水資源約束條件下的縣域冬小麥節(jié)水灌溉制度

朱嘉偉，趙聰佳，郭蕊蕊，周琳琳

水資源約束條件下的縣域冬小麥節(jié)水灌溉制度

朱嘉偉，趙聰佳，郭蕊蕊，周琳琳

（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，鄭州 450002）

在高效節(jié)水灌溉工程技術(shù)難以在大田作物中推廣應(yīng)用的形勢下，優(yōu)化制定節(jié)水灌溉制度是提高灌溉水利用效率的可行途徑。該研究以河南省新鄭市為研究區(qū)，在對冬小麥全生育期及不同生育階段的作物需水量、天然供水量、灌溉需水量進(jìn)行估算的基礎(chǔ)上，針對農(nóng)田灌溉水源不足的條件約束，以冬小麥產(chǎn)量最大化為目標(biāo)，采用Jensen模型反向求解法，將現(xiàn)有的冬小麥水分敏感性研究成果應(yīng)用于非引灌區(qū)縣域節(jié)水灌溉制度的制定，通過實(shí)施非充分灌溉制度，緩解水資源供需矛盾。結(jié)果表明：1）新鄭市平水年和干旱年冬小麥全生育期供水總量小于需水總量，難以滿足農(nóng)田灌溉需求，需要實(shí)施非充分灌溉制度；2）采用Jensen模型不能直接優(yōu)化解算冬小麥不同生育期的灌水定額，但是可以通過優(yōu)化解算出的冬小麥不同生育期的騰發(fā)量間接確定灌水定額；3）優(yōu)化解算得冬小麥苗期、越冬、拔節(jié)、抽穗、灌漿等不同生育期的騰發(fā)量占全生育期的比例分別為15.8%、5.4%、23.4%、34.9%、20.5%，與不同生育期敏感性指數(shù)的大小成正比；4）新鄭市冬小麥豐水年灌溉關(guān)鍵期為灌漿期，平水年灌溉關(guān)鍵期為抽穗期和灌漿期，干旱年灌溉關(guān)鍵期為抽穗期，但是苗期、拔節(jié)、灌漿期均需要適量灌溉。該研究表明采用Jensen模型反向求解法可優(yōu)化確定冬小麥不同生育期的灌水定額，研究提出的非充分灌溉制度制定方法對推進(jìn)現(xiàn)有理論研究成果在農(nóng)田灌溉實(shí)際工作中的應(yīng)用具有重要的實(shí)踐意義。

灌溉；作物；節(jié)水：非充分灌溉；灌溉制度；河南省

0 引 言

中國是一個(gè)水資源短缺的農(nóng)業(yè)大國，尤其是北方地區(qū)，農(nóng)田灌溉水資源短缺問題尤為突出，近半數(shù)的耕地沒有灌溉條件，在井灌區(qū)地下水超采嚴(yán)重，不僅制約了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，而且引發(fā)了地面沉陷等生態(tài)環(huán)境問題[1-2]。在水資源剛性約束條件下，要保證國家糧食安全，有效增加灌溉面積，必須實(shí)施節(jié)水灌溉[3]。中國自20世紀(jì)90年代初期已開始推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，自2005年開始中央一號文件連續(xù)多年強(qiáng)調(diào)要積極發(fā)展節(jié)水旱作農(nóng)業(yè)，加強(qiáng)灌溉用水計(jì)量，擴(kuò)大灌溉面積，但是在大田作物節(jié)水灌溉方面依然進(jìn)展緩慢[3]。原因主要有2個(gè)方面：一是田間節(jié)水灌溉工程技術(shù)在大田作物灌溉中推廣難度大[4]；二是在灌溉管理工作的實(shí)踐中，非充分灌溉、調(diào)虧灌溉等節(jié)水灌溉研究成果未能得到推廣應(yīng)用。致使目前大田作物生產(chǎn)中，普遍存在因水源不足而放棄灌溉的嚴(yán)重問題。

推廣應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)是解決農(nóng)田灌溉水源不足的重要途徑，但是微、噴灌節(jié)水灌溉工程技術(shù)投資高，且在耕作中容易損毀，維護(hù)困難，一般只適宜于林果、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物，并不適宜于小麥、玉米等大田作物，預(yù)計(jì)在未來較長時(shí)期內(nèi)仍難以在大田作物中得到推廣應(yīng)用[4-5]。地面灌溉是一種傳統(tǒng)的大田灌水方法，雖然水的利用效率較低，但它仍然是目前世界上廣泛采用的一種灌水方法，在高效節(jié)水灌溉工程技術(shù)難以在大田作物中推廣應(yīng)用的客觀形勢下，通過優(yōu)化節(jié)水灌溉制度，推廣節(jié)水型地面灌溉制度是實(shí)施大田作物節(jié)水灌溉的可行途徑[4-5]。近年來，隨著非充分灌溉理論研究的不斷深入，取得了大量的研究成果[6-12]，為節(jié)水灌溉制度的制定奠定了基礎(chǔ)，但是，前人所做的研究主要集中在灌水量與產(chǎn)量間的關(guān)系及作物水分生產(chǎn)函數(shù)研究方面，而將這些理論研究成果反過來應(yīng)用于農(nóng)田灌溉管理工作實(shí)踐的應(yīng)用性研究卻很少[13-21]。史源等[1,22-24]在中國北方不同地區(qū)開展過小麥灌溉制度的優(yōu)化研究，但是研究工作主要是對設(shè)定不同灌溉制度的對比試驗(yàn)或情景模擬，通過對比分析提出較優(yōu)灌水方案，并未給出具體的求解方法，本次研究以冬小麥產(chǎn)量最大化為目標(biāo)，采用Jensen模型反向解算方法，求解最優(yōu)灌水方案，將理論研究成果應(yīng)用于農(nóng)田灌溉管理工作的實(shí)踐中，對推進(jìn)現(xiàn)有研究成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用意義重大。

