外文翻譯--智能噴灌的使用對(duì)干旱地區(qū)小麥作物水分利用率的影響

1、智能噴灌的使用對(duì)干旱地區(qū)小麥作物水分利用率的影響穆罕默德侯賽因，穆罕默德阿布達(dá)拉沙特國(guó)王大學(xué)食品和農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院農(nóng)業(yè)工程系Effect of smart sprinkler irrigation utilizationon water use efficiency for wheat crops in arid regionsHussein Mohammed Al-Ghobari, Mohamed Said Abdalla El Marazky*(Department of Agricultural Engineering, College of Food and Agriculture Sci

2、ences King Saud University,Riyadh 11451, Kingdom of Saudi Arabia)摘要：本研究中所開發(fā)的智能灌溉系統(tǒng)（SIS）是一種安排灌溉時(shí)序和量化植物所需水分有效工具。智能灌溉系統(tǒng)在小麥噴灌系統(tǒng)下進(jìn)行實(shí)現(xiàn)和測(cè)試。而控制灌溉系統(tǒng)安排時(shí)序的方法是基于來(lái)自自動(dòng)氣象站的數(shù)據(jù)。智能灌溉系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果與控制灌溉系統(tǒng)（CIS）相比：使用智能灌溉系統(tǒng)，用水量顯著減少。此外，與控制灌溉系統(tǒng)相比，使用控制灌溉系統(tǒng)可以節(jié)省12%的灌溉用水，同時(shí)獲得經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)出。同樣，在水資源利用效率（WUE）上，智能灌溉系統(tǒng)具有更高的利用率：智能灌溉系統(tǒng)為1.64Kg/m3,而控制

3、灌溉系統(tǒng)為1.46Kg/m3。因此，智能灌溉系統(tǒng)（SIS）的應(yīng)用在水資源利用率（WUE）和灌溉水利用效率（IWUE）上顯示了顯著優(yōu)勢(shì)。在灌溉處理過(guò)程中，水資源利用率（WUE）和灌溉水利用率（IWUE）均相對(duì)較高：智能灌溉系統(tǒng)中占到土壤水分蒸發(fā)蒸騰總量的80%，控制灌溉系統(tǒng)中占到100%。事實(shí)表明，小麥的灌溉需求隨著土壤水分蒸發(fā)蒸騰總量（ETc）的增加而增加但過(guò)度灌溉卻能夠降低水資源利用率（WUE）和灌溉水利用效率（IWUE）。這些結(jié)果表明極端灌溉可能不會(huì)產(chǎn)生更高的產(chǎn)量或者最佳的經(jīng)濟(jì)效益，因此必須建立使用智能灌溉系統(tǒng)（SIS）的合理的灌溉計(jì)劃，同時(shí)擴(kuò)展到其它農(nóng)作物。關(guān)鍵詞：智能灌溉系統(tǒng)（SIS）

4、，噴灌時(shí)序安排，水資源利用率，干旱地區(qū)，土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc），糧食產(chǎn)量DOI：10.3965/j.ijabe.003引文：穆罕默德侯賽因，穆罕默德阿布達(dá)拉。智能噴灌的使用對(duì)干旱地區(qū)小麥作物水分利用率的影響。國(guó)際農(nóng)業(yè)和生物工程學(xué)報(bào)，2014；7（1）：2635。1 介 紹考慮到由人口的增加產(chǎn)生的對(duì)糧食作物戰(zhàn)略性需求，一些國(guó)家在干旱氣候區(qū)的小麥生產(chǎn)因水資源有限而面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。沙特阿拉伯也面臨著這樣的挑戰(zhàn)。小麥?zhǔn)巧程匕⒗鯂?guó)（KSA）種植的最重要的大宗作物。它的種植面積在2009年約為公頃，其每年總產(chǎn)量約為115萬(wàn)噸。小麥的耕作面積據(jù)估計(jì)約占沙特（KSA）耕地總面積的42%，東部地區(qū)

