家有合作关系的标准,西班牙、美国、中国和意大利是在非充分灌溉领域与其他国家合作最为密切的国家;载文量最多的期刊是《Agricultural Water Management》;发文量最多的作者是伊朗的Sepaskhah教授;最具影响力的作者是西班牙的Elias Fereres教授;③非充分灌溉的研究区域主要集中在干旱和半干旱地区,橄榄、玉米、小麦和番茄是非充分灌溉最主要的研究对象。【结论】本文研究所获信息可为从事非充分灌溉研究的科研人员确立研究方向、开展科学研究和学术交流提供信息和帮助。

摘要： 以临汾市冬小麦全生育期实测土壤水分养分资料为依据,结合作物生长模型,提出基于动态灌水下限值法的非充分灌溉预报模式,并将该预报模式应用到临汾市2008-2009、2009-2010、2010-2011、2011-2012、2012-2013年和2013-2014年共六年的冬小麦生育期进行灌溉预报研究.研究表明,基于上述方法计算得到的优化灌溉制度下的产量与效益相对于传统灌水模式都有不同程度的增加,6个年度的平均增产率为9.94％,平均增产效益率为17.5％.

摘要： 通过田间试验,研究冬小麦在不同生育期缺水以及不同程度的缺水对其生长发育及产量的影响,为半干旱区冬小麦建立优化灌溉制度提供理论依据.通过试验观测:枯水年份,冬小麦各生育期耗水比例相差较大,0～80cm土层的耗水量占总耗水量的绝大部分,总耗水量随灌水量的增加而增大,非充分灌溉对冬小麦叶面积、产量和水分利用率均会产生显著影响,灌水可显著提高植株叶面积,不灌水会显著降低作物产量与耗水量;灌1水的灌溉水利用效率明显高于灌2水和灌3水的灌溉水利用效率,其中以T2处理的灌溉水利用效率最高,边际效益最大;灌冬浇水与拔节水可获得较理想的产量和水分利用效率,在半干旱区水资源不足时,可作为冬小麦最佳灌水模式.

摘要： 针对我国干旱半干旱地区节水灌溉中需要动态调节问题,本文提出了在灌溉决策中考虑非充分灌溉因素,运用Jensen乘法模型建立了“灌水-收益”的数学模型,采用遗传算法、基于SQP算法和基于有效集算法的fmincon函数求解模型,以宝鸡峡灌区冬小麦为例,验证所建模型的准确性及求解方法的可行性,对比计算结果发现:基于SQP算法的fmincon函数运算结果最优,相对遗传算法其灌溉收益提高3％、运行时间降低60％、稳定性优异,并使用该算法进行了非充分优化灌溉下决策系统设计.

摘要： 通过对河套灌区向日葵非充分灌溉试验研究,分析非充分灌溉对作物生长和产量的影响,寻找灌区节水灌溉制度,指导灌区农业.rn 从2002年和2005年两年的测定结果看：向日葵在非充分灌溉条件下，按照处理设计实施的各阶段充分处理和缺水处理的植株高度和叶面积指数在各处理间找不到统一的变化规律，这说明在向日葵各处理灌水的设计范围内，无论前期缺水、中期缺水、后期缺水对向日葵生长高度和叶面积指数带来的影响不明显。由于只是向日葵向日葵进行非充分灌溉试验头尾两年的结果，不一定确切，仅供参考。rn 经过对向日葵的产量(YK)与生育期灌水量(x)进行回归分析，结果说明向日葵的产量与生育期灌水量密切相关，其变化呈直线正相关。

摘要： 针对灌溉中作物实时需水量分析研究中存在的问题,本文进行了实验方案设计,利用土壤水环境测定系统EnviroScan进行了土壤水分测定,自动气象站AWS对气象条件进行观测,利用监测的实时数据资料,研究了非充分灌溉条件下冬小麦不同水分处理时的灌水情况,对生育期总需水量、生育期逐日需水量变化趋势和各生育阶段的需水量及需水模系数进行了分析,实验的三组处理灌水情况与需水量情况都与试验区气候和冬小麦自身生长规律相符合,可为冬小麦的节水高产和制定经济合理的实时灌溉制度提供理论依据.

摘要： 介绍了非充分灌溉研究的概念理论基础,阐述了非充分灌溉研究中的有限水量在作物生育期内的最优分配、作物—水模型及其敏感指标和土壤水分不足条件下作物蒸发蒸腾量的计算方法,最后提出了对非充分灌溉问题的展望.