河南省是中國糧食生產(chǎn)大省，2019年糧食產(chǎn)量占全國糧食總產(chǎn)量的十分之一，其中小麥總產(chǎn)量約占全國小麥總產(chǎn)量的近三分之一。但是，河南中部和北部廣大的冬小麥種植區(qū)，冬小麥生育期大氣降水很難滿足作物需水要求，作物生長對灌溉依賴程度高，而農(nóng)田區(qū)可利用水資源量普遍小于灌溉需水量[25]，農(nóng)田灌溉水源短缺、灌水效率低下是造成小麥產(chǎn)能不穩(wěn)的根源所在。本文針對河南省非引灌區(qū)農(nóng)田灌溉水源有限，高效節(jié)水灌溉工程技術(shù)在大田作物灌溉中難以推廣應(yīng)用的雙重約束，以河南省土地綜合整治技術(shù)推廣應(yīng)用試驗(yàn)區(qū)新鄭市為研究區(qū)，在收集利用縣域氣象、農(nóng)林、水利、國土資源等不同部門調(diào)查、觀測成果資料[26-27]的基礎(chǔ)上，充分利用冬小麥水分敏感性研究成果[6-9]和田間試驗(yàn)研究成果[16-18]，以冬小麥產(chǎn)量最大化目標(biāo)，采用Jensen模型求解法，將有限的水資源量優(yōu)化分配至冬小麥的不同生育階段，通過制定冬小麥非充分灌溉制度以提高灌溉水利用效率，緩解水資源短缺對冬小麥生產(chǎn)的約束。

1　研究區(qū)概況

1.1　基本概況

新鄭市位于河南省中部，隸屬于鄭州市管轄。全市土地總面積為8.85×104hm2，其中：農(nóng)用地面積6.51×104hm2，占土地總面積的73.54%；農(nóng)用地中耕地面積為5.37×104hm2，占土地總面積的60.65%。

新鄭市地處河南東部平原與西部山地的過渡地帶，地貌類型復(fù)雜多樣，山地、丘陵、崗地和平原兼有，素有“中原縮影”之稱。山地和丘陵集中分布在西南部和西部，崗地主要分布在山丘外圍和中部地帶，占土地總面積的38.11%，其中山地占4.97%，丘崗地占33.14%，崗地系早期山前洪積傾斜平原，大部分為第四紀(jì)黃土覆蓋；平原多集中于京廣鐵路以東，占土地總面積的61.89%，其中京廣鐵路以西為山前沖積微傾斜平原，約占土地總面積的14.49%，京廣鐵路以東為黃河泛濫沖積平原區(qū)，屬黃淮平原的西北邊緣部分，占土地總面積的47.40%，其中分布有大量低緩的沙丘崗地。不同地貌類型區(qū)土壤質(zhì)地差異明顯，壤土占農(nóng)田區(qū)的比例約為44.3%，主要為分布于京廣鐵路以西的坡崗地和山前沖積平原區(qū)；沙壤土、面沙-細(xì)沙土占農(nóng)田區(qū)的比例分別為39.8%、15.9%，主要為分布于京廣鐵路以東的黃泛平原區(qū)和沙丘崗地區(qū)[26]。壤土區(qū)成土母質(zhì)為坡積物和山前沖洪積物，土壤透水性較弱，持水性較好，滲透系數(shù)值為0.25～0.5 m/d，給水度值為0.033～0.053；沙壤土、面沙-細(xì)沙土區(qū)成土母質(zhì)主要為粉土、粉細(xì)砂及細(xì)砂，土壤透水性較強(qiáng)，持水性較差，滲透系數(shù)值為0.5～8 m/d，給水度值為0.041～0.067[27]。

區(qū)內(nèi)氣候?yàn)榕瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，多年（1956－2015年）平均降水量為627.1 mm，多年平均氣溫14.2 ℃，光熱條件適宜多種農(nóng)作物生長，為河南省糧食生產(chǎn)核心區(qū)，2018年糧食總產(chǎn)量為26.77×104t。

1.2　農(nóng)田灌溉可利用水資源量

農(nóng)田灌溉可利用水資源量是節(jié)水灌溉制度制定的基礎(chǔ)依據(jù)。新鄭市為非引灌區(qū)，農(nóng)田灌溉缺乏引灌水源，灌溉水源主要為淺層地下水和蓄積雨洪水源，不同地區(qū)水資源稟賦條件差異較大。黃河沖積平原、山前平原-崗地區(qū)以井灌為主，灌溉水源為淺層地下水；山地和丘陵區(qū)以旱作為主，淺層地下水可利用模數(shù)小，潛水面埋藏深度普遍大于50 m，地下水補(bǔ)給條件差，不適宜開采利用，農(nóng)田灌溉主要依靠修建小型蓄水工程蓄積雨洪水源。依據(jù)淺層地下水資源可利用模數(shù)的大小[27]和土壤質(zhì)地差異，可將新鄭市劃分為黃泛平原灌溉區(qū)、山前平原灌溉區(qū)和山丘緩坡灌溉區(qū)三大灌區(qū)。

地表水資源主要來源于蓄積雨洪資源。降水量在年際間變化大，變差系數(shù)為22%。25%、50%、75%降水保證率的年降水量分別為723.8、614.8、465.5 mm。依據(jù)《新鄭市1:10萬水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》，新鄭市由山丘區(qū)至平原區(qū)，地表徑流量逐漸減少，南部山丘區(qū)、西北部崗地區(qū)、中東部平原區(qū)多年平均地表徑流系數(shù)分別為0.41、0.21、0.18。平原（崗地）區(qū)為井灌區(qū)，不考慮蓄積利用地表水；山地和丘陵緩坡農(nóng)田區(qū)淺層地下水埋藏深、可利用模數(shù)小，農(nóng)田灌溉水源主要為蓄積大氣降水，雨洪資源蓄積采用在田間地頭修建小型蓄水池工程蓄積田面滲余降水，蓄水工程按75%降水保證率設(shè)計(jì)，田面徑流系數(shù)參照平原區(qū)取0.18，則75%保證率農(nóng)田區(qū)地表水徑流深度為83.8 mm，以攔蓄利用率為75%估算，則農(nóng)田區(qū)可蓄積利用的地表水資源模數(shù)為628 m3/hm2（表1）。

