[发明专利]一种冬小麦区域作物系数测算方法

说明书

本发明属于作物系数测算方法技术领域，具体涉及一种区域冬小麦作物系数测算方法。该方法以单作物系数法为基础，并结合实际对单作物系数法进行改进，再将改进后的单作物系数法公式作为表达式带入地图代数，对栅格图的每个像元进行区域作物系数的计算，从而的到本发明的区域冬小麦作物系数图。该方法提出了适合中国种植分区的作物系数基础推荐值和修正公式，并结合地图代数，提出一种区域单作物系数法，并用冬小麦实测需水量资料进行验证，为解决作物系数由点到面转化的难题提供有效途径，为农田水利工程规划、设计和管理、地区间水量分配、跨流域调配水提供技术支撑。

技术领域

本发明属于作物系数计算方法技术领域，具体涉及一种冬小麦区域作物系数测算方法。

背景技术

小麦是世界三大粮食作物之一，冬小麦占小麦总产的91％和播种面积的90％，冬小麦产量的高低直接决定着我国小麦的总产，而灌溉是小麦产量的重要保障。灌溉用水是农业用水的主要组成部分，灌溉用水占我国农业用水的90％以上，而作物需水量是制定灌溉制度的基础，是实现农业节水的重要依据，对提高农业用水管理水平和农业用水效率具有重要意义。作物需水量是农作物在土壤水分适宜、生长良好、产量水平较高的条件下棵间蒸发和植株蒸腾以及用于组成植株体、消耗于光合作用等生理过程的需水量之和。作物需水量是水权制度建设、水法制定的重要根据，是一个国家和地区农田水利工程规划与设计等工作的基础资料，也是水资源开发、利用与管理、农作物种植区划与布局、农业生产运筹等工作的理论依据，是国民经济发展与决策制定的保障。因此，准确确定作物需水量十分重要。

作物需水量的计算分为直接法和间接法两类。直接法通常根据作物需水量实测数据，建立作物需水量与主要影响因素的经验关系式，该方法具有简便，结果较为准确的优点，但是直接法是根据试验得到经验公式，没有严格的物理基础，通常有严格限制条件，不可直接套用。间接法是通过参考作物腾发量与作物系数的乘积得到作物需水量，联合国粮农组织第56卷(FAO56)将参考作物腾发量(Reference evapotranspiration,ET₀)定义为假想的参考作物腾发速率，该作物高度为12cm，反射率恒定为0.23，叶面阻力为70s/m，类似于表面开阔、生长旺盛、完全覆盖地面、土壤水分适宜条件下的绿色草地的腾发量。目前使用最多的是联合国粮农组织(FAO)推荐的基于能量平衡和空气动力学方法的FAO56PenmanMonteith法，也称综合法，该方法具有很好的物理基础，适用范围广泛，不需地区率定，根据气象条件即可得到ET₀。

作物系数是实际作物需水量ET_c和参考作物腾发量ET₀的比值，主要影响因素有作物本身生物学特性、土壤水分因素和栽培管理措施，具有全生育期年际间稳定性、生育阶段不稳定性和地域性的特点。作物系数通常通过灌溉试验得到，在传统的作物系数模型中，多采用线性或非线性回归，建立影响因素和作物系数的回归关系，但是传统的作物系数模型不具有较好的物理基础，也往往代表了开展灌溉试验的点尺度上的作物系数模型，与当地的气象、土壤、作物等紧密相关，其他无资料地区无法直接套用。

作物系数还可以通过单作物系数法和双作物系数法得到，然而单作物系数法和双作物系数法得到的作物系数与实测值差别较大， FAO56单作物系数法和双作物系数法的作物系数推荐值不是为中国地区量身定制，使用时容易产生较大误差；而且单作物系数法得到的作物系数仍然为点尺度，作物系数的空间上的代表性未从得知。由于作物系数具有较大的空间变异性，这些点尺度的数据不能直接用于其他点，更不能代替某一较大面积上的平均值，但是在农田水利工程规划、设计和管理、地区间水量分配、跨流域调配水需要的是不同尺度上的作物系数和作物需水量，因此水利部门全国布局了灌溉试验总站、中心站和终点站，但是由于人力、物力和财力等限制，不可能无限制的布置观测站点。因此，如何利用有限的灌溉试验数据，由点及面，由灌溉试验站“扩展”更多无灌溉资料地区的应用和生产中，是当前面临的一个难题。

发明内容