摘要： 本文选取鄂尔多斯台地特殊代表点内蒙古鄂托克旗赛乌素灌区实测田间资料，研究该地区饲料玉米合理的灌溉制度。试验证明非充分灌溉制度的灌水利用效率较高。饲料玉米总生育期135 天左右，日需水量在拔节－扬花与抽穗－灌浆两个阶段最高，平均日ET(mm/day) 分别为7.37 和6.30；推荐的灌溉制度中在灌浆-成熟期较传统灌溉少灌一次，综合省水约1800m3/hm2，全生育期每公顷可节省人工放水工资和水费共计约13000 元。

摘要： 针对都江堰农业灌区覆盖面广、各区域灌溉农时略有差异和具备二级配水管理机构的特点,在非充分灌溉和大系统理论基础上提出了基于时空优化的农业用水优化调度模型以及多目标用水群决策支持机制,构建了适合都江堰灌区的水资源优化调度系统框架,并重点研究了优化模型并初步探讨了群决策机制的实现方法。该系统可实施性强,部分研究结果应用于都江堰灌区渠首六条干渠配水系统,经过近一年的运行,取得了良好的效果。

摘要： 模型将作物子系统作为第一层,灌区供水调控系统作为第二层.第一层模型运用动态规划求解,能较好的反映降雨对农业生产灌溉影响.第二层运用多目标规划,追求更高的经济效益和社会效益以及更加合理地分配水资源.通过作物的分配水量实现分层次的耦合求解.实际应用表明,农业水资源优化配置模型对解决农业水资源高效利用具有很好的指导作用.

摘要： 模型将作物子系统作为第一层,灌区供水调控系统作为第二层.第一层模型运用动态规划求解,能较好的反映降雨对农业生产灌溉影响.第二层运用多目标规划,追求更高的经济效益和社会效益以及更加合理地分配水资源.通过作物的分配水量实现分层次的耦合求解.实际应用表明,农业水资源优化配置模型对解决农业水资源高效利用具有很好的指导作用.

摘要： 本发明公开了一种非充分灌溉实验栽培装置，包括漏斗、栽培桶，栽培桶上螺旋式分布四根渗水管，渗水管上方末端与两通接口相连，两通接口与可进行拆卸的输水管相连，输水管分别与五通接口相连，五通接口与漏斗相连，渗水孔均匀分布于四根渗水管上，排气管、渗水管下方末端连接栽培桶底部三通接口。本发明可以使栽培桶中水分快速达到平衡，同时使水分分布更加均匀，既满足了非充分灌溉栽培实验对水分精准控制的要求，又提高了非充分灌溉实验效率，确保了实验数据的准确性与实验结果的科学性。

摘要： 本发明涉及非充分灌溉条件下直接补渠的单个补水泵站与单个水库联合运行调度方法，以受水区作物年产量最大为目标函数，作物各生育阶段水库、泵站供水量为决策变量，以水库年可供水总量、补水泵站阶段可供水量，无泵站、由水库直接补渠的水库水量平衡、水库库容和补水泵站年允许提水总量等为约束条件，建立直接补渠的单泵站‑单水库系统水资源优化调度模型，采用动态规划逐次逼近法求解，可获得非充分灌溉条件下作物最大年产量，以及对应的各阶段水库最优供水量、弃水量和泵站补水量过程。该发明可实现非充分灌溉条件下直接补渠的单泵站‑单水库系统水资源优化调度，对提高泵站补渠水资源效率、灌区灌溉保证率具有重要的现实意义。

摘要： 本发明涉及非充分灌溉条件下直接补库的单个补水泵站与单个水库联合运行调度方法，以受水区作物年产量最大为目标函数，作物生育阶段划分的水库供水阶段为阶段变量，各阶段水库供水量为决策变量，以水库‑补水泵站年可供水总量，补水泵站阶段可供水量，非充分灌溉条件下的水库调度准则和水库库容为约束条件，建立直接补库的单泵站‑单水库系统水资源优化调度模型，采用一维动态规划方法求解，可获得非充分灌溉条件下作物最大年产量，以及对应的各阶段水库最优供水量、弃水量和泵站补水量过程。该发明可实现非充分灌溉条件下直接补库的单泵站‑单水库系统水资源优化调度，对提高泵站补渠水资源效率、灌区灌溉保证率具有重要的现实意义。

