作物水模型設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

摘要我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展正日趨嚴(yán)重地受到水資源緊缺的制約，北方干旱區(qū)尤為突出。在農(nóng)業(yè)供水不足，采用非充分灌溉時，如何在作物不同生育階段、不同作物間科學(xué)合理地分配有限的灌溉水，使缺水造成的損失減少到最低程度，是節(jié)水灌溉管理的關(guān)鍵問題之一。作物-水模型是描述作物產(chǎn)量與水分供應(yīng)時間和數(shù)量關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)，是實(shí)施有限水灌溉和優(yōu)化配水的基礎(chǔ)。本文基于巴盟曙光試驗(yàn)站2000年度通過田間小區(qū)對比試驗(yàn)對葵花作物進(jìn)行非充分灌溉的試驗(yàn)資料，針對各生育階段及全生育階段，選用國際上較為常見的五種模型，利用多元回歸的原理，通過對敏感系數(shù)及顯著性的分析，確認(rèn)出適合當(dāng)?shù)匦←?，葵花，玉米作?水模型及相應(yīng)作物敏感系數(shù)。綜合顯著性與合理性兩個準(zhǔn)則，Jensen模型最適合內(nèi)蒙古河套灌區(qū)葵花作物，Jensen模型最適合內(nèi)蒙古河套灌區(qū)小麥作物，Minhas模型最適合內(nèi)蒙古河套灌區(qū)的玉米作物。關(guān)鍵詞：非充分灌溉，作物-水模型，葵花，玉米，小麥HetaoirrigationareacropsmoisturecontentrelationshipanalysisAbstractChina'sagriculturaldevelopmentisbecomingincreasinglyseriousshortageofwaterresourcesbytheconstraints,particularlyinthenorthernaridareas.Inadequatewatersupplyinagriculture,theuseofnon-sufficientirrigation,thecropinhowdifferentgrowthstagesandcropofscientificandrationalallocationoflimitedirrigationwatertoreducethelossescausedbywatershortagestoaminimum,water-savingirrigationmanagementisthekeyissue1.Crops-watermodelisthedescriptionofcropproductionandwatersupplytimeandthenumberofmathematicalexpression,theimplementationoflimitedwaterandoptimizetheallocationofirrigationwaterbased.BasedontheexperimentalstationBamengdawnoftheyear2000throughthefieldplotcomparativetestofsunflowercropirrigationofnon-sufficientexperimentaldata,forthereproductivestageandtheentirereproductivestage,thechoiceofthemorecommoninternationalofthefivemodels,usingtheprincipleofmultipleregressionThroughthesensitiveandsignificantfactoranalysis,identifiedsuitableforlocalwheat,sunflowerandcorncrops-cropswatermodelandsensitivefactor.Comprehensivesignificantandrationalityofthetwocriteria,JensenmodelbestsuitedtotheHetaoirrigatedareainInnerMongoliasunflowercrops,JensenmodelbestsuitedtotheHetaoirrigatedareainInnerMongoliawheatcrop,MinhasmodelbestsuitedtotheHetaoirrigatedareainInnerMongoliaofcorncrops.Keywords:deficitirrigationmodelofresponsetowatersunflowermaizewheat目錄1引言 1引言1.1研究背景及意義1.1.1背景內(nèi)蒙古河套灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水的供需矛盾隨著黃河水資源的日趨不足在逐漸加劇。針對缺水這個嚴(yán)酷的現(xiàn)實(shí)，如何擺脫因缺水給河套灌區(qū)農(nóng)業(yè)帶來的諸多不利影響，如何保持農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定與發(fā)展，是河套地區(qū)當(dāng)前面臨的一個嚴(yán)峻而又需要等待解決的問題。節(jié)約用水成為河套當(dāng)今和未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的必經(jīng)之路，之后河套農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的鞏固與發(fā)展的根本出路在于節(jié)水灌溉。節(jié)水的方式和方法有很多，但哪一種適合河套灌區(qū)現(xiàn)在的條件，又會產(chǎn)生什么樣的結(jié)果？至今還未有人給出圓滿的解答。根據(jù)灌區(qū)現(xiàn)今農(nóng)業(yè)灌溉用水中出現(xiàn)的實(shí)際問題，并結(jié)合農(nóng)業(yè)灌溉土地的現(xiàn)狀及傳統(tǒng)的灌溉方式，對非充分灌溉節(jié)水尚需盡快開展研究的一個重要課題。作物非充分灌溉試驗(yàn)研究的主要內(nèi)容是探討非充分灌溉條件下產(chǎn)生的水分虧卻與作物生長發(fā)育及產(chǎn)量的關(guān)系，其中最主要的是作物水分生產(chǎn)函數(shù)和作物—水模型，同時也探討在非充分灌溉條件下，作物需水情況與經(jīng)濟(jì)效益情況等。對作物－水模型的試驗(yàn)研究工作國外起于60年代，起初稱“作物模型”，70年代后期改稱“時間水分生產(chǎn)函數(shù)”，直到1990年在巴西召開的專題會議正式使用作物－水模型（MCRW）。國際上與生命科學(xué)有關(guān)的許多學(xué)科從不同角度對MCRW進(jìn)行了大量研究，ICIDMCRW專門會議（1993）認(rèn)為：雖然有許多變量可以用來抽象和量化作物生產(chǎn)過程的用水量，但最重要的三個變量是：作物騰發(fā)量ET、農(nóng)田補(bǔ)充灌水量M和土壤含水率，公認(rèn)ET是最嚴(yán)密和最有潛力的代表變量。國外常見的作物－水模型有：Jensen、Minhas、Blank、Stewart和Singh五種作物-水模型。國內(nèi)至今一直引用以上5種模型。就研究程度來說國外研究的多些，國內(nèi)研究的則較少。但其研究成果都偏重于基礎(chǔ)理論方面，而實(shí)際應(yīng)用方面的研究成果卻很少。符合河套地域特征的研究至今未見報道。根據(jù)世界各地經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)出的水分生產(chǎn)函數(shù)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ碗m然簡單實(shí)用，但只適用于模型形成的特定條件，而使用相對騰發(fā)量()與相對產(chǎn)量()的無量綱函數(shù)則具有趨于作為通用模型的最佳自變量的優(yōu)點(diǎn)，可以在土壤和氣候條件相差較大的不同地理區(qū)具有一定程度的時域和地域穩(wěn)定性。