一种周年连作宽垄沟的玉米产量的预测方法和灌水质量的评价方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及农业种植、农田灌溉，是一种新型的种植及灌溉评价方法，属于农业工 程领域。
【背景技术】：
[0002] 为缓解华北干旱半干旱地区缺水局面，加快农田节水步伐，推动灌区高效农业和 现代农业发展，全面推进节水型社会建设。就需要积极变革耕作制度，搜索有效的节水灌溉 方式，大面积推广抗旱节水技术既是有效提高农业灌溉用水利用率，实现农业节水的现实 需要，也是引导农民转变灌溉观念，减少水资源浪费，实现农业可持续发展的必然选择。目 前，我国北方地区目前主要是以传统畦沟灌为主，传统畦沟灌，是小麦实行平作畦灌，小麦 收获后，整地灭茬并起垄做沟，垄宽20cm，沟宽40cm，在垄上种植一行玉米。但是如何在周 年连作宽垄沟玉米进行产量预测和进行灌水质量评价，从而提高农业用水效益，实现了农 业增效、农民增收的目标却没有进行实际操作。
【发明内容】
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[0003] 针对上述问题，本发明旨在提供一种种植简单、灌溉简便，可以提高水分利用效率 和水分生产效率的产量预测和控制灌水的方法，该方式尤其适用于北方干旱半干旱缺水的 地区。
[0004] 本发明技术方案如下：一种周年连作宽垄沟的玉米产量的预测方法和灌水质量的 评价方法，步骤1 :首先把周年连作宽垄沟的试验地块长度设定为90m，面积为3600m2';种植 两行玉米，供试土壤质地为粉砂壤土，同时通过对土壤的理化作用，把供试土壤的平均干容 重设定在I. 35g/cm3~I. 45g/cm3之间，田间持水量为24%~34%之间，土壤有机质平均含 量为0.87%~0.97%，全氮平均含量0.0539%~0.0619%，碱解氮平均含量45-60??111，速 效磷平均含量11. 8ppm~12. 8ppm，速效钾104. 4ppm~105. 4ppm ;
[0005] 步骤2 :根据测量，得到年平均气温T(单位°C)，多年平均降水量R(单位mm)，平 均日照时数H (单位h)，无霜期Ttl (单位天）；
[0006] 根据上述影响因素进行周年连作宽垄沟的玉米产量S(单位斤）的预测值和灌水 质量评价Index(单位％ )，周年连作宽垄沟的玉米产量S的预测值由作物全生育期耗水量 和自然环境两部分因素所影响；
[0007] 步骤3 :目前，多采用二次函数关系即公式一来表示作物全生育期耗水量与周年 连作宽垄沟的玉米产量S的关系：
[0008]公式一 S = aET2+bET+c
[0009] 其中公式一的ET为作物全生育期耗水量（mm)，a、b、c为不同的整数，作为用于预 测的计算系数；
[0010] 玉米产量S出现在dS/dET = 0处，定义dS/dET = 0处的用水量值为ETmax，代入 公式一，则 ETmax = - b/2a ;
[0011] 步骤4 :目前，多采用一次函数关系即公式二来描述地理环境（在周年连作宽垄沟 的试验地块的面积）与周年连作宽垄沟的玉米产量S的关系：
[0012] 公式二 S = XyET
[0013] 其中公式二中的X为行距（单位cm)，即种植两行玉米的间距、y为株距，即单株之 间的间距（单位cm);
[0014]目前，多采用一次函数关系即公式三来描述自然环境与玉米产量S的关系：
[0015] 公式三 S = TtlXH(ETXT-R)
[0016] 步骤5 :根据公式一、公式二、公式三得到总的产量影响系数A = aET2+bET+c+xy ET+TQXH(ETX T-R)，而在一个周年里，S和ET呈时间变化，在农业生产中一个周年，即以时 间为农业生产的最小单位，可以认为在其时间上为微分可导性，根据公式一，得到玉米产量 的系数主要在时间刻度呈ET的平方的系数进行变化，并且得到时间产量微分的公式四：
【主权项】
