基于边际分析确定田间最优经济用水量的唯一判据

基于边际分析确定田间最优经济用水量的唯一判据

一、依边际分析法确定田间最优经济水量投入的唯一性准则(论文文献综述)

李超,刘文兆,林文,韩晓阳,周玲,王亚萍[1](2017)在《黄土塬区冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化与生育期差别供水的响应》文中提出【目的】通过黄土塬区播前底墒变化和生育期差别供水(降水+补充灌溉)对冬小麦产量、耗水量以及水分利用效率影响的田间试验,揭示该区域农田有限水资源高效利用的调控机制,明确现有措施下冬小麦旱作生产潜力可实现水平。【方法】划设田间试验小区,在夏闲期通过覆盖保水与生物耗水措施形成底墒差异的基础上,设计如下试验:(1)由不同底墒+生育期降水形成4个冬小麦全生育期无补灌处理,以分析冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化的响应。其2 m土层底墒变化范围为350—550 mm。(2)相同底墒下不同生育期灌一水处理:在平均底墒约为500 mm下分别在拔节期、孕穗期和灌浆期补充灌溉40 mm,探讨冬小麦不同生育期对等量灌溉的响应差别。(3)高底墒542.3 mm与571.6 mm下分别进行灌2水与4水处理,形成冬小麦全生育期比较充分的供水条件,研究冬小麦在低水分胁迫下产量提升的可能程度及其水分利用效率特征。【结果】(1)在黄土塬区降水季节分布特征下,播前底墒对冬小麦产量具有决定性作用,产量随底墒线性增加。在做好夏闲期蓄水保墒的基础上,旱作冬小麦产量可达到充分供水情况下能够取得产量的88%—90%水平。(2)与2 m土层底墒为500 mm且生育期无补充灌溉的处理比较,供水增加同为40 mm时,表现为底墒增加处理的产量提高了11.8%,次之是在拔节期与孕穗期分别补灌的处理,但三者间产量无显着差异;播前底墒较高并在拔节期及孕穗期补充灌溉的处理冬小麦产量达到试验年份较高水平,且作物水分利用效率(WUE)也得到提高。(3)冬小麦产量与耗水量表现为Logistic曲线关系,随着耗水量的增大,产量提升速率表现为先快后慢,边际水分利用效率(MWUE)则持续降低,而WUE表现为上升、达到峰值和下降三个阶段,且WUE到达其最高值的耗水量小于产量到达其最高值的耗水量。【结论】黄土塬区气候条件下,播前底墒差别与生育期差别供水对冬小麦产量均有影响,由底墒或不同生育时期分别增加等量供水在总供水水平相同时其增产效应基本一致;采用Logistic曲线模型可以较好地模拟冬小麦产量与耗水量之间的关系,揭示产量、耗水量及WUE间的内在联系。

李超[2](2017)在《黄土塬区冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化与生育期差别供水的响应》文中研究说明本项研究以揭示黄土塬区农田有限水资源有效利用的机制,提升冬小麦旱作生产力水平为目标,就播前底墒和生育期差别供水对小麦产量、耗水量以及水分利用效率的影响进行了研究。通过布设田间试验小区,于夏闲期由覆盖保水与生物耗水措施形成底墒差异后,进行冬小麦水分-产量效应试验,包括三部分内容:(1)由不同底墒+生育期降水形成4个冬小麦全生育期旱作处理,以分析试验年份降水量条件下冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化的响应;(2)相同底墒下不同生育期灌1水处理:在播前2m土层底墒501.8mm的条件下分别于拔节期、孕穗期和灌浆期补充灌溉1次40mm,探讨冬小麦对补灌时期的响应;(3)高底墒542.3mm与571.6mm下分别进行灌2水与4水处理,形成冬小麦全生育期比较充分的供水条件,研究冬小麦在低水分胁迫或无水分胁迫下产量提升的可能程度及其水分利用效率特征。得到以下初步结论:(1)冬小麦夏闲期采取起垄覆膜+秸秆覆盖农田蓄水效果较好,试验期间农田雨水蓄存率可达70.6%;夏闲期种植玉米会逆转雨季农田正常蓄墒过程并消耗深层土壤水分,玉米高密度种植下,雨水蓄存率仅有28.5%。(2)播前底墒及其水平对冬小麦株高、植株密度以及LAI水平的影响贯穿整个生育期;相同底墒下,不同生育期补充等量灌溉,对冬小麦株高与地上生物量未造成显着影响;充足底墒与较高的灌溉供水结合对冬小麦地上生物量有显着提升。(3)充足的播前底墒对冬小麦稳产高产具有决定性作用,在做好夏闲期蓄水保水的条件下,黄土塬区旱作冬小麦产量可取得充分供水情况下能够达到的产量的88%-90%水平。(4)在无严重水分胁迫条件下,等量的补充供水由底墒提供或由生育期灌溉给予的增产效应在总供水水平(底墒+降水+补充灌溉)相近时基本一致;播前底墒较高并在需水要求较大的拔节期及孕穗期补充灌溉,冬小麦产量可达到试验条件下的较高水平,且WUE同时得到提高。(5)冬小麦产量Y与全生育期耗水量ET表现为Logistic曲线关系,随着耗水量的增大,产量的提升先迅速后缓慢,边际水分利用效率(MWUE)持续降低,WUE则随水分消耗表现为上升、稳定和下降三个阶段,且先于产量到达最高。