本論文研究適合河套地區(qū)的玉米，小麥，葵花3種作物的作物－水模型。1.1.2意義灌溉用水是水資源的最大用戶，占世界水資源利用量的70％，占我國水資源利用量的85％，灌溉用水量大，節(jié)水潛力也最大。壓縮灌溉用水所占比例稱為世界發(fā)達(dá)國家水資源重新非配的必然趨勢。目前水資源問題在很大程度上是農(nóng)業(yè)與工業(yè)和其他部門之間的矛盾，灌溉用水在時空上與水土資源之間的矛盾。農(nóng)業(yè)節(jié)水為工業(yè)及其他部門用水提供方便，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有著重大的意義，節(jié)水灌溉稱為我國水資源利用的必由之路。21世紀(jì)我國農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的供水危機(jī)比任何時期都嚴(yán)峻。在農(nóng)業(yè)用水總量只能是零增長甚至是負(fù)增長的情況下要大幅度提高灌溉水的利用率、產(chǎn)出率及擴(kuò)大灌溉面積、提高灌溉保證率，只能靠進(jìn)一步挖掘農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)我國農(nóng)業(yè)灌溉情況，必須突破傳統(tǒng)灌溉理論，通過采用新理論、新技術(shù)，發(fā)展規(guī)模化農(nóng)業(yè)灌溉用水，利用作物－水模型科學(xué)的最優(yōu)分配有限水量，是傳統(tǒng)灌溉理論的最新突破。1.2目標(biāo)在農(nóng)業(yè)供水不足，采用非充分灌溉的情況下，如何在作物的不同生育階段，不同作物間科學(xué)合理的分配有限的灌溉水，使缺水造成的損失減少到最低程度，確立適合河套灌區(qū)的作物－水模型是開展設(shè)計(jì)研究項(xiàng)目的目的。由于作物產(chǎn)量不僅取決于作物生長期的灌水量，還取決于作物產(chǎn)量在生長期內(nèi)時間上、數(shù)量上的分配，因此，利用作物－水模型最優(yōu)配置有限水，就在最大程限度節(jié)約作物生長期灌水量前提下，尋求作物全生長期的最佳灌水次數(shù)、灌水時間、灌水定額，使農(nóng)作物產(chǎn)量減少程度降到最低，提高水分生產(chǎn)效率。開展適應(yīng)河套地區(qū)作物－水模型試驗(yàn)確認(rèn)的根本目的是在于節(jié)水，通過探求作物在不同生長時期缺水以及不同程度的缺水對生長及產(chǎn)量的影響，尋找一條把農(nóng)業(yè)灌溉用水真正節(jié)約下來的途徑。1.3內(nèi)容本論文內(nèi)容分6部分具體如下：1．對試驗(yàn)基礎(chǔ)資料進(jìn)行整編，包括：試驗(yàn)地區(qū)地理位置、土壤情況及氣象資料；2．對不同試驗(yàn)處理的玉米，小麥，葵花三種作物的生育階段土壤水分變化及水分脅迫進(jìn)行分析；3．不同試驗(yàn)處理的玉米，小麥，葵花三種作物的生育階段水量平衡與實(shí)際騰發(fā)量計(jì)算；4．對具有代表性的5種作物－水模型敏感性指標(biāo)多元回歸計(jì)算；5．玉米，小麥，葵花3種作物的作物－水模型敏感性指標(biāo)合理性與敏感階段分析；6．玉米，小麥，葵花3種作物的作物水模型的回歸精度分析與確認(rèn)。2試驗(yàn)區(qū)基本情況2.1地理位置試驗(yàn)區(qū)設(shè)在位于臨河市東郊的曙光試驗(yàn)站內(nèi)，供試驗(yàn)使用的土地和試驗(yàn)輔助設(shè)施符合全國灌溉試驗(yàn)規(guī)范上的要求標(biāo)準(zhǔn)，具備開展作物灌溉制度，作物需水量及作物非充分灌溉試驗(yàn)等方面研究工作的條件。地理位置：東經(jīng)107°24′，北緯40°46′，地面高程1039.4—1039.9m。2.2土壤情況試驗(yàn)區(qū)內(nèi)土壤屬黃河灌淤土，土層明顯，厚薄不均，一米深度的土層分布為：0-60cm為粉質(zhì)粘土，60-80cm為輕壤土，并拌有很薄的粘土夾層，80cm以下為粉沙細(xì)紗等。0-100cm土壤持水量21.16%-31.10%，土壤容重1.25-1.48g/cm3,土壤比重2.67-2.72，土壤空隙度43.5%-50.4%。2.3氣象資料根據(jù)臨河地區(qū)30年氣象資料統(tǒng)計(jì)：多年平均氣溫6.9℃，0-20cm土層深度平均氣溫9.4℃，風(fēng)速2.7m/s，日照時數(shù)3189小時，相對濕度51%，氣壓898.2mb，土壤最大凍結(jié)深度1.31m,無霜期160天（最長180天，最短129天），降水量142.1mm，蒸發(fā)量2306.5mm。玉米生育期（5-9月中旬），歷年平均降雨量110mm，占年降雨量的77.4%?？ㄉ跒椋?月初-8月下旬），歷年平均降水量90mm，占多年平均降雨量的63.3%。經(jīng)實(shí)測：1999年玉米全生育期降水量為58.7mm，實(shí)際降水日期和各次降水量詳見表1。表1降雨資料（mm）620.68月1.56月1.58月8.66月18月2.56月1.38月27月12.39月2.88月4.63試驗(yàn)過程3.1試驗(yàn)方法采用田間對比試驗(yàn)法。實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作：所選的試驗(yàn)場地氣候、土壤和水分狀況等方面都具有代表性，該試驗(yàn)地安排在由灌溉作物圍繞的農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)，其附近的地形條件沒有大的變化地勢平坦，排水通暢，不易受灌水或澇漬的影響。取水方便，試驗(yàn)場地的土壤肥力水平均勻，四周無高大建筑。3.2處理設(shè)計(jì)3.2.1生育階段劃分河套灌區(qū)玉米，葵花，小麥生育階段劃分見表2，表3，表4。表2玉米生育階段劃分日期4.29～6.196.20～7.97.10～7.297.30～8.198.20～9.20序號ⅠⅡⅢⅣⅤ生育階段播種～拔節(jié)拔節(jié)～喇叭口喇叭口～抽穗抽穗～灌漿灌漿～成熟表3葵花生育階段劃分日期4.28～6.156.16～7.57.6～7.247.25～8.198.20～8.苗期序號ⅠⅡⅢⅣⅤ生育階段播種～苗期拔節(jié)～現(xiàn)蕾現(xiàn)蕾～開花開花～灌漿灌漿～成熟表4小麥生育階段劃分日期3.31～4.305.1～5.245.25～6.156.16～6.307.1～7.18序號ⅠⅡⅢⅣⅤ生育階段播種～發(fā)芽發(fā)芽～拔節(jié)拔節(jié)～抽穗抽穗～灌漿灌漿～收獲3.2.2試驗(yàn)處理參照作物的生育階段，將全生育期劃分為九個時段，然后按各階段不同的缺水程度組合成試驗(yàn)處理。九個時段劃分：①充分灌水（對比試驗(yàn)）②一水灌1/2③一水不灌④二水灌1/2⑤二水不灌⑥三水灌1/2⑦三水不灌⑧四水灌1/2⑨四水不灌，灌溉制度，具體見表5，表6，表7。表5河套灌區(qū)玉米非充分灌溉實(shí)驗(yàn)處理（m3/畝）處理灌水一次灌水二次灌水三次灌水四次灌水灌溉定額灌水次數(shù)00Y165455535200400Y232.5455535167.5400Y30455535135300Y46522.55535177.5400Y56505535155300Y6654527.535172.5400Y76545035145300Y865455517.5182.5400Y965455501653表6河套灌區(qū)小麥非充分灌溉實(shí)驗(yàn)處理（m3/畝）處理灌水一次灌水二次灌水三次灌水四次灌水灌溉定額灌水次數(shù)00M160506050200400M230506050167400M30506050160300M460256050195400M56006050170300M660503050190400M76050050160300M860506025195400M960506001703表7河套灌區(qū)葵花非充分灌溉實(shí)驗(yàn)處理（m3/畝）處理灌水一次灌水二次灌水三次灌水四次灌水灌溉定額00K16555453520000K232.5554535177.500K3055453513500K46527.54535172.500K5650453514500K6655522.535177.500K7655503515500K865554517.5182.500K965554501653.2.3田間布置設(shè)計(jì)由于所選地區(qū)地下水埋深大于3米，所以可以直接在小區(qū)中試驗(yàn)，由于玉米全生育期內(nèi)歷年降雨量很小，不必設(shè)防雨棚。