5、的季節(jié)性水消耗約為414mm。這是由該地區(qū)在漫灌和噴灌系統(tǒng)條件下各自的耗水量834.7mm和655.8mm量化而來(lái)，而中部地區(qū)和北部邊境地區(qū)使用噴灌的季節(jié)性耗水量分別為675mm和600mm。作者也報(bào)道艾爾麥地那地區(qū)的耗水量為沙特（KSA）最高，約為956.3mm。適當(dāng)?shù)膰姽鄷r(shí)序安排對(duì)作物生產(chǎn)的有效水資源管理是至關(guān)重要的，尤其是在水資源缺乏的條件下。為了獲得更高的收益，對(duì)噴灌用水的應(yīng)用量、灌溉頻率和水的使用的研究顯得尤其重要。噴灌在增加干旱和半干旱地區(qū)小麥的水分生產(chǎn)力能夠發(fā)揮重要的作用。在過(guò)去的十年中，為了減少過(guò)量灌溉，大量的制造商開發(fā)了智能的灌溉控制器并被水供應(yīng)商促銷?，F(xiàn)在有許多智能灌溉系統(tǒng)

6、（SIS）依據(jù)氣候條件估算使用水量和土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc）。良好的水資源管理項(xiàng)目的方法之一就是知道實(shí)際的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量或者作物消耗性使用量。灌溉對(duì)作物生產(chǎn)的影響通常使用用水量與作物產(chǎn)量相關(guān)的作物水資源生產(chǎn)函數(shù)進(jìn)行量化。這些函數(shù)常常用來(lái)對(duì)田間灌溉和灌溉用水的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估進(jìn)行優(yōu)化。許多研究顯示小麥產(chǎn)量與季節(jié)性土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc）線性相關(guān)。然而，一些研究顯示出與不斷增加的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量為曲線相關(guān)性。另外，之前的一項(xiàng)研究稱，季節(jié)性的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc）與作物產(chǎn)量（GY）或水資源利用率（WUE）可以用二次函數(shù)來(lái)進(jìn)行描述。雖然土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總

7、量（ETc）與作物產(chǎn)量（GY）之間的函數(shù)關(guān)系已經(jīng)被廣泛作為赤字灌溉的一條指導(dǎo)方針進(jìn)行水資源節(jié)約；但是它們無(wú)法解釋時(shí)序應(yīng)用程序的影響。所以，研究者們正在試圖揭示作物產(chǎn)量（GY）、土壤水分平衡（包括灌溉水）和水利用效率之間的關(guān)系的。提高作物生產(chǎn)過(guò)程中水資源利用率（WUE）和促進(jìn)水資源可持續(xù)利用的需求迫在眉睫。為了達(dá)到在增加作物產(chǎn)量的前提下提高水資源利用率的目的，必須有一個(gè)合適的灌溉時(shí)序策略。這種策略用于提高作物產(chǎn)量和/或增加灌溉水利用效率（IWUE），并經(jīng)過(guò)了深入的研究和廣泛的實(shí)踐。在作物生長(zhǎng)季節(jié)，灌溉持續(xù)時(shí)間和應(yīng)用量的增加引起水資源利用率降低。智能灌溉技術(shù)在Dookie和埃及進(jìn)行評(píng)估，與傳統(tǒng)的灌

8、溉技術(shù)相比節(jié)水量高達(dá)38%。幾項(xiàng)對(duì)冬小麥的研究顯示：噴灌區(qū)域的作物產(chǎn)量和水資源利用率（WUE）高于地表灌溉區(qū)域。小麥的水資源利用率隨著土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc）的增加而降低。盡管頻繁的使用，但小容積水灌溉被認(rèn)為優(yōu)于較傳統(tǒng)的使用更少次數(shù)的大容積灌溉的時(shí)序安排方法。灌溉對(duì)作物生產(chǎn)的影響通常使用作物產(chǎn)量與施水量相關(guān)的作物水分產(chǎn)量函數(shù)進(jìn)行量化。這些函數(shù)通常用來(lái)對(duì)田間灌溉和灌溉用水應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。由于當(dāng)?shù)厥⑿械臍夂驙顩r和水資源的短缺，待決定地區(qū)小麥的最優(yōu)灌溉時(shí)間表應(yīng)該被決定。在本研究中，我們討論了水壓力的影響和基于水資源利用率（WUE）、作物產(chǎn)量（GY）、土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc）和其