表1 新鄭市不同農(nóng)田灌溉區(qū)可利用水資源量

依據(jù)《新鄭市1:10萬水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》[27]，新鄭市多年平均淺層地下水資源量為9 479.69×104m3，可利用量為7 847.24×104m3，可利用模數(shù)平均值為885 m3/hm2。其中：黃泛平原灌溉區(qū)淺層地下水資源可利用模數(shù)為1 222 m3/hm2，區(qū)內(nèi)淺層地下水補(bǔ)給條件好，水位埋深淺（<10 m），適宜作為農(nóng)田灌溉水源；山前平原灌溉區(qū)淺層地下水可利用模數(shù)為714 m3/hm2，土壤質(zhì)地為沙壤土，大氣降水補(bǔ)給條件較好，地下水水位埋深較淺（<30 m），適宜作為農(nóng)田灌溉水源；山丘緩坡灌溉區(qū)淺層地下水可利用模數(shù)為235 m3/hm2，土壤質(zhì)地壤土，地下水水位埋深（>50 m），大氣降水補(bǔ)給條件差，可利用模數(shù)小，不適宜作為農(nóng)田灌溉水源開發(fā)利用。

綜上所述可看出，新鄭市黃泛平原灌溉區(qū)、山前平原灌溉區(qū)和山丘緩坡灌溉區(qū)三大灌區(qū)，農(nóng)田灌溉可利用水資源模數(shù)分別為1 222、714、628 m3/hm2，黃泛平原灌溉區(qū)、山前平原灌溉區(qū)可利用水資源為地下水，山丘緩坡灌溉區(qū)可利用水資源為地表水（表1）。

2 農(nóng)田灌溉需水量分析

冬小麥全生育期作物需水量與全生育期有效降水量和播種時(shí)土壤底墑間的差值為灌溉需水量，當(dāng)可利用水資源量小于灌溉需水量時(shí)，需要將有限的水資源優(yōu)化分配冬小麥不同生育期，以提高水資源的利用效率，節(jié)約利用有限的水資源。

2.1 作物需水量

作物需水量可采用通過直接試驗(yàn)或間接計(jì)算2種方法求得，鑒于氣象資料易于獲取，建議在求取不同地區(qū)作物需水量時(shí)采用間接計(jì)算法。

前人曾采用間接計(jì)算法求得了研究區(qū)冬小麥全生育期的作物需水量，本次研究擬直接引用前人計(jì)算結(jié)果。馬志紅等[28]采用FAO1998年推薦的Penman-Monteith公式，利用河南省各站點(diǎn)多年旬平均氣象資料，首先計(jì)算出河南省冬小麥參考作物騰發(fā)量0，然后根據(jù)河南省氣象科學(xué)研究所[29]和水利部農(nóng)田灌溉研究所[30]提供的冬小麥全生育期騰發(fā)量修訂系數(shù)（c= 0.876～1.01），對0進(jìn)行訂正后得到了河南省冬小麥農(nóng)田潛在騰發(fā)量ET（即需水量），其中新鄭市值為425 mm左右，這與肖俊夫等[20]依據(jù)田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出的鄭州北部新鄉(xiāng)地區(qū)冬小麥全生育期經(jīng)濟(jì)灌水量基本一致，因此本次研究新鄭市冬小麥農(nóng)田潛在騰發(fā)量ET取值設(shè)為425 mm[28]。

依據(jù)新鄭市多年旬平均氣象資料，計(jì)算得冬小麥苗期（10月1日－11月15日）、越冬（11月16日－1月30日）、拔節(jié)（2月1日－3月31日）、抽穗（4月1日－4月30日）、灌漿–成熟（5月1日－6月30日）不同生育期作物需水量占全生育期需水量的比例分別為16.0%、9.5%、22.3%、27.8%、24.5%，這一結(jié)果與史源等[1,21]研究得出的華北地區(qū)冬小麥各生育期的耗水比例基本一致，據(jù)此比例可計(jì)算得冬小麥不同生育期的需水量分別依次為68.0、40.2、94.6、118.0和104.2 mm。

2.2 天然供水量

2.2.1 冬小麥播種時(shí)土壤底墑量

土壤田間持水量、凋萎系數(shù)是估算土壤最大底墑量的重要指標(biāo)。結(jié)合冬小麥根系分布特點(diǎn)，以0～100 cm土層內(nèi)的土壤最大有效持水量作為計(jì)算土壤最大底墑量的有效深度，則其計(jì)算公式為

式中W為土壤最大底墑量，mm；r為土壤田間持水量（體積含水率），%；r為凋萎系數(shù)，%。

土壤實(shí)際可形成的底墑量還取決于區(qū)內(nèi)降雨量、蒸發(fā)量的大小以及灌水量的多少。由于新鄭市7–9月的降水量占全年降水量的54.8%，期間降雨量大于蒸發(fā)量，除極端干旱年外夏玉米不需要灌溉，因此，冬小麥播種時(shí)土壤底墑量可不考慮灌溉因素；區(qū)內(nèi)土壤質(zhì)地較疏松、滲透性較好，且耕地修筑有田埂，除極端強(qiáng)降雨外，降雨量可視為有效降雨量。因此，土壤實(shí)際可形成的底墑量計(jì)算公式為

式中W為冬小麥播種時(shí)土壤形成的底墑量，mm；P為冬小麥播種前期7－9月有效降水量，mm；為夏玉米7－9月實(shí)際騰發(fā)量，mm。當(dāng)W>W時(shí)，實(shí)際底墑量取W值。