每小區(qū)面積可以稍大，試驗(yàn)小區(qū)的凈面積取11m×3.7m=40.7m2(0.06015畝)符合規(guī)范要求。試驗(yàn)小區(qū)東西兩側(cè)各設(shè)1m寬，南北兩測各設(shè)0.4m的保護(hù)帶，在試驗(yàn)場地的兩端設(shè)置寬度為2.5m的保護(hù)區(qū)以防止因灌水引起的相互側(cè)滲和邊行優(yōu)勢對試驗(yàn)的影響。3.3主要測定內(nèi)容3.3.1土壤水分測定采用經(jīng)典法進(jìn)行測定。從玉米播種的前一天或播種的當(dāng)日開始，以后每隔10天測定一次測定收獲。測定土層深度為100cm。具體觀測結(jié)果見表8，表9，表10。表8玉米非充分灌區(qū)0-100cm土壤含水率(%)充分灌水00Y1第一水灌1/200Y2第一水不灌00Y3第二水灌1/200Y4第二水不灌00Y5第三水灌1/200Y6第三水不灌00Y7第四水灌1/200Y8第四水不灌00Y9420.9323.5221.5522.6920.9622.2820.6222.6621.49520.6522.0120.8921.6420.5220.5721.0221.8121.27519.7020.8119.7219.9120.3920.6120.6819.3020.23520.9120.3419.6017.9019.1420.1019.4920.1820.41620.4620.6618.9720.3219.7320.0620.6820.7718.82618.0319.5118.1319.4317.8118.5717.7118.8117.72灌65m3/畝24.9422.9718.1326.3424.7225.4024.6225.7224.63620.1317.5017.6820.0122.3217.8519.5818.9419.06718.3618.0716.2720.2718.4818.3618.2918.9618.49灌45m3/畝23.1522.8621.0622.6618.4823.1523.0823.7523.28717.8417.4216.5718.7514.5015.9915.9417.1414.86717.6114.0014.3915.3714.5014.7514.7514.7414.23灌35m3/畝23.4620.2520.2421.2220.3517.6814.7520.5920.08823.4221.9720.5622.0917.6020.7615.2020.5519.48815.6315.3215.5915.0714.8813.0311.6315.3114.85灌35m3/畝19.3519.0419.3118.7918.6016.7515.3517.1714.85817.4815.0612.8618.3516.0014.9913.4213.1112.39915.9013.5911.8814.6712.2413.3110.9012.7011.72911.9313.4811.2311.6310.5311.8510.0112.1211.24表9葵花非充分灌區(qū)0-100cm土壤含水率(%)充分灌水00K1第一水灌1/200K2第一水不灌00K3第二水灌1/200K4第二水不灌00K5第三水灌1/200K6第三水不灌00K7第三水灌1/200K8第三水不灌00K9423.1023.1222.6724.0823.6123.2023.5022.8522.88521.3322.0821.9622.3521.6321.9022.5222.2122.29521.5421.0020.4120.7121.7621.1721.3220.8520.37521.4620.9520.8520.9120.6919.5621.4320.7719.90621.3419.8220.6521.5219.3520.3820.8421.3520.92620.1119.8520.0120.4820.3220.2020.7120.1119.40灌60m3/畝27.0223.3120.0127.1727.1727.1127.1727.0226.31621.1721.1420.0922.9120.3819.8821.5721.6419.99719.1518.2317.7219.9819.8418.6319.3518.4717.84灌55m3/畝25.0024.0823.5722.9119.8424.4825.2024.3223.69716.1215.4916.1516.6017.0717.1117.0715.1117.13711.6310.7111.3411.7611.0211.7513.2611.1410.29灌45m3/畝16.4215.5016.1316.5515.8114.1413.2615.9315.08815.6415.0615.2015.9615.6013.2913.0315.0114.32灌35m3/畝19.3618.7818.9219.6819.3217.0116.7516.8714.32813.5614.3112.6114.8413.6012.4612.1814.5814.11810.3711.0710.1312.6810.9010.9910.2011.079.91表10小麥非充分灌區(qū)0-100cm土壤含水率(%)充分灌00M1第一水灌1/200M2第一水不灌00M3第二水灌1/200M4第二水不灌00M5第三水灌1/200M6第三水不灌00M7第四水灌1/200M8第四水不灌00M9323.9425.0624.2225.8725.3725.0825.7924.0924.19424.1722.9524.3123.7524.4125.1024.6623.8823.07421.9722.9422.9723.6622.7922.5525.2022.7021.25421.3321.5421.4722.2121.9522.5822.1620.4621.28灌60m3/畝27.1724.7321.4727.1727.1727.1727.1726.8427.17521.7322.5821.1422.0724.3923.1523.2622.1522.48520.0320.6819.6420.3022.0222.3119.9620.7319.19519.5319.8818.3618.9220.4319.3019.2619.1020.01灌50m3/畝24.8525.2023.6821.5820.4324.6224.5824.4225.33521.5822.2822.7522.7320.2123.9022.9322.6222.886月21.7721.2121.2721.1020.2621.8921.6020.6820.93617.4617.5017.1417.5618.3717.6217.3416.9617.98灌60m3/畝23.8423.8823.5223.9424.7520.8117.3423.3424.36619.5020.4720.5419.3220.6618.3518.0619.8719.90617.5617.9017.5817.7818.2316.3715.8417.8618.91灌50m3/畝22.8823.2222.9023.1023.5521.6921.1620.5218.91720.3820.3618.3720.8522.0919.9721.4519.7819.16714.5915.7814.4615.1716.6814.5714.9813.9914.283.3.2產(chǎn)量對產(chǎn)量測定見表11，表12，表13表11玉米產(chǎn)量（單位kg/畝）處理00Y100Y200Y300Y400Y500Y600Y700Y800Y9產(chǎn)量588.63521.18507.46534.49503.71509.98449.02509.64518.11表12小麥產(chǎn)量（單位kg/畝）處理00M100M200M300M400M500M600M700M800M9產(chǎn)量431.59395.47246.71397.30284.05363.64295.68404.04280.99表13葵花產(chǎn)量（單位kg/畝）處理00K100K200K300K400K500K600K700K800K9產(chǎn)量315.34304.83270.56280.11262.30294.38278.75303.47298.75注：以上數(shù)值為3組試驗(yàn)的平均值3.3.3用水要求試驗(yàn)用水水源為井水，用管道輸送，水表量測水量，嚴(yán)格按照灌水設(shè)計(jì)的水量控制，不得超越，灌水量見表5，表6，表7。