9、內(nèi)容的灌溉管理制度。在研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，給農(nóng)民和灌溉機(jī)構(gòu)提供指導(dǎo)方針以達(dá)到水資源節(jié)約灌溉實(shí)踐和沙特小麥生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)有效利用水資源的目的。本研究的目標(biāo)是研究在小麥水分蒸發(fā)蒸騰、產(chǎn)量、水資源利用率和灌溉水利用效率的基礎(chǔ)上使用智能噴灌系統(tǒng)的灌溉管理制度三個(gè)層面的影響。2 材料和方法2.1試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)本研究是2010年和2011年冬季在利雅得（北緯2443，東經(jīng)4643）沙特國(guó)王大學(xué)食品和農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院的海拔635米的實(shí)驗(yàn)田進(jìn)行的。一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)地區(qū)的氣候?qū)儆诟珊禋夂?，在研究期間的測(cè)量得實(shí)驗(yàn)場(chǎng)的氣候數(shù)據(jù)見表一?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)包含兩種灌溉方法和三種不同的灌溉水平。灌溉方法分別是是智能灌溉系統(tǒng)（SIS）和控制灌溉系統(tǒng)（C

10、IS）。三種作物灌溉水用量分別是充分灌溉的作物土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量的100%、80%、60%。灌溉水平的方案是基于充分灌溉的應(yīng)用水量的實(shí)踐。氣象站用來(lái)測(cè)量估算土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc）的氣候參數(shù)的。這些測(cè)量值然后與智能灌溉系統(tǒng)（SIS）在小麥作物田里獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。智能灌溉系統(tǒng)（SIS）在考慮作物類型和地區(qū)環(huán)境條件的情況下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編碼。該系統(tǒng)在收集真實(shí)數(shù)據(jù)之前進(jìn)行校準(zhǔn)和配置來(lái)實(shí)現(xiàn)下一階段的研究。表1 試驗(yàn)場(chǎng)地的氣象數(shù)據(jù)2.2田場(chǎng)特性和灌溉評(píng)估實(shí)驗(yàn)場(chǎng)被分成兩個(gè)相等的場(chǎng)地：智能灌溉系統(tǒng)的場(chǎng)地進(jìn)行自動(dòng)灌溉；另一控制實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地基于土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc）進(jìn)行人工灌溉。兩塊場(chǎng)地之

11、間有一條10米寬的緩沖地帶。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)的土壤類型為砂壤土，一些與灌溉相關(guān)的實(shí)驗(yàn)田土壤物理特性如表2。智能灌溉系統(tǒng)（SIS）和控制灌溉系統(tǒng)（CIS）的小麥實(shí)驗(yàn)田均安裝有可靠的噴灌系統(tǒng)。這些系統(tǒng)都進(jìn)行過(guò)評(píng)估并發(fā)現(xiàn)是能夠達(dá)到高性能和實(shí)現(xiàn)均勻灌溉。這一領(lǐng)域的研究在兩塊不同的場(chǎng)地進(jìn)行，這兩塊場(chǎng)地采用以灌溉方法劃分主要區(qū)域，以灌溉水平劃分子區(qū)域的策略設(shè)計(jì)成三個(gè)副本。每一個(gè)區(qū)域由八個(gè)灑水裝置來(lái)覆蓋24m9m的耕作區(qū)。灌溉系統(tǒng)裝配有通過(guò)壓力監(jiān)控器來(lái)控制壓力的控制器，裝配來(lái)測(cè)量每次灌溉的用水量的流量計(jì)。噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝在每塊田地里的PVC管道側(cè)根處，并連接到支管和主管道。噴頭安裝在鍍鋅鋼材料的噴管立管頂部。進(jìn)行了

12、噴灌系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估：均勻性指數(shù)在可接受的范圍內(nèi)并呈現(xiàn)出良好的灌溉水分布均勻性。表2研究中不同土壤層在控制灌溉系統(tǒng)下的物理特性2.3組件、功能和智能系統(tǒng)的安裝本研究所選擇的智能灌溉系統(tǒng)（SIS）是 Hunter ET-System（商標(biāo)名稱的使用并不意味著推廣該產(chǎn)品；提及它只是為了研究）。智能控制系統(tǒng)集成許多學(xué)科來(lái)顯著改善了作物生產(chǎn)和資源管理21。這個(gè)系統(tǒng)雖不是最好的系統(tǒng)，但是它便宜且在當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)易于獲得。這個(gè)系統(tǒng)依據(jù)制造商在現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)說(shuō)明進(jìn)行安裝。它可以為特定的植物、土壤和滴注類型進(jìn)行站（或“區(qū)”）的定制。這種類型的系統(tǒng)使用電子控制器和模塊，并且它的平臺(tái)可以連接到能夠通過(guò)不同的傳感器感知當(dāng)?shù)貧夂?/p>