土壤質(zhì)地是影響土壤持水性、土壤最大底墑量的關(guān)鍵因素。依據(jù)前人對不同質(zhì)地土壤持水性研究結(jié)果和本次實(shí)測結(jié)果，利用公式（1）估算得砂土、砂壤土、壤土可形成的最大底墑量如表2所示。由表2可以看出，不同學(xué)者測試估算的土壤最大底墑量雖然存在差異，但是不同質(zhì)地土壤的最大底墑量差異顯著，取本次實(shí)測范圍的中間值，可估算得黃泛平原灌溉區(qū)、山前平原灌溉區(qū)、山丘緩坡灌溉區(qū)的土壤最大底墑量分別為110.5、145.5、164.0 mm左右。依據(jù)新鄭市1956－2015年氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析得，新鄭市豐水年（25%降水保證率）、平水年（50%降水保證率）、干旱年（75%降水保證率）7－9月降雨量分別為396.6、336.8、260.2 mm，多年平均蒸發(fā)量為271.5 mm（蒸發(fā)量年際變化?。?，可以看出，新鄭市豐水年、平水年7－9月降雨量均大于蒸發(fā)量。利用公式（2）可估算得豐水年黃泛平原灌溉區(qū)、山前平原灌溉區(qū)、山丘緩坡灌溉區(qū)冬小麥播種時(shí)的土壤墑量分別約為110.5、125.1、125.1 mm；而平水年和干旱年不同灌區(qū)的土壤底墑量均相同，分別為65.3、0 mm。

表2 不同質(zhì)地土壤持水性參數(shù)值

注：田間持水量、凋萎系數(shù)均為體積含水率。

Note: Field moisture capacity and wilting coefficient are all water percent of volume.

2.2.2 冬小麥全生育期大氣有效降水量

冬小麥全生育期降雨強(qiáng)度小，降水量均可視為有效降水量。依據(jù)新鄭市1956－2015年氣象數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)得新鄭市豐水年（25%降水保證率）、平水年（50%降水保證率）、干旱年（75%降水保證率）冬小麥全生育期降雨量分別為254.6、216.3、163.8 mm。

2.3 灌溉需水量

由于新鄭市冬春季節(jié)降水量小，強(qiáng)度也不大，故可不考慮徑流和滲漏量，則冬小麥灌溉需水量的計(jì)算式可以簡化為

式中為冬小麥全生育期灌溉需水量，mm；為冬小麥全生育期需水量，mm；W為冬小麥底墑量，mm；為冬小麥全生育期降水量，mm。

新鄭市冬小麥全生育期作物需水量為425 mm左右[28]，利用式（3）計(jì)算得新鄭市各個(gè)灌溉區(qū)不同氣候年型的灌溉需水量如表3所示。由表3可知，豐水年各灌區(qū)的可利用水資源量大于灌溉需水量，除豐水年外各灌溉區(qū)的可利用水資源量均小于冬小麥作物灌溉需水量。

表3 新鄭市不同農(nóng)田灌溉區(qū)冬小麥作物灌溉需水量

3 水資源約束條件下的灌水定額優(yōu)化分配

現(xiàn)有研宄表明，作物產(chǎn)量不僅與全生育期的供水量有關(guān)，更取決于供水量在全生育期內(nèi)的分配[20-24]。依據(jù)作物水分生產(chǎn)函數(shù)，將有限的水資源優(yōu)化分配至作物生長的關(guān)鍵期，是制定非充分灌溉制度，提高水分利用效率、節(jié)水增產(chǎn)的有效途徑。

3.1 作物水分生產(chǎn)函數(shù)模型的選取

作物水分生產(chǎn)函數(shù)是描述作物產(chǎn)量與作物騰發(fā)耗水量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)函數(shù)，作物生育階段水分生產(chǎn)函數(shù)模型又可分為連加模型和連乘模型2種。連乘模型不僅體現(xiàn)了作物各生育階段缺水對作物生長造成不利影響程度的大小，而且表達(dá)了作物階段缺水的“滯后作用”對產(chǎn)量的影響，體現(xiàn)了早期階段影響導(dǎo)致死亡的這一作物生理過程[17]；而連加模型在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)旱期階段導(dǎo)致作物死亡時(shí)，卻仍能算出產(chǎn)量，不符合實(shí)際情況，因此，連乘模型對產(chǎn)量目標(biāo)的反應(yīng)比連加模型更敏感，更符合實(shí)際。張志宇等[21]研究表明Jensen乘法模型的擬合精度最高，Jensen模型的表達(dá)式為

式中為作物生育階段數(shù)；為作物生育期階段的編號；λ為第生育階段的敏感指數(shù)；ETa為第生育階段的實(shí)際騰發(fā)量，mm；ETm為第生育階段的潛在騰發(fā)量（與對應(yīng)的騰發(fā)量），mm；為作物實(shí)際產(chǎn)量，kg；為作物最高產(chǎn)量（充分灌溉），kg。

3.2 灌水定額優(yōu)化求解方法步驟

冬小麥的全生育期可劃分為苗期、越冬、拔節(jié)、抽穗、灌漿-成熟5個(gè)生育階段，分別用1、2、3、4、5表示，在某一地區(qū)冬小麥的ETm、λ均可視為固定的常數(shù)。因此，冬小麥灌溉水資源在作物不同生育階段的最優(yōu)化分配，是在灌水總量一定的條件下，以產(chǎn)量最大為目標(biāo)優(yōu)化求解ETa的過程，即對公式（4）求解ETa使/最大化的過程。在求解出ETa后，即可確定冬小麥不同生育階段的灌水定額W，計(jì)算式如下：

式中W為冬小麥第生育階段灌水定額，mm；W為冬小麥第生育階段的底墑量，mm；P為冬小麥第生育階段的降水量，mm。

由于在確定的地區(qū)，一定氣候年型的W和P均為常數(shù)，因此，求解出ETa后即可得到冬小麥不同生育階段的灌水定額W。ETa的求解方法步驟如下：

1）為了求解方便，將式（4）表達(dá)為

2）根據(jù)公式（4），求解/的最大值也就是求解的最大值，公式（6）可轉(zhuǎn)化為

3）由于在一定地區(qū)、一定氣候年型的ETm、∑(ETa)為常數(shù)，λ也為常數(shù)，因此可設(shè)：

式中為常數(shù)；＝∑(ETa)，為常數(shù)；x為ETa占的比例系數(shù)，1+2+3+4+5=1。

4）將式（8）、式（9）代入式（7），則式（7）可表示為

5）由于、λ均為常數(shù)，因此式（11）又可表示為

式中、1、2、3、4、5均為常數(shù)。

6）對公式（11）求偏微分，并令其等于0，則可得到：

7）令式（12）分別與式（13）、式（14）、式（15）、式（16）相等，整理后得：

8）由于1+2+3+4+5=1，因此得：

同理可得：

將公式（18）代入公式（9）可得：

將ETa代入公式（5）即可計(jì)算出冬小麥不同生育階段優(yōu)化分配的灌水定額W。當(dāng)ETa/i≥1，ETa取i值，計(jì)算的灌溉需水量為負(fù)值，表明不需要灌溉，且部分天然水轉(zhuǎn)化為下階段底墑量。