4試驗(yàn)情況試驗(yàn)結(jié)果與分析4.1灌水前后土壤含水率對比經(jīng)過二零零零年對3種作物進(jìn)行非充分灌溉試驗(yàn)取得主要結(jié)果見表14，表15，表16。表14玉米分充分灌區(qū)0-100cm灌前灌后土壤含水率對比(%)作物種類處理第一水第二水第三水第四水第五水初末初末初末初末初末玉米00Y120.9318.0324.9418.3623.1517.6123.4615.6319.3511.9300Y223.5219.5122.9718.0722.8614.420.2515.3219.0413.4800Y321.5518.1318.1316.2721.0614.3920.2415.5919.3111.2300Y422.6919.4326.3420.2722.6615.3721.2215.0718.7911.6300Y520.9617.8124.7218.4818.4814.520.3514.8818.610.5300Y622.2818.5725.418.3623.1514.7517.6813.0316.7511.8500Y720.6217.7124.6218.2923.0814.7514.7511.6315.3510.0100Y822.6618.8125.7218.9623.7514.7420.5915.3117.1712.1200Y921.4917.7224.6318.4923.2814.2320.0814.8514.8511.24表15小麥分充分灌區(qū)0-100cm灌前灌后土壤含水率對比(%)作物種類處理第一水第二水第三水第四水第五水初末初末初末初末初末小麥00M123.9421.3327.1719.5324.8517.4923.8417.5622.8814.5900M225.0621.5424.7319.8825.2017.5023.8817.9023.2215.7800M324.2221.4721.4718.3623.6817.1423.5217.5822.9014.4600M425.8722.2127.1718.9221.5817.5623.9417.7823.1015.1700M525.3721.9521.1720.4320.4318.3724.7518.2323.5516.6800M625.0822.5827.1719.3024.6217.6220.8116.3721.6914.5700M725.7922.1627.1719.2624.5817.3417.3415.8421.1614.9800M824.0920.4626.8419.1024.4216.9623.3417.8620.5213.9900M924.1921.2827.1720.0125.3317.9824.3618.9118.9114.28表16葵花分充分灌區(qū)0-100cm灌前灌后土壤含水率對比(%)作物種類處理第一水第二水第三水第四水第五水初末初末初末初末初末葵花00K123.1020.1127.0219.1525.00219.3613.5610.3700K223.1219.8523.3118.2324.0810.7115.5018.7814.3111.0700K322.6720.0120.0117.7223.5711.3416.1318.9212.6110.1300K424.0820.4827.1719.9822.9111.7616.5519.6814.8412.6800K523.6120.3227..1719.8419.8411.0215.8119.3213.6010.9000K623.2020.2027.1118.6324.4811.7514.1417.0112.4610.9900K723.5020.7127.1719.3525.2013.2613.2616.7512.1810.2000K822.8520.1127.0218.4724.3211.1415.9316.8714.5811.0700K922.8819.4026.3117.8423.6910.2915.0814.3214.119.914.2△W的計(jì)算利用灌前灌后含水率可以計(jì)算△W,利用公式：（4-1）式中H——代表代表地下含水層深度，取100cm;——試驗(yàn)區(qū)土壤干容重，取3/413/41.1cmg計(jì)算結(jié)果見表17表18，表19。表17玉米△W計(jì)算結(jié)果（m3/畝）ⅠⅡⅢⅣⅤ充分灌水00Y1-40.89-92.78-78.11-110.40-104.62第一水灌1/200Y2-56.54-69.09-124.93-69.51-78.40第一水不灌00Y3-48.22-26.23-94.05-65.57-113.93第二水灌1/200Y4-45.97-85.59-102.79-86.72-100.96第二水不灌00Y5-44.42-87.98-56.12-77.13-113.79第三水灌1/200Y6-52.31-99.26-118.44-65.57-69.09第三水不灌00Y7-41.03-89.25-117.45-43.99-75.29第四水灌1/200Y8-54.29-95.32-127.04-74.45-71.21第四水不灌00Y9-53.16-86.57-127.61-73.74-50.90表18小麥△W計(jì)算結(jié)果（m3/畝）ⅠⅡⅢⅣⅤ充分灌水00M1-36.80-107.72-104.20-88.55-116.89第一水灌1/200M2-49.63-68.39-108.57-84.32-104.90第一水不灌00M3-38.78-43.85-92.21-83.75-119.00第二水灌1/200M4-51.61-116.33-56.68-86.86-111.81第二水不灌00M5-48.22-95.03-29.05-91.93-96.87第三水灌1/200M6-35.25-110.97-98.70-62.60-100.39第三水不灌00M7-51.18-111.53-102.08-21.15-87.14第四水灌1/200M8-51.18-109.13-105.19-77.27-92.07第四水不灌00M9-41.03-100.96-103.64-76.85-65.28表19葵花△W計(jì)算結(jié)果（m3/畝）ⅠⅡⅢⅣⅤ充分灌水00K1-42.16-110.97-188.52-11.00-126.76第一水灌1/200K2-46.11-71.63-188.52-6.20-108.71第一水不灌00K3-37.51-32.29-172.44-13.11-123.94第二水灌1/200K4-50.76-101.38-157.22-8.32-98.70第二水不灌00K5-46.39-103.35-124.36-2.96-118.72第三水灌1/200K6-42.30-119.57-179.49-11.99-84.88第三水不灌00K7-39.34-110.26-168.35-3.24-92.36第四水灌1/200K8-38.63-120.56-185.84-12.97-81.78第四水不灌00K9-49.07-119.43-188.94-10.72-62.184.3蒸騰量的計(jì)算利用水量平衡方程：（4-2）式中P——為降雨量；m——為灌水量。