13、條件的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc）的模塊。這些傳感器可以測(cè)量風(fēng)速、雨量、太陽(yáng)輻射、空氣溫度和相對(duì)濕度。ETc模塊接收來(lái)自ETc傳感器的數(shù)據(jù)信息，然后把它應(yīng)用于各個(gè)場(chǎng)地（區(qū)域）的灌溉。智能灌溉系統(tǒng)（SIS）能夠自動(dòng)根據(jù)修改過(guò)的彭曼方程為當(dāng)?shù)氐男夂蚬浪阕魑锿寥浪终舭l(fā)蒸騰損失并且創(chuàng)建了一個(gè)可以下載到控制器的科學(xué)性程序。ETc模塊被插入到稱為控制器智能接口的灌溉控制器Pro C，該模塊能夠調(diào)整灌溉運(yùn)行時(shí)間使其以一個(gè)土壤能夠有效吸收的速率進(jìn)行灌溉，而這些水量恰巧用來(lái)補(bǔ)充植物散失的水量。因此，智能灌溉系統(tǒng)（SIS）傳輸采集的環(huán)境參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)（壓力、流量等）。以由Etc傳感器做決定啟動(dòng)灌溉為例，

14、一個(gè)電信號(hào)會(huì)被傳送以打開電磁閥和泵來(lái)供給需要的灌溉用水。在控制灌溉系統(tǒng)中，氣候數(shù)據(jù)是從氣象站獲得，基于此估算日常參考并用此做出灌溉決策。然后，估算來(lái)的ETc數(shù)據(jù)與作物系數(shù)（Kc）整合來(lái)確定需要的灌溉水量。確定后的水量被手動(dòng)的送到控制面板，這個(gè)控制面板進(jìn)而傳送一個(gè)信號(hào)到電磁閥以供給所需水量到實(shí)驗(yàn)田。2.4農(nóng)事實(shí)踐和觀察小麥（YecoraRojo）分別于2009年12月9日和2010年12月4日進(jìn)行田間播種。播種量為180公斤/公頃，行間距為20厘米，而其它的耕作活動(dòng)按照一定的時(shí)間計(jì)劃進(jìn)行。在生長(zhǎng)季節(jié)里兩種系統(tǒng)灌溉方法每日和每周的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失率都會(huì)被確定下來(lái)。因此，灌溉水深度（Dg）和累計(jì)

15、深度都被監(jiān)測(cè)和記錄下來(lái)。灌溉過(guò)程分別在2010年4月9日和2011年4月14日終止。在小麥成熟時(shí)，對(duì)作物產(chǎn)量（GY）、生物產(chǎn)量（BY）、株高（PH）進(jìn)行了測(cè)量。收貨指數(shù)（HI）通過(guò)計(jì)算作物產(chǎn)量（GY）與生物產(chǎn)量（BY）之比獲得。作物產(chǎn)量由清潔谷粒的重量估算得來(lái)（七份樣本隨機(jī)取自一平方米然后折算成每公頃的作物產(chǎn)量）。此外，千粒重是每個(gè)系統(tǒng)灌溉方法下收獲作物隨機(jī)樣本的平均值。株高（PH）值為成熟期土壤表面到植株主穗頂端的距離。2.5所需的操作時(shí)間為了估算土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量和小麥的灌溉需水量，每日的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失值首先由氣象站確定然后再乘以作物系數(shù)（Kc）和灌溉水利用效率。因此，通過(guò)了解