3.3 非充分灌溉制度的制定

3.3.1 敏感指數(shù)λ的確定

非充分灌溉制度是指在農(nóng)田灌溉水資源量有限的條件下，在農(nóng)作物全生育期期內(nèi)科學(xué)合理地分配有限的水量，將有限的水資源用于作物關(guān)鍵需水階段，以獲取最佳的產(chǎn)量目標(biāo)。合理確定作物不同生育階段的作物水分敏感指數(shù)是科學(xué)制定非充分灌溉的關(guān)鍵。中國自20世紀(jì)80年代開始在非充分灌溉方面進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，汪志農(nóng)等[19-21]依據(jù)田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用Jensen模型分別在鄭州、新鄉(xiāng)、河北省中部（望都縣）建立了冬小麥分生育期耗水量與產(chǎn)量的關(guān)系模型，計(jì)算出了冬小麥不同生育階段的水分敏感指數(shù)（表4）。由表4可看出，不同的研究者在不同地區(qū)計(jì)算出的冬小麥不同生育階段的敏感指數(shù)變化規(guī)律是相同的，敏感期由大到小的序次為抽穗、拔節(jié)、灌漿、苗期、越冬，在抽穗-灌漿期對缺水最為敏感，拔節(jié)期次之，然后是苗期，而越冬期的敏感性最小，反映了同一作物水分生產(chǎn)函數(shù)具有相同的內(nèi)在規(guī)律性?，F(xiàn)有研究成果為非充分灌溉制度的制定奠定了理論基礎(chǔ)、提供了基礎(chǔ)依據(jù)。由于同一作物的生長發(fā)育過程具有類似的特點(diǎn)和習(xí)性，且收集的田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)位于華北平原區(qū)，與研究區(qū)處于相同或相近氣候區(qū)，因此，可利用已有研究成果作為研究區(qū)冬小麥的水分生產(chǎn)函數(shù)參數(shù)，考慮到敏感性指數(shù)均為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，取已有敏感性指數(shù)的平均值較為適宜（表4）。由公式（19）可看出，灌水定額的優(yōu)化分配結(jié)果取決于作物不同生育階段敏感性指數(shù)的相對大小，敏感性指數(shù)的絕對值對分配結(jié)果影響不大。

表4 冬小麥不同生育期作物水分敏感性指數(shù)

3.3.2 不同生育階段實(shí)際騰發(fā)量ETa的確定

不同灌溉區(qū)不同氣候年型作物供水量是不同的。當(dāng)冬小麥全生育期供水量大于全生育期作物需水量425 mm時(shí)，不同生育階段實(shí)際騰發(fā)量ETa按最大騰發(fā)量（需水量）ETm確定，即苗期、越冬、拔節(jié)、抽穗、灌漿-成熟各生育期供水量分別為68.0、40.2、94.6、118.0和104.2 mm；當(dāng)全生育期供水量小于全生育期作物需水量時(shí)，按照公式（19）和表4中λ的均值計(jì)算得，不同生育階段的實(shí)際騰發(fā)量ETa占供水總量的比例依次為15.8%、5.4%、23.4%、34.9%、20.5%。在分配過程中若出現(xiàn)≥ETm情況時(shí)，取ETm值，不同灌溉區(qū)不同氣候年型冬小麥生育期的實(shí)際騰發(fā)量優(yōu)化分配結(jié)果如表5所示。

表5 新鄭市冬小麥全生育期供水總量及在不同生育階段的優(yōu)化騰發(fā)量

3.3.3 不同生育階段天然供水量

不同灌溉區(qū)不同氣候年型冬小麥播種時(shí)的土壤底墑量如表5所示，依據(jù)近60 a新鄭市大氣降雨量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得，豐水年、平水年、干旱年冬小麥苗期、越冬、拔節(jié)、抽穗、灌漿-成熟不同生育期的大氣降水量如表6所示。

3.3.4 冬小麥不同生育階段灌水定額

前述立足于不同灌溉區(qū)不同氣候年型冬小麥全育期供水總量，以冬小麥產(chǎn)量最大化為目標(biāo)，通過作物水分生產(chǎn)函數(shù)模型求解，將冬小麥全育期供水總量優(yōu)化分配到了作物的不同生育階段，即各階段的騰發(fā)量（表5）。

不同的氣候年型、不同灌區(qū)冬小麥播種時(shí)的土壤底墑量如表3所示，不同的氣候年型冬小麥不同生育階段的大氣降水量如表6所示。依據(jù)表5中確定的冬小麥不同生育階段的騰發(fā)量，減去土壤底墑量（表3）和大氣降水量（表6）即可求得不同灌區(qū)、不同氣候年型冬小麥不同生育階段的灌水定額，具體如表7所示。當(dāng)W≤0時(shí)，說明天然供水量大于實(shí)際騰發(fā)量，不需要灌溉，灌水定額取0，騰發(fā)剩余量可轉(zhuǎn)為作物下一生育階段的土壤底墑量。由表7可看出，新鄭市豐水年冬小麥灌溉關(guān)鍵期為灌漿期，灌水定額占灌溉定額的比例為73.3%～96.7%；平水年灌溉關(guān)鍵期為抽穗和灌漿期，灌水定額占灌溉定額的比例分別為60.8%～68.5%、32.2%～38.0%；干旱年苗期、拔節(jié)、抽穗、灌漿均需要灌溉，抽穗期為灌溉關(guān)鍵期，灌水定額占灌溉定額的比例高達(dá)53.9%～71.9%。