付秋萍[3](2013)在《黄土高原冬小麦水氮高效利用及优化耦合研究》文中研究说明研究水肥耦合互馈作用,探求水肥合理投入水平,提高水肥利用率,对于提高农业生产的经济效益和生态效益,保证半干旱区农业的可持续发展具有重要意义。本论文通过两年不同水氮耦合处理的冬小麦田间试验,对不同水氮处理下冬小麦生长、产量以及土壤剖面水分、硝态氮运移进行了分析,并以作物产量和水分利用效率为目标,推求水肥合理投入区间,以期确定水肥优化耦合区域、实现水氮高效利用。研究主要结论如下:1.水氮耦合显着影响作物生长动态、产量及其组成。灌水和施氮之间存在着显着的正交互效应,适当增加灌水量和施氮量有助于提高冬小麦产量。N0~N3时,随灌水量的增加冬小麦籽粒产量显着增加,当施氮量为N4和N5水平时,随灌水量增加籽粒产量先增加而后略有降低。灌水处理亦有相似的规律,当灌水超过W3处理时,籽粒产量略有降低。2008-2009年度W5N3处理产量最高,为9.97t·ha-1;2009-2010年W3N4处理产量最高,为8.62t·ha-1。水氮耦合显着提高冬小麦株高。灌水和氮肥对冬小麦生物量和叶面积的影响和籽粒产量相似。在整个生育期内,灌水处理叶面积指数明显高于旱作处理,特别是到冬小麦生育后期,灌水不仅显着增加冬小麦叶面积指数,同时也延长了冬小麦生理功能的时间。2.水氮耦合对收获期土壤剖面水分含量有显着影响。旱作处理下,土壤水分随施氮量的增加而降低,收获期土壤剖面含水率较低;随着灌水量的增加,土壤剖面含水率逐渐增大。受施氮量的影响,较低的土壤含水率条件下,夏闲期降水入渗深度变浅,W3和W5水分水平下,N0处理土壤入渗补充深度达300cm以下;W0N0处理土壤水分入渗深度为200cm。低(W0)、中(W3)、高水(W5)水分水平下,随施氮量的增加,土壤水分补充深度分别从220cm至140cm不等。2008-2009年度,水分利用效率W2N2处理最高,为18.43kg·(ha mm)-1;W5N0最小,为4.29kg·(ha mm)-1;最大水分利用效率高出最低4.3倍。2009-2010年度,水分利用效率W2N5最高,为16.71kg·(ha mm)-1。3.氮素对土壤硝态氮累积量的影响明显高于水分,土壤硝态氮含量基本均随施氮量增加而增大。在冬小麦两年度试验中,当施氮量低于225kg·ha-1时,作物生长需消耗部分土壤氮,而当施氮量高于225kg·ha-1时将开始造成硝态氮的残留。不施氮处理由于土壤中硝态氮含量已很少,0-300cm土层其变化不大;施氮处理下硝态氮在0-300cm土层呈波形变化趋势。冬小麦整个生长过程,在土壤60cm左右深度硝态氮存在最小值。本试验中,当施氮量为300和375kg·ha-1时造成了硝态氮大量残留,将会造成淋溶,不利于环境保护。同时,通过0-300cm硝态氮累积量、产量与施氮量关系可知,当一味追求最高产量时,将引起硝态氮的大量积累,造成大量浪费与环境污染。4.水、氮对冬小麦具有明显的增产效果,且二者存在互相促进作用,但过多的水氮投入会造成作物减产,符合报酬递减率;2008-2009年度,当灌水量为331mm,施氮量为290kg·ha-1时有最大产量10.34t·ha-1;当灌水量为138mm,施氮量为243.6kg·ha-1时有最大水分利用效率18.96kg·(ha·mm)-1;2009-2010年度,当灌水量为309mm,施氮量为283kg·ha-1时有最大产量9.168t·ha-1;当灌水量为85.9mm,施氮量为242.8kg·ha-1时有最大水分利用效率16.73kg·(ha·mm)-1。水肥的产量、耗水量效应分别为二次抛物面和平面。通过弹性指数及水氮区间的两种表达方式(最大产量和产量增加最大),分别得出了水肥合理投入范围,均为以最高产量和最大水分利用效率为长轴的椭圆;联合实际生产中追求的利益最大化原则,确定了水肥耦合优化区域,即为以椭圆长轴和以产量增加最大为方向得到的椭圆下半区所围成的范围。并指出该地区最大灌水量不应超过331mm。水肥耦合优化区域直观的反映了水氮投入范围,为该地区实际生产提供了参考。