16、每塊田地（216-2）的面積和從八個(gè)噴頭噴出的水量（4.88m-3hr），需要被添加到每次特定灌溉的水量就能夠確定下來(lái)。據(jù)此可知，實(shí)際操作所需時(shí)間能夠被估算出來(lái)。在控制灌溉系統(tǒng)的試驗(yàn)場(chǎng)地，灌溉系統(tǒng)在控制實(shí)驗(yàn)中被手動(dòng)地打開和關(guān)閉。智能灌溉系統(tǒng)（SIS）在噴灌下的灌溉水深可由灌溉前后的流量計(jì)讀數(shù)差異估算而得。2.6灌溉用水效率灌溉水利用效率（IWUE）是指作物產(chǎn)量（GY）（kgm3）和季節(jié)性灌溉用水量Dgtm3之比22。而水資源利用率是指作物產(chǎn)量和土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc）之比23。灌溉水利用效率（IWUE）和水資源利用率（WUE）分別由下列方程計(jì)算而得：IWUE=GYDgtWUE=GYE

17、Tc上式中，GY指谷物產(chǎn)量，kgm3；ETc指作物蒸發(fā)蒸騰損失量，mm；Dgt是季節(jié)性灌溉用水總量，m3。2.7統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是兩塊分割的場(chǎng)地和進(jìn)行方差分析來(lái)分析數(shù)據(jù)。LSD測(cè)試（P0.05）用來(lái)比較不同的試驗(yàn)方法。CoHort軟件程序采用6.311版本分析所有的統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行分析是為了找到智能灌溉系統(tǒng)和控制灌溉系統(tǒng)灌溉方法之間的顯著差別。3 結(jié)果與討論3.1小麥土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量在植物生長(zhǎng)季節(jié)兩種灌溉系統(tǒng)試驗(yàn)下小麥的每日和每周的平均土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失率從每日的記錄中估算而來(lái)（表-3）。表-3表明智能灌溉系統(tǒng)（SIS）所確定的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量來(lái)自作物系數(shù)乘以植物生長(zhǎng)不同階段的

18、土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失率。兩季小麥在兩種試驗(yàn)方法下的生長(zhǎng)季的每周的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量平均值均被得到和記錄下來(lái)。因此，小麥在智能灌溉系統(tǒng)試驗(yàn)方式下（100%、80%、60%）土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量分別是466.74毫米，382.00毫米，285.31毫米。同時(shí)，控制灌溉系統(tǒng)試驗(yàn)方式下的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量分別為562.26毫米，438.19毫米，323.82毫米。表-3兩季作物在不同灌溉水量下兩種灌溉系統(tǒng)的每日和每周的小麥平均土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量在控制灌溉系統(tǒng)下小麥的季節(jié)性土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量比率利用當(dāng)?shù)貧庀笳精@得的小氣候數(shù)據(jù)和修正過(guò)的Penman 方程進(jìn)行估算。然后，需要的灌

19、溉水深由土壤水平衡方程確定。如果作物土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量?jī)H僅被估算為作物系數(shù)和控制灌溉系統(tǒng)的季節(jié)性土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量的結(jié)果，那么對(duì)小麥季節(jié)性土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量的調(diào)整使用作物系數(shù)（Kc）。很明顯，表-3中智能灌溉系統(tǒng)下土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc）在前三周較小，然后隨著植物的生長(zhǎng)在播種后的70-105天（10-15周）的時(shí)候達(dá)到峰值。在控制灌溉系統(tǒng)下，土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc）開始隨著葉子的衰老而逐漸降低，尤其在16-19周，智能灌溉系統(tǒng)在其它季節(jié)也有相似的趨勢(shì)。兩種系統(tǒng)的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量（ETc）值有相同的模型，作物成熟階段增加，收獲階段收斂。然而，這些數(shù)據(jù)

20、的分析表明這些數(shù)值明顯不同，除了在最初生長(zhǎng)階段和最后階段很接近。兩季作物的最高土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量是526.26毫米，是在控制灌溉系統(tǒng)下進(jìn)行充分灌溉獲得的。與智能灌溉系統(tǒng)相比，兩季作物期間控制灌溉系統(tǒng)方法引起更高的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量：總體差異非常顯著。如表-3所示，智能灌溉系統(tǒng)下土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量的累計(jì)值比控制灌溉系統(tǒng)的累計(jì)值低12%。土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量隨著灌溉水量的增加而線性增加。這個(gè)結(jié)果與之前的發(fā)現(xiàn)相符合，并且土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量和灌溉深度也有相似的關(guān)系。在兩季作物中，相同系統(tǒng)下季節(jié)性土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量與起初的兩季作物相似。此外，與控制灌溉系統(tǒng)相比，智能灌溉

