文献综述
1.选题背景和目的
水是生命之源,也是农业存在和发展的基础。合理有效的农田灌溉对农作物的生长发育至关重要,关系国家粮食产量,影响国民经济命脉,而先进的灌溉技术首要解决的是农田水分盈亏量的精确计算问题。
农田水分盈亏量是评估农田土壤水分收支状况、合理进行农田水分管理的重要依据。由于影响农田土壤水分收支的因素众多且直接测定难度很大,因此盈亏量需要综合考量各因子得出。我国是农业大国,耕地面积位列世界第三,亚洲第二,主要分布在沿海东部季风区,但地形地貌错综复杂,包括珠江三角洲、长江中下游、华北、东北等平原以及盆地、丘陵,耕地分布广泛且各具特色。因此,农田水分的影响因素:自然降水量、地下水补给量、农田所处气候带、日平均温度、风速、作物品种即不同的需水量等也各不相同。而我国农业发展尚未完善,农业生产面临地下水超采、水资源不合理利用等问题,推动绿色发展和资源高效持续利用十分迫切。为规范农田水分盈亏量计算方法,我国于2017年11月发布了GB/T 34818-2017农田水分盈亏量的计算方法标准[1]~[3],并于2018年5月开始实施。
本课题研究的主要目的就是基于该标准建立一套完善的计算系统。该计算系统不仅能够完成国家标准中的计算方法,而且对于专业或非专业的农业生产者来说简介易用,可操作性强。对于农田灌溉技术,水资源高效利用等绿色科技有重要的参考价值。
2.文献综述
在当今世界,实现食物、能源和水关系的最佳协调已成为国际优先事项和必要性。为了实现这一目标,通过使用最少的水和能源来实现作物生产的可持续技术已经变得至关重要。国家和国际预测确定,到2050年,灌溉用水需要增加50%,以支持接近96亿的全球人口,粮食和生物量的生产将增加65%。水对于农作物的灌溉至关重要,但水也很稀缺,当今我国的节水灌溉技术有必要提升到更高的层次,而这一切都离不开农田水分盈亏量的科学计算。
本计算系统的基础,即国家标准GB/T 34818-2017农田水分盈亏量的计算方法,得以成熟地展现在公众面前,与早期的大量相关研究、实践密不可分。
据相关文献记录,早在上世纪60年代,农田土壤水分盈亏的计算就开展并有一定的研究研究成果[4][5]。计算过程中涉及的因子也逐渐丰富且精准,这是一个逐渐完善的过程。早期研究的计算方法采用同期降水量与农田潜在蒸散量之差计算土壤水分盈亏量[6][7],也有利用时段强度法[8]来分析评估农田干旱情况的。
这些方法一定程度上揭示了农田水分盈亏状态,但是未能给出判断农田旱涝情况的量化评估标准,也未考虑干旱对处于不同生育期作物的影响,其他现有的研究结果大多集中在1980年至2011年期间[9]~[13],研究方法没有参考现有的国家标准,且大多为针对具体地区或具体农作物展开的水分盈亏量评估[7]~[11],虽然无法满足本系统的设计要求,但是为本系统的研究基础国家标准GB/T 34818-2017的诞生提供了良好的条件。
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