得到WmPETaWmPETa由于所測的土壤體積含水率是在灌水之后測定的，所以公式中m已經(jīng)包含在得到（4-4）由于第一階段的水分來源于去年的灌水，所以計(jì)算中不計(jì)第一階段，計(jì)算結(jié)果見表20，表21，表22。表20玉米實(shí)際蒸騰量計(jì)算ⅠⅡⅢⅣⅤY(kg/畝)充分灌水00K165.29105.0878.11129.60107.42588.63第一水灌1/200K280.9481.39124.9388.7181.20521.18第一水不灌00K372.6238.5394.0584.77116.73507.18第二水灌1/200K470.3797.89102.79105.92103.76534.49第二水不灌00K568.82100.2856.1296.33116.59503.71第三水灌1/200K676.71111.56118.4484.7771.89509.98第三水不灌00K765.43101.55117.4563.1978.09449.02第四水灌1/200K878.69107.62127.0493.6574.01509.64第四水不灌00K977.5698.87127.6192.9453.70518.11表21小麥實(shí)際蒸騰量計(jì)算ⅠⅡⅢⅣⅤY(kg/畝)充分灌水00K136.80107.72127.3089.85129.19413.59第一水灌1/200K249.6368.39131.6785.62117.20395.47第一水不灌00K338.7843.85115.3185.05131.30246.71第二水灌1/200K451.61116.3379.7888.16124.11397.30第二水不灌00K548.2295.0352.1593.23109.17284.05第三水灌1/200K635.25110.97121.8063.90112.69363.64第三水不灌00K751.18111.53125.1822.4599.44295.68第四水灌1/200K851.18109.13128.2978.57104.37404.04第四水不灌00K941.03100.96126.7478.1577.58280.99表22葵花實(shí)際蒸騰量計(jì)算ⅠⅡⅢⅣⅤY(kg/畝)充分灌水00K165.26124.57188.5230.20126.76315.34第一水灌1/200K269.2185.23188.5225.40108.71304.83第一水不灌00K360.6145.89172.4432.31123.94270.56第二水灌1/200K473.86114.98157.2227.5298.70280.11第二水不灌00K569.49116.95124.3622.16118.72262.30第三水灌1/200K665.40133.17179.4931.1984.88294.38第三水不灌00K762.44123.86168.3522.4492.36278.75第四水灌1/200K861.73134.16185.8432.1781.78303.47第四水不灌00K972.17133.03188.9429.9262.18298.755.作物水模型的確認(rèn)分析5.1作物-水模型作物水模型（ModelofCropResponseToWater,簡寫為MCRW）是非充分灌溉中的核心內(nèi)容，對非充分灌溉應(yīng)用于實(shí)際有著非常重要的指導(dǎo)意義。表征投入有效水量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量之間數(shù)量關(guān)系。眾多的作物水模型歸納起來分兩大類：第一類是以作物耗水（作物蒸騰量或騰發(fā)量）為變量，尋找不同生育階段不同程度的水分虧缺與產(chǎn)量的關(guān)系，該模型是研究總的農(nóng)田供水狀況與作物產(chǎn)量的經(jīng)驗(yàn)型關(guān)系；第二類是建立作物生長過程不同農(nóng)田水分狀況與干物質(zhì)累積量之間的關(guān)系，反映作物生長與水分供應(yīng)的機(jī)理型關(guān)系。本設(shè)計(jì)集中對第一類進(jìn)行研究。對于第一類模型，表征水分變化的自變量是相對騰發(fā)量或相對騰發(fā)虧缺量，表征因變量的產(chǎn)量變化是相對產(chǎn)量或相對減產(chǎn)量,模型依其結(jié)構(gòu)關(guān)系分為加法模型、乘法模型兩類。本設(shè)計(jì)選擇了六個國際上常見的作物水模型進(jìn)行確認(rèn)分析，見表8。加法模型中的與乘法模型中的,為作物敏感指標(biāo)，數(shù)值大小反映作物對水分的敏感程度。敏感指標(biāo)越大，作物對水分的敏感程度越大；敏感指標(biāo)越小，作物對水分的敏感程度越小。表23常見作物--水模型的表達(dá)式名稱作物--水模型JensenniiETmETaYmYa1)(MinhasiionibioETmETaaYmYa111BlankiiniiETmETakYmYa1'StewartiiniiETmETaKYmYa111SinghobiniiETmETaKYmYa1115.2作物水模型的確認(rèn)5.2.1作物水模型確認(rèn)內(nèi)容模型的確認(rèn)即確認(rèn)（Validation）一個模型是否對現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)作準(zhǔn)確描述。主要應(yīng)通過輸出分析，判別能否按預(yù)期的要求執(zhí)行并接受客觀實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，涉及模型特性及參數(shù)模擬是否正確，主要通過模擬認(rèn)別加以確認(rèn)。作物因受旱機(jī)理復(fù)雜，環(huán)境影響因子多，許多因子目前難以控制和測量。作物水模型具有明顯的地域和時域特征。作物水模型的確認(rèn)就是利用利用作物田間試驗(yàn)資料，求得模型的敏感指標(biāo)，在輸出分析的基礎(chǔ)上，較準(zhǔn)確作物產(chǎn)量與各階段水分的之間的對應(yīng)關(guān)系，涉及模型特征和參數(shù)是否合理兩個方面的內(nèi)容。5.2.2作物水模型的確認(rèn)準(zhǔn)則對于初步篩選的模型或新建模型，在其他各準(zhǔn)則同等條件下選優(yōu)進(jìn)行如下確認(rèn)評價：（1）顯著性高，敏感指數(shù)回歸檢驗(yàn)要求具有較高的顯著性，避免產(chǎn)生大的模擬預(yù)測誤差，以保證模型的準(zhǔn)確度，方差分析要求達(dá)到α=0.05以上顯著水平；（2）在滿足臨界相關(guān)系數(shù)要求下，具有較高的全相關(guān)系數(shù)R；（3）敏感系數(shù)λ?一般不出現(xiàn)負(fù)值，如果出現(xiàn)負(fù)值，表明作物在缺水條件下，產(chǎn)量反而增加。這種現(xiàn)象在作物生理或栽培的某些特殊階段，如蹲苗期，缺水有利于作物根系發(fā)育而增產(chǎn)，故負(fù)值可以理解，但是若敏感指數(shù)出現(xiàn)在其他階段則無法解釋；（4）模型敏感性指標(biāo)的變化規(guī)律與試驗(yàn)水文年的氣象變化、作物需水規(guī)律，最敏感階段（?）的λ?與需水臨界期基本一致。（5）當(dāng)兩種模型在產(chǎn)量預(yù)測中具有相近精度時，應(yīng)根據(jù)非充分灌溉的管理目標(biāo)與優(yōu)化分析要求，即求解時數(shù)值計(jì)算方法的難易與效率決定選取。此項(xiàng)要求只針對非充分灌溉管理的實(shí)用性而言，并不涉及作物-水模型的本質(zhì)。5.2.3作物-水模型的確認(rèn)程序首先對試驗(yàn)資料進(jìn)行方差分析，確定水分虧缺水平的不同是造成試驗(yàn)差異的主要原因，不同水平缺水對產(chǎn)量變化有顯著影響，以判斷試驗(yàn)樣本具備作物-水模型確認(rèn)的條件。然后按作物-水模型的內(nèi)容和準(zhǔn)則要求進(jìn)行作物-水模型的確認(rèn)。