21、系統(tǒng)的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量較低，這些結(jié)論與已經(jīng)獲得的結(jié)論一致。3.2灌溉管理小麥灌溉用水使用智能灌溉系統(tǒng)和控制灌溉系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)劃和麥場(chǎng)應(yīng)用。灌溉水量和時(shí)機(jī)被監(jiān)控和記錄，兩種灌溉系統(tǒng)下的每周平均灌溉用水量也被估算下來(lái)并列表在表-4和表-5。從表-4兩季作物在智能灌溉系統(tǒng)方法（灌溉水量占蒸發(fā)總量的100%，80%，60%）應(yīng)用灌溉水總量的平均值分別是528.89毫米，444.77毫米，317.33毫米。同時(shí)，控制灌溉系統(tǒng)方法（灌溉水量占蒸發(fā)總量的100%，80%，60%）添加到小麥作物的周平均灌溉水量分別為600.35毫米，504.82毫米，360.21毫米。然而，兩種灌溉方法的灌溉水總量在兩茬

22、作物生長(zhǎng)期間是不同的。這些灌溉用水總量低于當(dāng)?shù)剞r(nóng)民在本地的灌溉水實(shí)踐。智能灌溉系統(tǒng)使用的灌溉水深度（Dg）較控制灌溉系統(tǒng)下的低12%。此外，這些數(shù)據(jù)的分析表明它們的值只在作物的最初生長(zhǎng)階段相似，而后一茬作物的其余時(shí)間逐漸不同。表-4表-53.3 小麥生長(zhǎng)的參數(shù)本文研究了智能灌溉系統(tǒng)的灌溉時(shí)序?qū)π←溕L(zhǎng)和生產(chǎn)力的參數(shù)的影響。2009-2010和2010-2011年兩季作物的生長(zhǎng)特性如表-6所示。本研究結(jié)果顯示：控制灌溉系統(tǒng)（CIS）對(duì)植物的農(nóng)藝學(xué)特性已經(jīng)有了明確的影響，比如平均株高（PH）,小麥作物的平均生物產(chǎn)量（BY），兩季作物的平均作物產(chǎn)量（GY），小麥作物的平均千粒重，和平均穗長(zhǎng)。平均穗長(zhǎng)

23、見表-6中的9.9厘米，9.6厘米，8.5厘米，10.6厘米，9.9厘米，8.9厘米。表-6智能灌溉系統(tǒng)（SIS）和控制灌溉系統(tǒng)（CIS）下兩季小麥作物的生長(zhǎng)特性分析控制灌溉系統(tǒng)（CIS）在增加株高（cm），穗長(zhǎng)（cm），平均千粒重（g），生物總產(chǎn)量（ton/h）和作物生產(chǎn)總量（ton/h）優(yōu)于智能灌溉系統(tǒng)。兩季平均，控制灌溉系統(tǒng)方法下，株高增加8%，穗長(zhǎng)增加5%，千粒重增加12%，平均生物總產(chǎn)量增加6%，作物總產(chǎn)量增加8%。然而，智能灌溉系統(tǒng)（SIS）優(yōu)于控制灌溉系統(tǒng)，水資源利用率（Kgm3）增加了11%，灌溉水使用效率增加了14%。控制灌溉系統(tǒng)（CIS）導(dǎo)致更大產(chǎn)量的原因可以歸因于兩種方法

24、所施加的水量不同，而根部含水量的增加對(duì)提高農(nóng)藝因素尤其是當(dāng)更多的灌溉水在控制灌溉系統(tǒng)下被施加的時(shí)候是合理的。智能灌溉系統(tǒng)下低灌溉水量的施加引起的土壤通氣性降低可能是導(dǎo)致所有農(nóng)藝參數(shù)降低的原因。34水資源利用率表-7展示了在兩季作物生長(zhǎng)期間智能灌溉系統(tǒng)和控制灌溉系統(tǒng)對(duì)小麥水資源利用率的影響。這個(gè)表顯示，智能灌溉系統(tǒng)下灌溉水量為土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量的80%時(shí)的水資源利用率（WUE）和灌溉水利用效率（IWUE）與控制灌溉系統(tǒng)相比更高，第一季作物時(shí)兩值分別為1.27千克/立方米和1.12千克/立方米。而第二季相對(duì)應(yīng)的值分別為1.64千克/立方米和1.37千克/立方米。一般說(shuō)來(lái)，智能灌溉系統(tǒng)下較高的

