基于闪烁通量和土壤水分的春玉米干旱研究

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0321

中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (8): 68-73.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0321

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基于闪烁通量和土壤水分的春玉米干旱研究

戴欣钰¹^,²(), 刘聪³, 李琪¹^,²(), 德吉卓玛¹^,², 吴东丽³

¹ 江苏省农业气象重点实验室，南京 210044
² 南京信息工程大学，南京 210044
³ 中国气象局气象探测中心，北京 100081

收稿日期:2023-04-19 修回日期:2023-08-20 出版日期:2024-03-10 发布日期:2024-03-10
通讯作者:
李琪，男，1977年出生，河北新城人，副教授，博士，主要从事农业气象学研究。通信地址：210044 江苏省南京市浦口区宁六路219号，Tel：025-58731378，E-mail：liqix123@sina.com。
作者简介:
戴欣钰，女，1998年出生，浙江江山人，硕士研究生，研究方向：农业气候资源评估与利用。通信地址：210044 江苏省南京市浦口区宁六路219号，Tel：025-58731378，E-mail：daixinyu08@126.com。
基金资助:
中国气象局气象探测中心青年科技课题“基于闪烁通量和土壤水分的小麦/玉米作物干旱指标及卫星遥感检验”(MOCQN202108); 中国气象局气象探测中心生态环境观测技术创新团队资助

Study on Drought of Spring Maize Based on Scintillation Flux and Soil Moisture

DAI Xinyu¹^,²(), LIU Cong³, LI Qi¹^,²(), DEKYI Droma¹^,², WU Dongli³

¹ Jiangsu Key Laboratory of Agrometeorology, Nanjing 210044
² Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044
³ Meteorological Observation Centre of China Meteorological Administration, Beijing 100081

Received:2023-04-19 Revised:2023-08-20 Published-:2024-03-10 Online:2024-03-10

摘要/Abstract

摘要：

为了识别河北省怀来县春玉米生长季内不同生育期的干旱情况。基于大孔径闪烁仪观测系统的数据，本研究用河北省怀来县2021年春玉米的实际蒸散量代替潜在蒸散量，计算了修订的水分亏缺指数(RCWDI)。根据土壤相对湿度得到的春玉米实际干旱等级，重新构建了RCWDI的干旱等级，并利用2019年的数据进行了验证。结果表明：2021年怀来县春玉米生育期内降水量和实际蒸散量之间有显著的相关关系，降水量与蒸散量差值的累积值可以反映春玉米的干旱状况。2021年怀来县春玉米干旱主要发生在播种到拔节期。2019年利用RCWDI获得的干旱等级与基于土壤水分得到的干旱等级相似度高达80%。研究表明基于闪烁通量修订的水分亏缺指数及其干旱等级具有一定的适用性。

关键词: 闪烁通量, 干旱, 水分亏缺指数, 春玉米

Abstract:

To identify drought conditions at different fertility stages within the growing season of spring maize in Huailai County, Hebei Province, this study calculated a revised crop water deficit index (RCWDI) by using the actual evapotranspiration instead of potential evapotranspiration for spring maize in 2021 in Huailai County, Hebei Province based on the data from the large-aperture scintillometer observation system. According to the actual drought grade of spring maize obtained by soil relative humidity, the drought grade of RCWDI was reconstructed and verified by the data of 2019. The results showed that there was a significant correlation between precipitation and actual evapotranspiration during the fertility period of spring maize in 2021 in Huailai County, and the cumulative value of the difference between precipitation and evapotranspiration could reflect the drought situation of spring maize. The drought of spring maize in Huailai County in 2021 mainly occurred from sowing to jointing stage. Drought ratings obtained by RCWDI in 2019 are up to 80% similar to those based on soil moisture. The study shows that the revised crop water deficit index and its drought grade based on scintillation flux have certain applicability.

Key words: scintillation flux, drought, crop water deficit index (CWDI), spring maize

戴欣钰, 刘聪, 李琪, 德吉卓玛, 吴东丽. 基于闪烁通量和土壤水分的春玉米干旱研究[J]. 中国农学通报, 2024, 40(8): 68-73.

DAI Xinyu, LIU Cong, LI Qi, DEKYI Droma, WU Dongli. Study on Drought of Spring Maize Based on Scintillation Flux and Soil Moisture[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(8): 68-73.

