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《甘肃农业大学》 2007年
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河西绿洲灌区春小麦精确灌溉决策系统研究

杨杰  
【摘要】: 我国是一个农业大国,灌溉是农业生产过程中的重要环节和技术措施。精确灌溉则是满足作物生长过程中对灌水时间、灌溉水量、灌溉位置、灌水成分的精确要求,最大限度地提高水的利用效率,并保护农业生产环境,实现农业水资源的可持续利用。河西绿洲灌区光热资源丰富,经济、科技基础相对坚实,具有发展农业的天然优势,为种植春小麦提供了有利条件。但是,由于水资源日渐匮乏,对春小麦的高产稳产和推广造成影响。本文以灌溉决策系统(Irrigation Decision Support System)的研究与开发为背景,实现了气象因素信息、作物生长发育信息、土壤水分动态信息及决策结果存储和读取的系统化、规范化和自动化。用Visual Basic 6.0开发了以主要目标为面向精确灌溉技术实践,建立绿洲灌区春小麦精确灌溉决策支持系统。基于甘肃河西绿洲灌区春小麦栽培的实验数据和不同时段的气象资料,进行了农田水分变化的动态模拟分析,由水分指数评价了土壤含水量的实际状况,进而确定灌水的具体时间,为控制土壤水分、提高水分利用效率,实现农业节水高产提供了科学依据。主要研究结果如下: 1.研究了以水量平衡原理为基础的计算机模型和决策系统。运用土壤水分平衡原理,根据时间尺度确定其所需的参数,对土壤水分各收支项正确处理,在时间步长较大情况下可获得所需模拟效果。模型考虑了环境因素的影响,具有一定的通用性。预报系统利用当前的土壤含水量推算下一阶段的土壤含水量,可预报春小麦的灌水时间和灌溉量。实现了灌溉预报系统中计算机进行自动计算和数据信息管理。 2.本文的蒸散量用的Penman-Monteith公式是联合国粮农组织(FAO)1998年推荐使用的具有相对较小误差的计算可能蒸散量的方法。平衡法中作物蒸腾蒸发量的预测是本研究推广应用的重点。根据彭曼公式,运用专业统计分析软件SPSS处理试验数据,通过多元线性回归的方法建立了作物蒸腾蒸散量预报模型。 3.利用水分指数预报土壤的干湿状况,模拟土壤水分与作物生长发育。农业水文各要素中,对作物生长发育有直接影响的是土壤水分,因而对土壤水分变化动态的模拟,是准确预报土壤干湿情况的关键。 4.利用水面蒸发量与春小麦实际蒸散量建立了数学模型公式,来模拟实际蒸散量。发现采用水面蒸发量来观测一定气象条件下土壤水分蒸发量的大小,它与作物的蒸散量之间存在一定的量化关系。本研究利用甘肃省农科院张掖节水试验站水面蒸发量(X)与春小麦实际蒸散量(Y)的试验数据,建立了相应的数学模拟公式,即水面蒸发量与春小麦蒸散量间的回归方程: Y = 1. 208749+0.605794X F =9.05466~(**)( F_(0.01)=7.72) R =0.5082~(**)( R_(0.01)=0.478) 利用此回归方程可模拟河西绿洲灌区春小麦实际蒸散量。从计算结果看,实际观测值与Penman-Monteith公式计算值之间误差比较小,考虑仪器可能带来的系统误差,因而具有较高的可信度。 5.以微软Access Component2.6小型数据库为载体构建系统数据库,以Visual Basic6.0为主要编程工具,完成决策系统的程序设计。开发河西绿洲灌区春小麦精确灌溉决策系统,应用计算机处理农田环境参数,通过决策支持系统作出决策,可以解决作物需水、适时供水的重要问题。避免了灌溉的盲目性,提高了科学管理水平,使传统农业春小麦灌溉上一个新台阶。
【学位授予单位】:甘肃农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S512.12

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