刘文兆[4](1998)在《水源有限条件下作物合理灌溉定额的确定》文中提出给定农田腾发量ET与灌溉定额M间的关系时,分别以两者为自变量的作物水分生产函数在确定作物合理灌溉定额中的作用是等价的.作物产量与灌溉定额间的关系Y=Y(M)一般表现为二次抛物线型.本文揭示了在水源有限,整个灌区不能施行充分灌溉时,Y=Y(M)中的常数项a的正负性对作物合理灌溉定额的推求有决定性的影响.分别以整个灌区上的总净收益和总产量最大为目标,在假定仅种植单一作物,且地力及其它因素一致的条件下,给出了与Y=Y(M)中的常数项a大于或小于零以及灌溉水利用系数随灌溉面积变化与否相对应的作物合理灌溉定额的计算式.

刘文兆[5](1997)在《依边际分析法确定田间最优经济水量投入的唯一性准则》文中研究表明应用边际均等原理确定纯收益最大的田间水量投入的条件是水的价格 CW 与产量的价格 CY 的比率等于边际产量 dy/dx,其中 x 只能唯一地限定为灌溉量。将 x 取为农田耗水量,用以求算所谓"最优经济耗水量",是没有理论依据的。作物产量与灌溉定额间的相关程度取决于耗水量与灌溉量间关系的密切与否。

二、依边际分析法确定田间最优经济水量投入的唯一性准则(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、依边际分析法确定田间最优经济水量投入的唯一性准则(论文提纲范文)

(1)黄土塬区冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化与生育期差别供水的响应(论文提纲范文)

0 引言
1 材料与方法
    1.1 研究区概况
    1.2 试验设计
    1.3 田间测定与计算
        1.3.1 土壤含水量及贮水量
        1.3.2 叶面积指数
        1.3.3 冬小麦耗水量与水分利用效率
    1.4 数据处理及分析
2 结果
    2.1 不同水分处理对冬小麦叶面积指数 (LAI) 的影响
    2.2 冬小麦产量与水分利用效率对播前底墒和生育期灌溉的响应
        2.2.1 冬小麦水分消耗、产量及WUE对播前底墒的响应
        2.2.2 生育期补充灌溉对冬小麦产量、产量组成和WUE的影响
    2.3 冬小麦产量、WUE与水分消耗的关系
3 讨论
4 结论

(2)黄土塬区冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化与生育期差别供水的响应(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目标与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 底墒的定义及研究进展
        1.2.2 作物水分利用效率研究进展
        1.2.3 作物产量-水分关系研究进展
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 研究区概况和试验方法
    2.1 试验目的
    2.2 试验地概况
    2.3 试验设计
    2.4 观测项目与计算方法
        2.4.1 土壤含水量测定及贮水量计算
        2.4.2 生物量测定
        2.4.3 叶面积指数测定
        2.4.4 冬小麦耗水量与水分利用效率计算
        2.4.5 数据处理及分析
第三章 冬小麦不同播前底墒的形成
    3.1 冬小麦全生育期耗水深度确定
    3.2 底墒形成试验设计
    3.3 不同处理下的底墒变化
第四章 不同处理下冬小麦生长发育分析
    4.1 底墒对冬小麦生长发育状况的影响
        4.1.1 底墒与不同时期株高的关系
        4.1.2 底墒与分蘖及不同时期植株密度的关系
        4.1.3 底墒与不同时期地上生物量的关系
    4.2 补充灌溉对冬小麦生长发育状况的影响
        4.2.1 灌溉与不同时期株高的关系
        4.2.2 灌溉与不同时期植株密度的关系
        4.2.3 灌溉与不同时期地上生物量的关系
    4.3 冬小麦叶面积指数动态变化
        4.3.1 底墒与不同时期叶面积指数的关系
        4.3.2 灌溉与不同时期叶面积指数的关系
第五章 不同底墒和生育期补充灌溉下冬小麦耗水规律
    5.1 不同底墒对冬小麦土壤储水消耗的影响
        5.1.1 低底墒对冬小麦土壤储水消耗的影响
        5.1.2 高底墒对冬小麦土壤储水消耗的影响
    5.2 各处理下冬小麦耗水规律
        5.2.1 冬小麦不同生育期内农田耗水变化
        5.2.2 冬小麦生育期内蒸发蒸腾变化
第六章 冬小麦产量对播前底墒和生育期差别供水的响应
    6.1 冬小麦水分消耗、产量及WUE对播前底墒的响应
    6.2 不同水分处理下冬小麦产量、产量组成和WUE分析
    6.3 冬小麦产量-水分关系
第七章 主要结论
参考文献
致谢
作者简介