摘要： 本发明涉及作物非充分灌溉预报及控制技术领域，公开了一种作物非充分灌溉控制系统及方法。本发明通过建立包括不同地区不同作物不同生育阶段作物需水量、蒸发皿系数及非充分灌溉允许的水分亏缺百分数等资料的数据库，通过数据自动采集系统采集蒸发皿水面蒸发量和降雨量数据，利用公式计算灌水开始时间和灌水持续时间，并通过控制器系统实现非充分灌溉的预报和控制。本发明适用于干旱半干旱地区大田作物、园林及设施农业的非充分灌溉预报及控制，适应于喷灌、滴灌、淹灌等多种灌溉方式。本发明应用范围广，方法简单，成本低，精度有保障，自动化程度高。

摘要： 本发明涉及农田水利工程领域及模糊控制应用领域。公开了一种基于模糊控制的非充分灌溉控制方法，包括：S1：选定作物，并确定该作物的生长周期；S2：选择农田区域，并获取该农田区域的几何参数；S3：实时获取该农田区域的气象参数；S4：根据所获取的气象参数，计算所述作物的参考蒸发蒸腾量ET

摘要： 本发明公开的一种非充分灌溉条件下的灌区作物灌溉水量优化分配方法，包括以下步骤：步骤1、以各个作物的相对产量最大和总灌水量最小为目标函数，建立灌溉水量在不同作物各个生育期内灌水量最优分配的第一层模型；步骤2、以灌区总收益最大为目标函数，以灌区可用灌溉水总量为约束条件，建立灌溉水资源在不同作物之间合理分配的第二层模型；步骤3、通过遗传算法求解步骤1中得到的第一层模型和步骤2中得到的第二层模型得到灌区的最大总收益。

摘要： 本发明公开了一种非充分灌溉实验栽培装置，包括漏斗、栽培桶，栽培桶上螺旋式分布四根渗水管，渗水管上方末端与两通接口相连，两通接口与可进行拆卸的输水管相连，输水管分别与五通接口相连，五通接口与漏斗相连，渗水孔均匀分布于四根渗水管上，排气管、渗水管下方末端连接栽培桶底部三通接口。本发明可以使栽培桶中水分快速达到平衡，同时使水分分布更加均匀，既满足了非充分灌溉栽培实验对水分精准控制的要求，又提高了非充分灌溉实验效率，确保了实验数据的准确性与实验结果的科学性。

摘要： 本发明涉及非充分灌溉条件下直接补渠的单个补水泵站与单个水库联合运行调度方法，以受水区作物年产量最大为目标函数，作物各生育阶段水库、泵站供水量为决策变量，以水库年可供水总量、补水泵站阶段可供水量，无泵站、由水库直接补渠的水库水量平衡、水库库容和补水泵站年允许提水总量等为约束条件，建立直接补渠的单泵站‑单水库系统水资源优化调度模型，采用动态规划逐次逼近法求解，可获得非充分灌溉条件下作物最大年产量，以及对应的各阶段水库最优供水量、弃水量和泵站补水量过程。该发明可实现非充分灌溉条件下直接补渠的单泵站‑单水库系统水资源优化调度，对提高泵站补渠水资源效率、灌区灌溉保证率具有重要的现实意义。

摘要： 本发明涉及非充分灌溉条件下直接补库的单个补水泵站与单个水库联合运行调度方法，以受水区作物年产量最大为目标函数，作物生育阶段划分的水库供水阶段为阶段变量，各阶段水库供水量为决策变量，以水库‑补水泵站年可供水总量，补水泵站阶段可供水量，非充分灌溉条件下的水库调度准则和水库库容为约束条件，建立直接补库的单泵站‑单水库系统水资源优化调度模型，采用一维动态规划方法求解，可获得非充分灌溉条件下作物最大年产量，以及对应的各阶段水库最优供水量、弃水量和泵站补水量过程。该发明可实现非充分灌溉条件下直接补库的单泵站‑单水库系统水资源优化调度，对提高泵站补渠水资源效率、灌区灌溉保证率具有重要的现实意义。

摘要： 本发明涉及作物非充分灌溉预报及控制技术领域，公开了一种作物非充分灌溉控制系统及方法。本发明通过建立包括不同地区不同作物不同生育阶段作物需水量、蒸发皿系数及非充分灌溉允许的水分亏缺百分数等资料的数据库，通过数据自动采集系统采集蒸发皿水面蒸发量和降雨量数据，利用公式计算灌水开始时间和灌水持续时间，并通过控制器系统实现非充分灌溉的预报和控制。本发明适用于干旱半干旱地区大田作物、园林及设施农业的非充分灌溉预报及控制，适应于喷灌、滴灌、淹灌等多种灌溉方式。本发明应用范围广，方法简单，成本低，精度有保障，自动化程度高。