1. 一种周年连作宽垄沟的玉米产量的预测方法和灌水质量的评价方法，其特征在于： 步骤1 :首先把所述周年连作宽垄沟的试验地块长度设定为90m，面积为3600m2';种 植两行玉米，供试土壤质地为粉砂壤土，同时通过对土壤的理化作用，把所述供试土壤的 平均干容重设定在I. 35g/cm3~I. 45g/cm 3之间，田间持水量为24%~34%之间，土壤有 机质平均含量为0. 87 %~0. 97 %，全氮平均含量0. 0539 %~0. 0619 %，碱解氮平均含量 45_60ppm，速效磷平均含量 11. 8ppm ~12. 8ppm，速效钾 104. 4ppm ~105. 4ppm ; 步骤2 :根据测量，得到年平均气温T (单位°C )，多年平均降水量R (单位mm)，平均日 照时数H (单位h)，无霜期Ttl (单位天）； 根据上述影响因素进行所述周年连作宽垄沟的玉米产量S(单位斤）的预测值和灌水 质量评价Index(单位％ )，所述周年连作宽垄沟的玉米产量S的预测值由作物全生育期耗 水量和自然环境两部分因素所影响； 步骤3 :目前，多采用二次函数关系即公式一来表示所述作物全生育期耗水量与所述 周年连作宽垄沟的玉米产量S的关系： 公式一 S = aET2+bET+c 其中公式一的ET为作物全生育期耗水量（单位mm)，a、b、c为不同的整数，作为用于 预测的计算系数； 所述玉米产量S出现在dS/dET = 0处，定义所述dS/dET = 0处的用水量值为ETmax， 代入公式一，则所述ETmax = - b/2a ; 步骤4 :目前，多采用一次函数关系即公式二来描述地理环境（所述在周年连作宽垄沟 的试验地块的面积）与所述周年连作宽垄沟的玉米产量S的关系： 公式二 S = xyET 其中公式二中的X为行距（单位cm)，即所述种植两行玉米的间距、y为株距，即单株之 间的间距（单位cm); 目前，多采用一次函数关系即公式三来描述所述自然环境与所述玉米产量S的关系： 公式三 S = Ttl X H (ET X T-R) 步骤5 :根据公式一、公式二、公式三得到总的产量影响系数 λ = aET2+bET+c+xyET+TQ X H (ET X T-R)，而在一个周年里，S和ET呈时间变化，在农业 生产中一个周年，即以时间为农业生产的最小单位，可以认为在其时间上为微分可导性，根 据公式一，得到所述玉米产量的系数主要在时间刻度呈ET的平方的系数进行变化，并且得 到时间产量微分的公式四：
根据公式一、公式二、公式三、公式四得到公式五：
步骤6 :设定第一影响因子P = (b+xy+TdXHXTVa ;第二影响因子 Q = (C-TtlXHXR)/a;第三影响因子w = + 第四影响因子《
2， 根据所述第一影响因子、所述第二影响因子、所述第三影响因子、所述第四影响因子最 终得到所述周年连作宽垄沟的玉米产量S的产量为 其中C为大于零的实数；
步骤7 :所述周年连作宽垄沟的灌水质量的评价方法的三项评价指标为溉水有效利用 效率A(单位％ )、储水效率B (单位％ )和灌水均匀度C(单位％ );所述周年连作宽垄沟的 灌水质量的评价方法的三项评价指标的累加之和Sw与所述S相除得到Index为衡量尺度， 所述Index的值最大即为所述周年连作宽垄沟的灌水质量的评价方法的最优值。
【专利摘要】本发明提供的一种周年连作宽垄沟的玉米产量的预测方法和灌水质量的评价方法是通过把周年连作宽垄沟的试验地块长度设定为90m，面积为3600m2；并种植两行玉米，供试土壤质地为粉砂壤土，同时通过对土壤的理化作用，把所述供试土壤的平均干容重设定在1.35g/cm3～1.45g/cm3之间，田间持水量为24％～34％之间，土壤有机质平均含量为0.87％～0.97％，全氮平均含量0.0539％～0.0619％，碱解氮平均含量45-60ppm，速效磷平均含量11.8ppm～12.8ppm，速效钾104.4ppm～105.4ppm；根据影响因子进行玉米预测产量S(单位斤)和灌水质量评价Index(单位％)。本发明通过实验实现了在周年连作宽垄沟进行玉米产量预测和进行灌水质量评价，从而提高农业用水效益，实现了农业增效、农民增收的目标。
【IPC分类】G06F19-00, A01G7-00, A01G1-00
【公开号】CN104718933
【申请号】CN201510079331
【发明人】不公告发明人
【申请人】潘小胜, 汪顺生
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月12日