作物-水模型確認(rèn)通用程序見圖1試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫模型庫敏感指數(shù)推求敏感指數(shù)回歸檢驗(yàn)、階段分配分析不顯著、不合理選定模型顯著、合理理舍棄圖1作物-水模型確認(rèn)通用程序圖5.2.4作物水模型的確認(rèn)利用非充分灌溉試驗(yàn)得到的作物在不同處理下各生育階段的土壤濕度及降雨資料，利用水量平衡方程計(jì)算出各生育階段實(shí)際的作物騰發(fā)量,以充分灌溉00K1處理下的實(shí)際騰發(fā)量作為最大騰發(fā)量,分別與各試驗(yàn)處理的實(shí)際產(chǎn)量和組成一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。經(jīng)過數(shù)學(xué)演繹的適當(dāng)變換，均可化為多元線性回歸方程，利用最小二乘法的原理求回歸系數(shù)的最優(yōu)解，從而求解各模型的敏感系數(shù)，對敏感指數(shù)進(jìn)行回歸檢驗(yàn)、階段分配分析。本設(shè)計(jì)采用EXCEL電子表格進(jìn)行計(jì)算。以下對模型確認(rèn)中涉及到的原理、方法做一詳細(xì)敘述：最小二乘法原理在實(shí)際問題中，從觀察數(shù)據(jù)，i=1,2,3,…,N去預(yù)測函數(shù)的表達(dá)式，即根據(jù)給定的一組數(shù)據(jù)點(diǎn)去描繪曲線的近似圖象。所給數(shù)本身不一定可靠，個別數(shù)據(jù)的誤差甚至可能很大，但給出的數(shù)據(jù)很多，所以曲線擬合要從一堆看上去雜亂無章的數(shù)據(jù)中找出規(guī)律，設(shè)法構(gòu)造一條曲線，反映所給數(shù)據(jù)點(diǎn)的總趨勢，消除所給數(shù)據(jù)的局部波動。直線擬合中，對于所給數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)盡可能的通過擬合直線，要求近似的有i=1,2,…,N,設(shè)i=1,2,…,N表示按擬合直線求得的近似值，一般地，它不同于實(shí)測值，兩者之差，稱為殘差，殘差的大小是衡量擬合好壞的重要?；谝韵聹?zhǔn)則：來選取擬合曲線的方法稱為曲線擬合的最小二乘法。模型參數(shù)推求原理對于乘法或加法模型雖自變量結(jié)構(gòu)形式不同，經(jīng)過數(shù)學(xué)演繹的適當(dāng)變換，均可化為多元線性回歸方程，用上述最小二乘法原理求回歸系數(shù)的最優(yōu)解。假定因變量的估計(jì)值與多元自變量具有線性關(guān)系，則可以將各種加法和乘法模型轉(zhuǎn)化為多元線性回歸模型：(5-1)式中—回歸系數(shù)代表水分敏感指標(biāo)（或）；可用多元回歸最優(yōu)化方法求得。對于本葵花作物非充分灌溉試驗(yàn)設(shè)計(jì)共有處理N組，其處理號為j=1，2，…，N，N即多元線性回歸的方程組數(shù)。作物生育階段劃分為n個階段，階段序號i=1，2，…，n。n即所求參數(shù)的維（元）數(shù)，由此構(gòu)成N組樣品的n維求解問題。在N組處理的全面設(shè)計(jì)中，必定含有一組“濕處理”（充分灌溉），作為水分供應(yīng)最佳狀態(tài)用以觀測生長極限值、達(dá)到目標(biāo)，其余8組均為“干處理”（非充分灌溉），即包含有各個生育階段（i）不同缺水程度的多個處理，作為劣態(tài)性（或稱破壞性）試驗(yàn)的對比觀測。為獲得唯一可行解，應(yīng)滿足N>n+1。為獲得最優(yōu)解，應(yīng)滿足N>>n的約束條件。設(shè)非充分灌溉試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、觀測j=N組處理（每組處理含3次重復(fù)），劃分i=n個階段，求得各階段的與相應(yīng)產(chǎn)量，共獲得N組、n維觀測數(shù)據(jù)列；由式（5-1），已設(shè)模型的Y與各自變量具有線性關(guān)系，即（5-2）式中Y——實(shí)際觀測值Y的估計(jì)值，對于的估計(jì)值為。由各個自變量的觀測值求各的估計(jì)值，為（5-3）展開即如下多元線性回歸方程組： （5-4）估計(jì)值與實(shí)際觀測之間總是具有誤差，則有以下誤差方程組： （5-5）若獲得方程(5-3)的總體估計(jì)中最接近，利用最小二乘法原理使?jié)M足總誤差Q最?。海?-6）即應(yīng)滿足方程組(5-5)中的各個方程(共N個)，先現(xiàn)在等式左、右平方而后相加，再分別令：(i=1,2,…,n)（5-7）可得到回歸系數(shù)的方程組式(5-8),稱正規(guī)方程組。即（5-8）式中——即的簡寫，表示對所有處理（樣品）N的求和；——第i個自變量所有樣品觀測（n個）的平均值，即——第i個自變量的第j組樣品觀測值；——因變量Y的第j組(或稱個)樣品的觀測值；——因變量Y所有樣品(共N個)觀測值的平均值，即觀測方程組（5-8）的系數(shù)，可知各方程求和號內(nèi)各個乘積的兩個因子的排列具有非規(guī)則整齊特點(diǎn)。方程組左邊的各個乘積之和組成一個的方陣；主對角線上的元素是各個自變量的離差平方和，即；主對角線元素以外的元素是各個自變量的離差乘積之和，即，其中i和k各表示一個自變量。方程右邊的各個乘積之和，分別是各個自變量與因變量的離差乘積之和，即。若令表示方程組左邊方程的各個元素，當(dāng)時，，k=1,2,…,n。令，i=1，2，…,n。則正規(guī)方程組(5-8)可改寫成常見的多元線性方程組，即：（5-9）或?qū)懗删仃嚪匠蹋?（5-10） 式中L——各自變量的離差矩陣，為對稱陣；——正規(guī)方程組的未知向量，即多元回歸方程的系數(shù)向量；——是各自變量和因變量Y的離差乘積之和組成的向量。正規(guī)方程組式（5-8）和式（5-9）或式（5-10）即多元線性回歸基本方程組，一般多元線性回歸問題即此類方程的求解。由N個方程組的n個變量的原問題，至此變成n個自變量和n個方程數(shù)的正規(guī)方程求解問題——標(biāo)準(zhǔn)問題，即可用熟知的高斯消去法原理，列主元素迭代求解。即可獲得作物各生育階段的敏感系數(shù)。參數(shù)顯著性檢驗(yàn)求得的參數(shù)需判別其自變量對因變量Y的影響是否顯著。換言之用的估計(jì)值Li作系數(shù)的回歸方程對任何一種田間試驗(yàn)結(jié)果是否有意義，對其統(tǒng)計(jì)測驗(yàn)的有效性評價稱顯著性檢驗(yàn)。對多元線性回歸問題，因有多個自變量，相關(guān)分析比較復(fù)雜，應(yīng)采用全相關(guān)系數(shù)（又稱復(fù)相關(guān)系數(shù)）R表征，定義為同時考慮所有自變量（xi）與因變量（Y）的總相關(guān)系數(shù)；或?qū)⑷我蛔宰兞浚▁i+1）作因變量，而將其余的自變量（xi）和原因變量（Y）都作為自變量所求的全相關(guān)系數(shù)。計(jì)算公式見表24。表24全相關(guān)系數(shù)R計(jì)算式λi（或Ki）顯著性檢驗(yàn)Yj回歸方程顯著性檢驗(yàn)R的顯著性檢驗(yàn)，檢查應(yīng)具有兩個自由度的全相關(guān)系數(shù)R檢驗(yàn)表。第一個自由度f1=n，即影響階段或影響因素自變量（）的個數(shù)。第二個自由度f2=N-1-n，即樣本單元數(shù)減1再減去自變量數(shù)?？捎肍檢驗(yàn)法判別，計(jì)算公式見式5-11。 （5-11）式中——稱大變量（分母）的自由度；——稱小變量（分子）的自由度；再查F表得一定條件下的臨界值，比較有以下幾種情況：當(dāng)可認(rèn)為的自變量對因變量的影響顯著，或回歸方程（5-3）的總回歸效果有意義。故多元回歸方程的有效性顯著（可信）。當(dāng)F<則認(rèn)為影響不顯著或回歸方程不可信（無意義）。并用的不同界限值區(qū)別顯著性程度。