(3)黄土高原冬小麦水氮高效利用及优化耦合研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 水氮利用现状
        1.2.2 立体背景与意义
        1.2.3 水肥耦合对作物生长及产量的影响
        1.2.4 水肥耦合对土壤水分的影响
        1.2.5 水肥耦合对土壤硝态氮的影响
        1.2.6 水肥利用效率研究进展
第二章 材料与方法
    2.1 室内实验
    2.2 大田试验
        2.2.1 试验区概况
        2.2.2 田间试验设计
        2.2.3 试验监测指标与监测方法
    2.3 数据统计与分析
第三章 利用盘式吸渗仪确定吸渗率方法比较及Philip公式时间尺度分析
    3.1 计算公式
    3.2 利用盘式吸渗仪确定吸渗率方法比较
        3.2.1 盘径对累积吸渗量的影响
        3.2.2 负压对累积吸渗量的影响
        3.2.3 吸渗率计算方法对比分析
    3.3 Philip法确定吸渗率时间尺度分析
        3.3.1 Vandervaere公式确定吸渗率
        3.3.2 不同选取时间下Philip法确定吸渗率结果
        3.3.3 不同时间尺度下Philip法确定吸渗率值相对误差分析
    3.4 小结
第四章 水肥耦合对冬小麦生长及产量的影响
    4.1 不同水肥处理对冬小麦生长的影响
        4.1.1 不同水肥处理对株高的影响
        4.1.2 不同水肥处理对叶面积指数的影响
        4.1.3 不同水肥处理对地上部生物量的影响
    4.2 不同水肥处理对冬小麦产量及产量构成的影响
        4.2.1 不同水肥处理对穗数的影响
        4.2.2 不同水肥处理对穗粒数的影响
        4.2.3 不同水肥处理对千粒重的影响
        4.2.4 不同水肥处理对产量的影响
    4.3 小结
第五章 不同水肥耦合下麦田土壤水分特征
    5.1 计算公式
    5.2 收获期土壤剖面水分分布特征
    5.3 夏闲期土壤剖面水分恢复
    5.4 冬小麦生育期水量平衡分析
    5.5 水分利用效率分析
    5.6 小结
第六章 不同水肥耦合下麦田土壤硝态氮变化特征分析
    6.1 土壤剖面硝态氮含量动态变化分析
    6.2 土壤剖面硝态氮累积量变化分析
    6.3 硝态氮累积量变化趋势分析
    6.4 最大产量施肥量下硝态氮累积
    6.5 小结
第七章 冬小麦水肥利用率及水肥耦合优化区域研究
    7.1 计算公式
    7.2 不同水肥耦合条件下冬小麦产量效应
        7.2.1 产量效应综合分析
        7.2.2 因素边际效应分析
        7.2.3 产量最大时水、肥投入量
    7.3 水肥耦合区域
        7.3.1 产量、耗水量对水肥供应水平的响应函数
        7.3.2 水肥优化耦合区域
    7.4 小结
第八章 主要结论及有待进一步研究的问题
    8.1 主要结论
    8.2 有待进一步研究的问题
参考文献
作者简介

四、依边际分析法确定田间最优经济水量投入的唯一性准则(论文参考文献)

  • [1]黄土塬区冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化与生育期差别供水的响应[J]. 李超,刘文兆,林文,韩晓阳,周玲,王亚萍. 中国农业科学, 2017(18)
  • [2]黄土塬区冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化与生育期差别供水的响应[D]. 李超. 西北农林科技大学, 2017(02)
  • [3]黄土高原冬小麦水氮高效利用及优化耦合研究[D]. 付秋萍. 中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心), 2013(10)
  • [4]水源有限条件下作物合理灌溉定额的确定[J]. 刘文兆. 水利学报, 1998(09)
  • [5]依边际分析法确定田间最优经济水量投入的唯一性准则[J]. 刘文兆. 中国农业大学学报, 1997(S1)

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