表6 新鄭市冬小麥不同生育期大氣降水量

表7 新鄭市不同氣候年型冬小麥不同生育期灌水定額

在設(shè)定不灌溉、均勻灌溉、非充分灌溉3種情景下，利用冬小麥水分生產(chǎn)函數(shù)（式（4））對作物相對產(chǎn)量進(jìn)行估算，估算結(jié)果如表8所示。由表8可看出，平水年采取非充分灌溉制度估算得的冬小麥產(chǎn)量比不灌溉或均勻灌溉情景下分別高40.9%、20.6%；干旱年采取非充分灌溉制度估算得的冬小麥產(chǎn)量比不灌溉或均勻灌溉情景下分別高58.9%、23.8%。

表8 新鄭市不同灌溉制度情景下冬小麥相對產(chǎn)量估算

注：ETa/ETm為實(shí)際騰發(fā)量與潛在騰發(fā)量的比值；λ為生育階段的敏感指數(shù)；相對產(chǎn)量為實(shí)際產(chǎn)量與充分灌溉條件下的潛在產(chǎn)量的比值。

Note:ETa/ETmis the ratio of actual and potential evaporation;λis sensitive index in growth stage; Relative yield is the ratio of actual and potential yield in sufficient irrigation.

4 討論與結(jié)論

4.1 討 論

目前國內(nèi)對作物水分生產(chǎn)函數(shù)的研究，積累了大量的冬小麥不同生育期敏感指數(shù)等試驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是并未反向求解出冬小麥不同生育期的優(yōu)化供水量，而且優(yōu)化供水量也等同于需要灌水量，優(yōu)化供水量扣除土壤底墑量、階段降水量后才是需要的灌水量，這一過程需要結(jié)合灌區(qū)灌水總量、土壤質(zhì)地、氣象要素等調(diào)查研究成果進(jìn)行解算，優(yōu)化解算確定具體的灌水定額，不通過這一優(yōu)化解算過程，在水資源不足條件下，已有研究成果難以落實(shí)到實(shí)際灌溉工作中。

新鄭市農(nóng)田灌溉可利用用水資源量為640～1 225 m3/hm2，僅為《河南省地方標(biāo)準(zhǔn)—農(nóng)業(yè)用水定額》確定量的28.8%～55.0%，但是，在設(shè)定不灌溉、均勻灌溉、非充分灌溉3種情景下，利用冬小麥水分生產(chǎn)函數(shù)對作物產(chǎn)量進(jìn)行估算，估算得平水年采取非充分灌溉制度比不灌溉、均勻灌溉可增產(chǎn)20.6%～40.9%，干旱年可增產(chǎn)23.8%～58.9%，因此，在農(nóng)田灌溉水源短缺的半干旱-干早地區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)非充分灌溉制度的推廣力度，不應(yīng)放棄灌溉，尤其是干旱年在冬小麥播種時(shí)，采用簡單易行的點(diǎn)灌，用水量小，但可保全苗，增產(chǎn)效果顯著。

目前中國許多灌區(qū)設(shè)置了灌溉實(shí)驗(yàn)站，積累了大量的作物需水量、作物水分敏感指數(shù)等試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為非充分灌溉制度的制定奠定了基礎(chǔ)，雖然這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)不一定很精確，但是給出了一定的范圍，具有重要的使用價(jià)值，應(yīng)盡快將其推廣應(yīng)用于灌溉管理工作的實(shí)踐中，并在實(shí)踐中不斷總結(jié)完善。

4.2 結(jié) 論

1）在冬小麥全生育期供水總量不足（＜潛在騰發(fā)量）情況下，利用現(xiàn)有冬小麥水分敏感性研究成果，采用Jensen模型求解法可以解算出冬小麥不同生育階段的供水量（實(shí)際騰發(fā)量）優(yōu)化值，以實(shí)現(xiàn)小麥產(chǎn)量最大化，不同生育階段供水量的分配比例與其水分敏感指數(shù)大小呈正比。

2）新鄭市豐水年水資源可滿足冬小麥充分灌溉需要，灌溉關(guān)鍵期為灌漿期，灌水定額占灌溉定額的比例為73.3%～96.7%；平水年和干旱年水資源量小于灌溉需水量，需要實(shí)施非充分灌溉制度，高效節(jié)約利用水資源，平水年灌溉關(guān)鍵期為抽穗和灌漿期，灌水定額占灌溉定額的比例分別為60.8%～68.5%、32.2%～38.0%；干旱年苗期、拔節(jié)、抽穗、灌漿均需要灌溉，抽穗期為灌溉關(guān)鍵期，灌水定額占灌溉定額的比例高達(dá)53.9%～71.9%。

3）利用冬小麥水分生產(chǎn)函數(shù)估算作物相對產(chǎn)量可知，與不灌溉或均勻灌溉相比，平水年和干旱年采用非充分灌溉均增產(chǎn)效果顯著。因此，在農(nóng)田灌溉水源短缺的地區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)非充分灌溉制度的推廣應(yīng)用力度。

[1]史源. 灌水總量與灌溉技術(shù)約束下華北典型區(qū)域冬小麥灌溉制度優(yōu)化研究[D]. 北京：中國水利水電科學(xué)研究院，2019.

Shi Yuan. Study on the Optimized Irrigation Schedule of Winter Wheat in Typical Regions of North China under the Constraints of Irrigation Amount and Irrigation Technique[D]. Beijing: China Institute of Water Resources and Hydropower Research, 2019. (in Chinese with English abstract)

[2]水利部，國務(wù)院. 關(guān)于農(nóng)田水利建設(shè)工作情況的報(bào)告[Z]. [2015-07-22]，http://www.doc88.com/p-656228842583.html/.

[3]高占義，王浩. 中國糧食安全與灌溉發(fā)展對策研究[J]. 水利學(xué)報(bào)，2008，39(11)：1273-1278.

Gao Zhanyi, Wang Hao. Strategy of grain security and irrigation development in China[J]. Journal of Hydraulic Engineering，2008, 39(11): 1273-1278. (in Chinese with English abstract)

[4]孫景生，康紹忠. 我國水資源利用現(xiàn)狀與節(jié)水灌溉發(fā)展對策[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2000，16(2)：1-5.