復(fù)相關(guān)系數(shù)R值和相關(guān)關(guān)系的顯著性F值，可用下式進(jìn)行計(jì)算互換： （5-12）5.2.5國際常見五種模型參數(shù)確認(rèn)應(yīng)用上述原理對作物水模型的敏感系數(shù)分別進(jìn)行確認(rèn)時，模型是以各階段（i）的相對騰發(fā)量或相對缺水量為自變量，以相對產(chǎn)量為因變量，現(xiàn)將，基本資料列與表25，表26，表27。表25玉米與計(jì)算表ⅠⅡⅢⅣⅤY充分灌水00K11.001.001.001.001.001.00第一水灌1/200K21.240.771.600.680.760.89第一水不灌00K31.110.371.200.651.090.86第二水灌1/200K41.080.931.320.820.970.91第二水不灌00K51.050.950.720.741.090.86第三水灌1/200K61.171.061.520.650.670.87第三水不灌00K71.000.971.500.490.730.76第四水灌1/200K81.211.021.630.720.690.87第四水不灌00K91.190.941.630.720.500.88表26小麥與計(jì)算表ⅠⅡⅢⅣⅤY充分灌水00K11.001.001.001.001.001.00第一水灌1/200K21.350.631.030.950.910.96第一水不灌00K31.050.410.910.951.020.60第二水灌1/200K41.401.080.630.980.960.96第二水不灌00K51.310.880.411.040.850.69第三水灌1/200K60.961.030.960.710.870.88第三水不灌00K71.391.040.980.250.770.71第四水灌1/200K81.391.011.010.870.810.98第四水不灌00K91.110.941.000.870.600.68表27葵花與計(jì)算表ⅠⅡⅢⅣⅤY充分灌水00K11.001.001.001.001.001.00第一水灌1/200K21.060.681.000.840.860.97第一水不灌00K30.930.370.911.070.980.86第二水灌1/200K41.130.920.830.910.780.89第二水不灌00K51.060.940.660.730.940.83第三水灌1/200K61.001.070.951.030.670.93第三水不灌00K70.960.990.890.740.730.88第四水灌1/200K80.951.080.991.070.650.96第四水不灌00K91.111.071.000.990.490.9M.E.Jensen模型用階段相對騰發(fā)量作為自變量與相應(yīng)階段（i）敏感性冪指數(shù)表征的M.E.Jensen（1968）模型。（5-13）式中的為作物不同階段缺水對產(chǎn)量的敏感性指數(shù)（冪指數(shù)型），i=1,2,…,n，生育階段劃分序號。由于ETa/ETm<1.0，一般，故值越大，將會使連乘后的Ya/Ym愈小。即表示對產(chǎn)量的影響愈大；反之愈小，會使Ya/Ym愈大，即表示對產(chǎn)量的影響愈小。因此，對于Jensen模型中的大者稱敏感性大的生育階段，小者稱敏感性小的生育階段。成為乘法模型的關(guān)鍵性參數(shù)。為將其轉(zhuǎn)換為回歸模型，將模型左右兩邊同時取自然對數(shù)，并且令，，得到：具體計(jì)算過程同5.2.4中所講，為了盡快得到各個參數(shù)，我們可以利用MicrosoftExcel計(jì)算。Minhas模型用階段相對缺水量作自變量與相應(yīng)階段冪指數(shù)表征的B.Minhas，K.Parikhm和N.SrinivaSan（1974）模型，簡稱Minhas模型。（5-14）式中——自變量的冪指數(shù)（常數(shù)），Minhas等人認(rèn)為；——在文獻(xiàn)中未作具體解釋，但從以上關(guān)系的轉(zhuǎn)換理解，可以為是實(shí)際虧水量以外的其他因素對Ya/Ym的訂正系數(shù)，。由于0<ETa/ETm<1.0，0<(1-ETa/ETm)2<1.0,0<1-(1-ETa/ETm)2<1.0,一般，故值越大，將會使連乘后的Ya/Ym愈小。即表示對產(chǎn)量的影響愈大；反之愈小，會使Ya/Ym愈大，即表示對產(chǎn)量的影響愈小。因此，對于Minhas模型中的大者稱敏感性大的生育階段，小者稱敏感性小的生育階段。成為乘法模型的關(guān)鍵性參數(shù)。為將其轉(zhuǎn)換為回歸模型，將模型左右兩邊同時取自然對數(shù)，并且令，，得到：計(jì)算方法同Jensen模型。Blank模型用階段相對騰發(fā)量為自變量及相應(yīng)階段（i）的敏感系數(shù)乘積表征的H.Blank（1975）模型。（5-15）式中為作物不同階段（i）缺水對產(chǎn)量的敏感性系數(shù)（乘函數(shù)型），i=1,2,…,n，生育階段劃分序號，從式（5-4）比較可知，由于ETa/ETm<1.0，，故值愈大，將會使各階段影響連加后的Ya/Ym愈大，即表示對產(chǎn)量的影響愈小。反之值愈小，即表示該階段缺水相對產(chǎn)量影響愈大。因此對Blank模型中的大者稱敏感性小的生育階段，小者稱敏感性大的生育階段，成為加法模型的關(guān)鍵性參數(shù)。為將其轉(zhuǎn)換為回歸模型，直接令，，得到：計(jì)算方法同Jensen模型。Stewart模型用階段相對缺水量作自變量及相應(yīng)階段（i）的敏感系數(shù)乘積表征的J.I.Stewart等人（1976）提出的加法模型，簡稱Stewart模型。其原式為：（5-16）（5-17）經(jīng)過改寫后為：（5-18）式中的，即產(chǎn)生影響系數(shù)。他們發(fā)現(xiàn)在加法模型中，若某生育階段（i）的前一個階段（i-1）有的缺水，即小于，則i階段的值還會受到前期（i-1）缺水的后遺性影響，稱為滯后影響，首先揭示了加法模型中的值并非獨(dú)立地僅取決于本階段（i）的缺水影響。為將其轉(zhuǎn)換為回歸模型，直接令，，得到：計(jì)算方法同Jensen模型。Singh模型用階段相對缺水量及經(jīng)驗(yàn)冪指數(shù)做自變量和相應(yīng)階段（i）的敏感性系數(shù)乘積表征的P.Singh(1987)模型。（5-19）式中——Singh等人認(rèn)為的經(jīng)驗(yàn)值，。為將其轉(zhuǎn)換為回歸模型，直接令，，得到：計(jì)算方法同Jensen模型。5.2.6模型比較確認(rèn)表28葵花五種國際常見的作物水模型敏感指數(shù)匯總表模型苗期-現(xiàn)蕾現(xiàn)蕾-開花開花-灌漿灌漿-收獲R2FJensen0.1040.4230.0280.1050.9210.96Minhas0.0320.1800.0950.0100.908.75Blank0.1350.494-0.0160.1410.9211.40Stewart0.1350.494-0.0160.1410.9211.40Singh0.2520.9370.7040.1710.773.40Blank模型和Stewart模型的敏感系數(shù)都在開花-灌漿這一生育階段出現(xiàn)負(fù)值，出現(xiàn)負(fù)值表明產(chǎn)量隨缺水而增加，不合理將兩個模型排除。Jensen模型，,回歸效果顯著。Blank模型,雖,但是敏感系數(shù)出現(xiàn)負(fù)值不予考慮，剔除。Jensen模型敏感指數(shù)的排列順序一致，為，即現(xiàn)蕾-開花>灌漿-收獲>苗期-現(xiàn)蕾>開花-灌漿。表明現(xiàn)蕾-開花生育階段葵花對水分最為敏感，灌漿-收獲與苗期-現(xiàn)蕾兩個生育階段接近，開花-灌漿生育階段最小。Minhas模型敏感系數(shù)排列順序?yàn)椋舾邢禂?shù)在各個生育階段的分配不符合葵花相應(yīng)階段的生理特征，不能正確反映葵花生長和產(chǎn)量與水分的內(nèi)在關(guān)系。Jensen模型的相關(guān)系數(shù)（0.92），Minhas與Singh模型相關(guān)系數(shù)、顯著性比較低，故排除。