图/表 8

参考文献 30

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土壤质地	等级	各发育阶段土壤相对湿度
土壤质地	等级	播种—出苗	出苗—拔节	拔节—抽雄	抽雄—乳熟	乳熟—成熟
壤土	无旱	R>65	R>60	R>70	R>75	R>65
	轻旱	55<R≤65	50<R≤60	60<R≤70	65<R≤75	55<R≤65
	中旱	45<R≤55	40<R≤50	50<R≤60	55<R≤65	45<R≤55
	重旱	35<R≤45	30<R≤40	40<R≤50	45<R≤55	35<R≤45
	特旱	R≤35	R≤30	R≤40	R≤45	R≤35

土壤质地	等级	各发育阶段土壤相对湿度
土壤质地	等级	播种—出苗	出苗—拔节	拔节—抽雄	抽雄—乳熟	乳熟—成熟
壤土	无旱	R>65	R>60	R>70	R>75	R>65
	轻旱	55<R≤65	50<R≤60	60<R≤70	65<R≤75	55<R≤65
	中旱	45<R≤55	40<R≤50	50<R≤60	55<R≤65	45<R≤55
	重旱	35<R≤45	30<R≤40	40<R≤50	45<R≤55	35<R≤45
	特旱	R≤35	R≤30	R≤40	R≤45	R≤35

生育期	时间	20 cm土壤相对湿度/%	干旱等级
播种—出苗期	4月中旬—5月上旬	40.84	重旱
出苗—拔节期	5月中旬—6月中旬	31.01	重旱
拔节—抽雄期	6月中旬—7月中旬	65.00	轻旱
抽雄—乳熟期	7月下旬—8月中旬	51.87	重旱
乳熟—成熟期	8月下旬—9月中旬	65.65	无旱

生育期	时间	20 cm土壤相对湿度/%	干旱等级
播种—出苗期	4月中旬—5月上旬	40.84	重旱
出苗—拔节期	5月中旬—6月中旬	31.01	重旱
拔节—抽雄期	6月中旬—7月中旬	65.00	轻旱
抽雄—乳熟期	7月下旬—8月中旬	51.87	重旱
乳熟—成熟期	8月下旬—9月中旬	65.65	无旱

等级	各发育阶段水分亏缺指数(K_RCWDI)
等级	播种—出苗	出苗—拔节	拔节—抽雄	抽雄—乳熟	乳熟—成熟
无旱	K_RCWDI≤45	K_RCWDI≤50	K_RCWDI≤35	K_RCWDI≤35	K_RCWDI≤50
轻旱	45<K_RCWDI≤60	50<K_RCWDI≤65	35<K_RCWDI≤50	35<K_RCWDI≤45	50<K_RCWDI≤60
中旱	60<K_RCWDI≤75	65<K_RCWDI≤75	50<K_RCWDI≤60	45<K_RCWDI≤55	60<K_RCWDI≤70
重旱	75<K_RCWDI≤90	75<K_RCWDI≤85	60<K_RCWDI≤70	55<K_RCWDI≤65	70<K_RCWDI≤80
特旱	K_RCWDI>90	K_RCWDI>85	K_RCWDI>70	K_RCWDI>65	K_RCWDI>80

基于闪烁通量和土壤水分的春玉米干旱研究

Study on Drought of Spring Maize Based on Scintillation Flux and Soil Moisture

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生育期	时间	不同生育期平均水分亏缺指数/%	干旱等级
播种—出苗期	4月中旬—5月上旬	87.78750936	重旱
出苗—拔节期	5月中旬—6月中旬	83.38322958	重旱
拔节—抽雄期	6月下旬—7月中旬	40.61087828	轻旱
抽雄—乳熟期	7月下旬—8月中旬	44.41640778	轻旱
乳熟—成熟期	8月下旬—9月中旬	37.07679111	无旱

生育期	时间	20 cm土壤相对湿度/%	干旱等级
播种—出苗期	4月中旬—5月上旬	52.57	中旱
出苗—拔节期	5月中旬—6月中旬	36.04	重旱
拔节—抽雄期	6月中旬—7月中旬	28.43	特旱
抽雄—乳熟期	7月下旬—8月中旬	35.42	特旱
乳熟—成熟期	8月下旬—9月中旬	36.75	重旱

生育期	时间	不同生育期平均水分亏缺指数/%	干旱等级
播种—出苗期	4月中旬—5月上旬	68.06175366	中旱
出苗—拔节期	5月中旬—6月中旬	54.95187139	轻旱
拔节—抽雄期	6月下旬—7月中旬	71.26710632	特旱
抽雄—乳熟期	7月下旬—8月中旬	78.23067592	特旱
乳熟-成熟期	8月下旬-9月中旬	72.11842098	重旱

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