Sun Jingsheng, Kang Shaozhong. Present situation of water resources usage and developing countermeasures of water-saving irrigation in China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2000, 16(2): 1-5. (in Chinese with English abstract)

[5]吳普特，馮浩. 中國節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略初探[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2005，21(6)：152-157.

Wu Pute, Feng Hao. Discussion of the development strategy of wate rsaving agriculture in China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2005, 21(6): 152-157. (in Chinese with English abstract)

[6]陳曉燕，葉建春，陸桂華，等. 全國土壤田間持水量分布探討[J]. 水利水電技術(shù)，2004，35(9)：113-119.

Chen Xiaoyan, Ye Jianchun, Lu Guihua, et al. Study on field capacity distribution about soil of China[J]. Water Resources and Hydropower Engineering, 2004, 35(9): 113-119. (in Chinese with English abstract)

[7]王振龍，高建峰. 實(shí)用土壤墑情監(jiān)測預(yù)報(bào)技術(shù)[M]. 北京：中國水利水電出版社，2006.

[8]李應(yīng)林. 我國不同地區(qū)農(nóng)田水分供需狀況和土壤水分狀況分析[D].北京：中國氣象科學(xué)研究院，2002.

Li Yinglin. Analyses of Soil Moisture and Water Supply in Vary Area of China[D]. Beijing: Chinese Academy of Meteorological Sciences, 2002. (in Chinese with English abstract)

[9]賈芳. 農(nóng)田有效水分的試驗(yàn)研究與預(yù)報(bào)[D]. 太原：太原理工大學(xué)，2008.

Jia Fang. Farmland Valid Water Experimental Study and Forecast[D]. Taiyuan: Taiyuan University of Technology，2008. (in Chinese with English abstract)

[10]杜崇，王天倚，聶堂哲，等. 基于CROPWAT模型的玉米水分盈虧及灌溉制度研究[J]. 節(jié)水灌溉，2020(8)：91-97.

Du Chong, Wang Tianyi, Nie Tangzhe, et al. Water surplus deficit and irrigation schedule of maize based on CROPWAT model[J]. Water Saving Irrigation, 2020(8): 91-97. (in Chinese with English abstract)

[11]張光巖，李俊良，徐良菊，等. 不同灌溉模式對小麥干物質(zhì)積累及產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)效益的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào)，2020，39(7)：31-38.

Zhang Guangyan, Li Junliang, Xu Liangju, et al. Effects of different irrigation modes on dry matter accumulation and yield conomic benefit of wheat[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2020, 39(7): 31-38. (in Chinese with English abstract)

[12]劉濤，楊曉光，高繼卿，等. 吉林省梨樹縣不同作物產(chǎn)能及產(chǎn)能水分利用效率研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(7)：97-104.

Liu Tao, Yang Xiaoguang, Gao Jiqing, et al. Production capacity and its WUE of different crops in Lishu county of Jilin Province[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(7): 97-104. (in Chinese with English abstract)

[13]彭致功，張寶忠，劉鈺，等. 基于灌溉制度優(yōu)化和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的用水總量控制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(3)：103-109.

Peng Zhigong, Zhang Baozhong, Liu Yu, et al. Constraint of total water consumption amount based on optimized irrigation schedule and planting structure ajustment[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(3): 103-109. (in Chinese with English abstract)

[14]趙葉萌，劉曉英，鐘秀麗，等. 基于產(chǎn)量響應(yīng)診斷冬小麥水分虧缺適宜土層及其水分閾值[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30(20)：147-154.

Zhao Yemeng, Liu Xiaoying, Zhong Xiuli, et al. Determination of soil depth and its water threshold for diagnosing water deficit of winter wheat based on grain yield[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(20): 147-154. (in Chinese with English abstract)

[15]張喜英. 華北典型區(qū)域農(nóng)田耗水與節(jié)水灌溉研究[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，26(10)：1454-1464.

Zhang Xiying. Water use and water-saving irrigation in typical farmlands in the North China Plain[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2018, 26(10): 1454-1464. (in Chinese with English abstract)

[16]李秀梅. 華北平原冬小麥－夏玉米變量灌溉水分管理方法[D]. 北京：中國水利水電科學(xué)研究院院，2019.

Li Xiumei. Variable Rate Irrigation Management Method for Winter Wheat and Summer Maize in the North China[D]. Beijing: Chinese Academy of Meteorological Sciences, 2019. (in Chinese with English abstract)

[17]羅遵蘭. 華北地區(qū)冬小麥與夏玉米水分生產(chǎn)函數(shù)模型研究[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

Luo Zunlan. Crop Water Production Function of Winter Wheat and Summer Corn in the North of China[D]. Beijing: China Agricultural University, 2005. (in Chinese with English abstract)

[18]馮峰，董國濤，張文鴿. 黃河流域典型區(qū)域目標(biāo)ET計(jì)算及水資源調(diào)配方案評估[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30(23)：101-111.

Feng Feng, Dong Guotao, Zhang Wenge. Calculation of area target evapotranspiration in yellow river basin and evaluation of water resource allocation[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(23): 101-111. (in Chinese with English abstract)

[19]汪志農(nóng). 灌溉排水工程學(xué)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[20]肖俊夫，劉戰(zhàn)東，段愛旺，等. 新鄉(xiāng)地區(qū)冬小麥耗水量與產(chǎn)量關(guān)系研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009(1)：55-59.

Xiao Junfu, Liu Zhandong, Duan Aiwang, et al. Studies on water production function of winter wheat in Xinxiang district[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2009(1): 55-59. (in Chinese with English abstract)

[21]張志宇，郄志紅，吳鑫淼. 冬小麥-夏玉米輪作體系灌溉制度多目標(biāo)優(yōu)化模型[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29(16)：102-111.

Zhang Zhiyu, Qie Zhihong, Wu Xinmiao. Multi-objective optimization model of irrigation schedule for winter wheat-summer maize rotation system[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(16): 102-111. (in Chinese with English abstract)

[22]周始威，胡笑濤，王文娥，等. 基于RZWQM模型的石羊河流域春小麥灌溉制度優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32(6)：121-129.

