摘要: 黑龙江省是我国重要的粮食生产基地，黑龙江省西部半干旱区农业生产潜力巨大，粮食作物生产在全省占有重要地位。但水资源不足是该地区农业生产的主要限制因子，因此，研究黑龙江省西部半干旱地区节水调控机理对合理利用有限水资源和进一步增加粮食产... 展开 黑龙江省是我国重要的粮食生产基地，黑龙江省西部半干旱区农业生产潜力巨大，粮食作物生产在全省占有重要地位。但水资源不足是该地区农业生产的主要限制因子，因此，研究黑龙江省西部半干旱地区节水调控机理对合理利用有限水资源和进一步增加粮食产量都具有重要意义。 本文通过2006年在黑龙江省齐齐哈尔市甘南县试验基地进行的试验，研究了东北半干旱气候条件下大豆籽粒产量与耗水量之间的关系。本次试验采用控制灌水量的方法设计丰水与缺水处理。通过对大豆生物性状(株高、叶面积指数)、以及最终籽粒产量的研究，分析了不同水分处理对这些因素的影响。采用水量平衡方法计算了充分灌溉和非充分灌溉处理各生育阶段的需水量，分析了大豆的需水规律及不同供水条件下大豆的水分利用效率。用 Penman-Montieth公式计算参考作物蒸发蒸腾量，并对甘南地区大豆的作物系数和土壤水分修正系数进行了估算。应用大豆不同灌水处理下的耗水量计算结果及对应的籽粒产量的试验资料，用Jensen模型、Minhas模型、Blank模型、Singh模型、Stewart模型分别对甘南地区大豆的水分生产函数进行了拟合并对得出的模型求解结果进行了比较分析与检验。用生长曲线来拟合水分敏感指数累积函数，从而计算不同划分阶段的水分敏感指数。利用人工神经网络初步建立对作物需水量的拟合模型。采用LINGO计算软件的非线性规划数学模型对有限水量在作物整个生育期的不同阶段进行优化分配。用灰色关联分析的方法对非充分灌溉试验处理组进行评价，得到最优的非充分灌溉试验方案。 结果表明：高水分处理下的作物生物性状优于低水分处理下的作物生物性状；大豆苗期轻度亏水处理的产量和水分利用效率大于对照的适宜水分处理，大豆苗期中度亏水和大豆分枝期轻度亏水处理的产量和水分利用效率与对照的适宜水分处理相比较也有较好的效果；土壤水分修正系数在不同水分处理条件下的变化趋势相似，在同一阶段下土壤水分高的处理的土壤水分修正系数大于土壤水分低的处理；根据参考作物蒸发蒸腾量、作物系数及土壤水分修正系数建立计算作物在不同土壤水分状况下的实际耗水量；在计算作物各生育阶段水分敏感指数的模型中，通过检验分析可以得到，Jensen模型、Stewart模型优于其他模型。采用LINGO计算软件的非线性规划数学模型对大豆各生育阶段进行优化配水后，在获得相同产量情况下，可以节省灌溉用水量。用灰色关联分析的方法优化得到的方案表明，大豆在苗期轻度亏水的方案优于适宜灌溉的对照处理和其他不同程度亏水处理的方案，并且优化的结果与实际结果相复，说明可以用方法对灌溉效益进行评价。 在水资源相对匮乏、农业灌溉用水不能增加而粮食需增收的背景下，在东北西部半干旱区研究作物需水与产量的生产关系，将有限的灌溉用水在作物不同生育期优化配置，以及对作物进行精准灌溉控制具有重要的意义，可以为节水高产提供有力的保证。 收起