因此綜合合理性與顯著性兩方面要求評定Jensen模型能較好地反映葵花作物水分虧缺對產(chǎn)量的影響關(guān)系。表29玉米五種國際常見的作物水模型敏感指數(shù)匯總表模型拔節(jié)-喇叭口喇叭口-抽穗抽穗-灌漿灌漿-成熟R2FJensen-0.0280.0570.3560.0020.9520.38Minhas0.0020.1810.7530.1300.9110.62Blank-0.0590.0430.458-0.0320.9625.80Stewart-0.0590.0430.458-0.0320.9625.80Singh-0.0030.2010.7580.1350.824.59Jensen、Blank、Stewart、Singh四種模型的敏感性系數(shù)（指數(shù)）出現(xiàn)了負(fù)值，意味著不灌水或者少灌水反而使作物的產(chǎn)量增加。顯然是不合理的，將這四種方法舍去。只有Minhas模型敏感性指數(shù)符合要求，說明缺水灌溉對玉米第四生育階段影響最大，對第三生育階段影響其次，第五生育階段影響小，第二生育階段影響最小。由于其他四種模型都不符合要求，所以只需對Minhas模型進(jìn)行分析。Minhas模型，F(xiàn)0.01>F>F0.05,回歸效果顯著。敏感性指標(biāo)，表明抽穗～灌漿生育階段玉米對水分最為敏感，喇叭口～抽穗與灌漿～成熟兩個生育階段接近，拔節(jié)～喇叭口生育階段最小。Minhas模型作為河套灌區(qū)玉米的作物—水模型。表30小麥五種國際常見的作物水模型敏感指數(shù)匯總表模型發(fā)芽-拔節(jié)拔節(jié)-抽穗抽穗-灌漿灌漿-收獲R2FJensen0.4920.2910.1710.5980.9317.28Minhas1.2210.7930.3202.4670.9211.89Blank0.5890.4250.3250.6440.824.42Stewart0.5890.4250.3250.6440.824.42Singh1.1230.7680.3882.1430.9110.00Jensen、Minhas、Blank、Stewart、Singh五種模型中Blank、Stewart2種模型F＜F0.05回歸效果不顯著，所以舍棄。Minhas和Singh模型的F0.01>F>F0.05,回歸效果顯著。但是Jensen模型F>F0.01，回歸效果很顯著，敏感指標(biāo)λ4＞λ1＞λ2＞λ3，表明灌漿～收獲生育階段小麥對水分最敏感，發(fā)芽～拔節(jié)階段影響其次，拔節(jié)～抽穗階段影響小，抽穗～灌漿階段對水分最不敏感。因此綜合合理性與顯著性兩方面要求評定Jensen模型能較好地反映小麥作物水分虧缺對產(chǎn)量的影響關(guān)系。6結(jié)論我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展正日趨嚴(yán)重地受到水資源緊缺的制約，北方干旱區(qū)尤為突出。在農(nóng)業(yè)供水不足，采用非充分灌溉時，如何在作物不同生育階段、不同作物間科學(xué)合理地分配有限的灌溉水，使缺水造成的損失減少到最低程度，是節(jié)水灌溉管理的關(guān)鍵問題之一。作物-水模型是描述作物產(chǎn)量與水分供應(yīng)時間和數(shù)量關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)，是實(shí)施有限水灌溉和優(yōu)化配水的基礎(chǔ)。本文基于巴盟曙光試驗(yàn)站2000年度通過田間小區(qū)對比試驗(yàn)對葵花作物進(jìn)行非充分灌溉的試驗(yàn)資料，針對各生育階段及全生育階段，選用國際上較為常見的五種模型，利用多元回歸的原理，通過對敏感系數(shù)及顯著性的分析，確認(rèn)出適合當(dāng)?shù)赜衩?，葵花，小?種作物-水模型及相應(yīng)作物敏感系數(shù)。前邊利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到蒸騰量，將蒸騰量與產(chǎn)量套入作物—水模型，進(jìn)行多元回歸分析，利用了最小二乘法求解出了5種模型各個階段的敏感指數(shù)（系數(shù)）。通過敏感指數(shù)（系數(shù)）得出：（1）玉米Minhas模型的敏感性指數(shù)合理，通過顯著性分析得到Minhas模型回歸效果顯著，可以作為河套灌區(qū)玉米作物的作物—水模型。抽穗～灌漿階段作物缺水敏感指標(biāo)遠(yuǎn)大于其它三個階段，此階段玉米對水分最為敏感。拔節(jié)～喇叭口階段作物缺水敏感指標(biāo)最小，在此階段玉米對水分最不敏感。喇叭口～抽穗與灌漿～成熟階段作物缺水敏感指標(biāo)相差不大，在此兩個階段玉米對水分敏感程度居中。在非充分灌溉時，應(yīng)首先保證抽穗～灌漿階段的水分供應(yīng)，避免造成作物大幅減產(chǎn)。（2）葵花Jensen模型的敏感指數(shù)回歸效果顯著，在生育階段的分布合理。能較好地表達(dá)葵花產(chǎn)量與各階段水分之間的數(shù)量關(guān)系?，F(xiàn)蕾-開花階段作物缺水敏感指標(biāo)遠(yuǎn)大于其它三個階段，此階段葵花對水分最為敏感。開花-灌漿階段作物缺水敏感指標(biāo)最小，在此階段葵花對水分最不敏感。苗期-現(xiàn)蕾和開花-灌漿階段作物缺水敏感指標(biāo)相差不大，在此兩個階段葵花對水分敏感程度居中。從本文中可以看出，除缺水程度外，缺水發(fā)生的時間對產(chǎn)量的影響顯著。所以在非充分灌溉時，應(yīng)首先保證葵花作物在現(xiàn)蕾-開花階段的水分供應(yīng)，避免造成作物大幅減產(chǎn)。（3）小麥Jensen模型的敏感指數(shù)回歸效果顯著，在生育階段的分布合理。能較好地表達(dá)小麥產(chǎn)量與各階段水分之間的數(shù)量關(guān)系。灌漿～收獲生育階段小麥對水分最敏感，發(fā)芽～拔節(jié)階段和拔節(jié)～抽穗階段敏感程度居中，抽穗～灌漿階段對水分最不敏感。從本文中可以看出，除缺水程度外，缺水發(fā)生的時間對產(chǎn)量的影響顯著。所以在非充分灌溉時，應(yīng)首先保證小麥作物在灌漿～收獲階段的水分供應(yīng)，避免造成作物大幅減產(chǎn)。致謝首先，感謝魏占民老師長期以來的精心指導(dǎo)！魏老師在這幾個月來對我嚴(yán)格要求，對我的論文仔細(xì)的審閱，內(nèi)容方面由潛到深不斷講解，使我能夠很好的理解并完成論文；在書寫格式方面親自示范，完全按照學(xué)校畢業(yè)生論文規(guī)范書寫，才能夠使我的論文如此美觀大方。其次，感謝內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)對我四年來的培育，不僅使我懂得了許多專業(yè)方面的知識，主要使懂得了如何去學(xué)習(xí)，及自己將來如何去面對困難接受挑戰(zhàn)的勇氣。最后，感謝長期以來一起學(xué)習(xí)的同學(xué)，一起面對困難的內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)支持我的校友們！參考文獻(xiàn)1．陳亞新魏占民崔遠(yuǎn)來。第四章作物水分生產(chǎn)函數(shù)，《節(jié)水灌溉理論與技術(shù)》李遠(yuǎn)華主編。武漢水利電力學(xué)出版社1999.1。2．魏占民。作物-水模型及其敏感指標(biāo)的確認(rèn)。.3．陳亞新，康紹忠.《非充分灌溉原理》。水利電力出版社1995.9.。4．張運(yùn)河。巴盟水利科學(xué)研究所曙光試驗(yàn)站階段報告。1999。5．史海濱，田軍滄，劉慶華，《充分灌溉原理》。中國水利電力出版社2006.8。6．王能超，《數(shù)值分析簡明教程》。高等教育出版社2003.87．呂雄，《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》。內(nèi)蒙古大學(xué)出版社2000.10基于C8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用\t"_