Zhou Shiwei, Hu Xiaotao, Wang Wen’e, et al. Optimization of irrigation schedule based on RZWQM model for spring wheat in Shiyang River Basin[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(6): 121-129. (in Chinese with English abstract)

[23]邵穎，李強(qiáng)，曹曉華，等. 涇惠渠灌區(qū)冬小麥合理灌溉制度研究[J]. 節(jié)水灌溉，2017(11)：16-20.

Shao Ying, Li Qiang, Cao Xiaohua, et al. Experimental research on reasonable irrigation schedule of winter wheat in Jinghuiqu irrigation district[J]. Water Saving Irrigation, 2017(11): 16-20. (in Chinese with English abstract)

[24]邵光成，王志宇，王小軍，等. 基于DSSAT模型的冬小麥最優(yōu)灌溉制度研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2019，50(10)：289-297.

Shao Guangcheng, Wang Zhiyu, Wang Xiaojun, et al. Optimal irrigation schedule based on DSSAT model for winter wheat[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2019, 50(10): 289-297. (in Chinese with English abstract)

[25]河南省水利廳. 河南省地方標(biāo)準(zhǔn)—農(nóng)業(yè)用水定額(DB41/T958－2014)[S]. 鄭州：黃河水利出版社，2015.

[26]李劍鋒，周丹，李紅莉，等. 河南省新鄭市耕地地力評價(jià)[M]. 鄭州：中原農(nóng)民出版社，2010.

[27]高維征，潘愷，李聰偉，等. 新鄭市1:10萬水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R]. 鄭州：河南有色巖土工程公司，2013.

[28]馬志紅，許蓬蓬，朱自璽，等. 河南省冬小麥灌溉需水量及年型特征[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2009，32(4)：60-64.

Ma Zhihong, Xu Pengpeng, Zhu Zixi, et al. Irrigation water requirement for winter wheat and its year pattern characteristics in Henan Province[J]. Meteorological and Environmental Sciences, 2009, 32(4): 60-64. (in Chinese with English abstract)

[29]朱自璽，安順清，吳乃元. 作物水分脅迫和干旱研究[M]. 鄭州：河南科技出版社，1991.

[30]陳玉民，郭國雙，王廣興. 中國主要作物需水量與灌溉量[M]. 北京：水利電力出版社，1995.

Water-saving irrigation regime for winter wheat in county areas under water resources constraints

Zhu Jiawei, Zhao Congjia, Guo Ruirui, Zhou Linlin

(,,450002,)

High-efficiency water-saving irrigation engineering technology is facing a difficult situation to be extended popularlycovering the field crops.A feasible way can be to optimize the water-saving irrigation regime, thereby to improve the efficiency of irrigation water. In this study, an optimization design was conducted to develop a water-saving irrigation regime in Xinzheng City, Henan Province, China.Three scenarios were set, including non-irrigation, average irrigation, and insufficient irrigation. The specific procedures were: First, Penman-Monteith formula was used to calculate indirectly the water volumes that the winter wheat required in the full and every growth stages. Second, the collected parameters were selected, such as meteorological data, the field moisture capacity, wilting coefficient of different types of soil texture, and hydro-geological data, thereby to estimate the total water resource that supplied in the full growth stage of winter wheat, including atmospheric precipitation, soil water content, and available water resource for irrigation. Third, the water sensitivity index of winter wheat was used to monitor the water demand of winter wheat in the different growth stages. Taking the maximum yield of winter wheat as a goal, a Jensen-model was selected to optimize the total supply water, and further distribute to the different growth stages of winter wheat. Finally, the obtained parameters were used, including the actual evapotranspiration, atmospheric precipitation, and soil water content, to calculate the irrigation water quota in different growth stages of winter wheat. The results showed that: 1) The total supply water was less than that in normal and dry years in Xinzheng City, Henan Province, China. Therefore, it was necessary to implement deficit irrigation regime. 2) Since the Jensen-model cannot be used to calculate directly the irrigating quota in different growth stages, the actual evaporation can be achieved for the weight coefficient of sensitivity index in different growth stages of winter wheat. Specifically, the allocation proportions of evaporations were 15.8%, 5.4%, 23.4%, 34.9%, 20.5% in seedling, over-wintering, booting, heading, and filling stages. 3) In Xinzheng City, the key irrigation periods of winter wheat were the heading and filling stages. In filling stages, the irrigating quota accounted for 73.3%-96.7% of the total irrigation amount in high flow years. In heading and filling stages, the irrigating quota accounted for 60.8%-68.5% and 32.2%-38.0% in normal flow years. In heading stages，the irrigating quota accounted for 53.9%-71.9% in dry years. In Jensen-model estimation, the yield of winter wheat under insufficient irrigation was 20.6%-40.9% higher than that under non-irrigation or average irrigation in normal flow year, and 23.8%-58.9% higher in dry year. Therefore, the amount of water resources available for irrigation in Xinzheng City was only 640-1225 m3/hm2, 28.8%-55.0% of the quota given in Henan Province local standard-agricultural water. Nevertheless, the insufficient irrigation can be recommended for the field crops. The finding can offer the basic counties (cities) data for extending a deficit irrigation regime to other counties.

irrigation; crops; water-saving; deficit irrigation; irrigation schedule; Henan Province

朱嘉偉，趙聰佳，郭蕊蕊，等. 水資源約束條件下的縣域冬小麥節(jié)水灌溉制度[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2021，37(1)：92-100.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.012 http://www.tcsae.org

Zhu Jiawei, Zhao Congjia, Guo Ruirui, et al. Water-saving irrigation regime for winter wheat in county areas under water resources constraints[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(1): 92-100. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.012 http://www.tcsae.org

2020-06-14

2020-09-11

國土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)課題（201411022-03）

朱嘉偉，博士，副教授，研究方向?yàn)橥恋刭Y源調(diào)查評價(jià)與規(guī)劃。Email：Zhujw686@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.012

S274.1

A

1002-6819(2021)-01-0092-09