25、水資源利用率（WUE）值可歸因于應(yīng)用灌溉用水的節(jié)省和時(shí)機(jī)。因此，水資源利用率（WUE）的最大值1.64千克/立方米（智能灌溉系統(tǒng)下灌溉水量為土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量的80%）和最小值1.10千克/立方米（智能灌溉系統(tǒng)下灌溉水量為土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量的60%）分別于第二年和第一年獲得。智能灌溉系統(tǒng)下灌溉水量為土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量的80%的方法與100%和60%相比，在兩個(gè)生長(zhǎng)季均獲得較高的平均作物產(chǎn)量（GY）。智能灌溉系統(tǒng)下灌溉水量為土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量的80%的方法下較高的作物產(chǎn)量值是指為小麥發(fā)芽調(diào)整良好的環(huán)境條件。它的最好記錄分別是第一季和第二生長(zhǎng)季的最高作物產(chǎn)量，5.09噸/公

26、頃和5.96噸/公頃。本季控制灌溉系統(tǒng)下土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量最高，智能灌溉系統(tǒng)的最低（表-7）。其原因可能是在大灌溉用水量的情況下，表面土壤潮濕促進(jìn)了土壤的蒸發(fā)。一般情況下，隨著灌溉的增加，蒸發(fā)也是增加的。但是小麥在不同灌溉水平下樹冠下的蒸騰因植物因素在莖桿生長(zhǎng)階段和成熟階段是相似的。表-7智能灌溉系統(tǒng)灌溉方法的水資源利用率通常比控制灌溉系統(tǒng)灌溉方法的值更高。這個(gè)結(jié)果表明：智能灌溉系統(tǒng)下水資源被更有效的利用，并且與先前的研究一致。先前也獲得過(guò)類似的結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)低的灌溉頻率與高的灌溉頻率相比導(dǎo)致更高的水資源利用率（WUE）值。之前的研究也報(bào)道過(guò)智能灌溉系統(tǒng)下小灌溉水量的灌溉方法有較高的灌溉

27、水利用效率。研究指出：淺灌溉深度有較高灌溉水利用效率的灌溉方式可能歸因于灌溉水的高效使用和根區(qū)易于獲得的土壤水。在增加灌溉深度的灌溉條件下，灌溉水的一部分不能利用并在收獲時(shí)留在土壤剖面，由過(guò)度灌溉導(dǎo)致的根區(qū)以外的深層滲透也能減少灌溉水利用效率。在智能灌溉系統(tǒng)下有相對(duì)較高的水資源利用率和灌溉水利用效率。3.5 統(tǒng)計(jì)分析兩個(gè)生長(zhǎng)季的平均總產(chǎn)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，最小顯著差分析測(cè)試用來(lái)比較平均值在5%的水平。結(jié)果清楚的顯示：在兩年中控制灌溉系統(tǒng)方法對(duì)小麥產(chǎn)量和農(nóng)藝因素的高的影響。這些獲得的數(shù)據(jù)表明此方法對(duì)平均株高、穗長(zhǎng)、平均粒重、生物總產(chǎn)量和作物總產(chǎn)量；盡管如此，對(duì)收獲指數(shù)（HI）并沒有顯著的影響，如表-8所示。這些結(jié)果表明：在表-8中，除了水資源利用率和灌溉水利用效率外，灌溉水量為土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量的100%，智能灌溉系統(tǒng)和控制灌溉系統(tǒng)在不同水平時(shí)顯著不同。兩季作物的小麥產(chǎn)量的方差分析測(cè)試數(shù)據(jù)表明：控制灌溉系統(tǒng)對(duì)農(nóng)藝因數(shù)有顯著的影響（表-9）。一般來(lái)說(shuō)，控制灌溉系統(tǒng)下的農(nóng)藝特性明顯優(yōu)于智能灌溉系統(tǒng)。如表-8中所示，在兩個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)中智能