基于AquaCrop和WinSRFR组合的夏玉米沟灌方案优化

• Published in: 农业工程学报 Vol. 40; no. 18; pp. 51 - 61
• Main Authors: 聂卫波, 马云鹏, 冯正江, 李格
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室,西安 710048 01.09.2024
• Subjects: 沟灌; irrigation performance; 作物; 模型; cutoff time; 入沟流量; optimization; 优化; discharge; model; 停水时间; 灌水质量; crop; furrow irrigation
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202403021

S126; 确定作物合理的灌溉制度和灌水技术要素组合是科学管理农业水资源的基础,可有效缓解水资源短缺矛盾和保障区域粮食安全.基于此,该研究利用在陕西省杨陵区(2022年)和武功县(2017年)进行的夏玉米田间试验,分别对AquaCrop模型和WinSRFR软件进行校准和验证,确定了研究区夏玉米典型水文年(丰水年、平水年和干旱年)的灌溉制度;通过反演沟灌土壤入渗参数和田面糙率,结合确定的灌溉制度,优化了沟灌灌水技术要素组合(入沟流量和灌水时间),并量化评价了优化灌溉制度和灌水技术要素组合对夏玉米的增产能力.结果表明,AquaCrop模型能准确模拟研究区夏玉米生长过程,其中产量模拟值与实测值的相对误差绝对值均值分别为1.85％(校准)和7.47％(验证);研究区夏玉米丰水年(灌浆期)和平水年(拔节期)需灌水1次,干旱年(拔节期和灌浆期)需灌水2次,单次灌水量均为55 mm;反演所得研究区沟灌土壤入渗参数k和α取值范围分别为是55.416～98.437 mm/hα和0.351～0.858,田面糙率n均值为0.056;合理的入沟流量和停水时间取值范围分别为2.2～3.3L/s和35～16min,可获得高灌水质量(综合灌水质量指标Ci≥85％);以2022年夏玉米优化的灌溉制度和灌水技术要素优化组合为基础,模拟所得夏玉米产量为7.819 t/hm2,与无灌溉(5.972 t/hm2)、现状条件(7.424 t/hm2)和仅对灌溉制度优化(7.659t/hm2)情景相比较,分别提高了 30.9％、5.3％和2.1％,且所需灌水量较现状条件可减少59 mm.研究结果可为研究区域夏玉米灌溉制度制定和沟灌方案设计提供理论基础和技术支撑.