《灌溉排水新技术》doc版

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1、灌溉排水新技术百问百答（第二期）第2章作物水分生产函数在学习“灌溉排水新技术”课程前，大家对灌溉排水工程一般都有不同程度的了解，但有关基本概念和知识可能不够清晰，不够准确，不够完整。本课程的第2章按照专业的需求和专业特点，对于作物水分生产函数及灌溉制度等相关基础知识进行了介绍。11、什么是作物水分生产函数？如何确定自变量和因变量？农业生产的本质就是如何充分利用上述三种资源，获得尽可能多的产出，以满足人类需要。一般情况下，生产资源投入数量不同，所能获得的产出数量也就不同。反映这种投入与产出之间技术经济的数量关系的函数称为生产函数。作物产量与水

2、分因子之间的数学关系称为作物水分生产函数（Waterproductionfunction）。确定作物水分生产函数模型，首先要选定其因变量和自变量，才能写出具体表达式来。因变量只有一个，即产量。按经济目标不同，产量可以是果实、根茎或整个地上部分（如牧草）。产量可以表示成绝对值，亦可取相对值如实际产量与最高产量的比值。11自变量应能反映作物水分状况，它可以用不同的物理量代替。例如蒸腾量显然是一种较理想的代替量。在一定气候、土壤、作物条件下，蒸腾量大时光合作用强，产量就高。为了方便，现有的作物水分生产函数模型多以腾发量或其相对值（如实际腾发量与最

3、大腾发量之比）作为自变量。水分作为生产函数的自变量一般用三种指标表示：灌水量（），实际腾发（蒸发蒸腾）量（），土壤含水量()。表示因变量产量的指标也有三种：单位面积产量()，平均产量()，边际产量()。边际产量指水量变动时引起的产量变动率，为水分生产函数的一阶导数，在经济学中称为增值或增量。从数学定义可知，边际产量是产量特征曲线上任一点的斜率。12、按总量计算的作物水分生产函数是如何表达的？在供水受限制的条件下，可以按全生育期内总供水量满足作物最大需水量（）程度及其对最终产量的影响来确定作物水分生产函数。这种生产函数通常是以产量反应系数（）

4、解释相对产量的下降数（）与全生育期相对腾发量差额总量［］之间的关系，因此可简称为法。具体表达式为1－=实际腾发量（）和最大腾发量（）之比，表示缺水程度。缺水可能持续发生在全生育期内，也可以发生在某一个生育期。一般说，作物整个生育期的缺水增多时，对苜蓿、花生、红花、甜菜等作物（第Ⅰ类）的减产比例较小（Ky<1），而对香蕉、玉米，甘蔗等作物（第Ⅳ类）的减产比例较大（Ky>1）。就各个生长期而言，缺水引起的减产在营养生长期和成熟期相对要少些，而在开花期和产品形成期则相对要多一些。11大部分作物的相对产量（）与相对腾发量之间呈直线关系，该直线斜率即

5、为值。这种直线关系适用于缺水额（即）不超过0.5范围。值是在适宜生长环境及高水平栽培技术下，通过实地试验来确定。全生育期作物水分生产函数的数学模型还有其他形式，如二次抛物线形式，如有兴趣可参见其他相关书籍。13、分阶段考虑的作物水分生产函数模型有何共同假定？常见模型有哪几种？有何特点？分阶段考虑的作物水分生产函数模型的共同假定是：（1）各阶段缺水，即实际腾发量小于最大腾发量时，均对作物生长发育不利，最终形成的产量将会降低。（2）全生育期由缺水造成的减产，是各个生育阶段缺水效应的综合结果。按阶段缺水效应的综合方式不同，可将模型分为下列三种：⑴

6、加法模型这种模型不考虑各阶段之间缺水对产量影响，同时认为各阶段的缺水效应可简单地叠加。例如，斯梯瓦尔特提出的模型式中：为作物生育阶段的序号；为全生育期阶段个数；为第阶段敏感性参数；其余符号同前。11加法模型考虑了各阶段不同水平缺水对总产量的影响，使用也较简单。但是，它将各阶段缺水对产量的影响孤立起来并简单地叠加，显然不够合理，例如，当某一阶段严重缺水致使作物死亡时就不会获得任何产量，但由加法模型却可以计算出产量来。所以，通常加法模型适用于较湿润地区或天然降雨基本能满足作物对水分的最低要求的地区。在干旱地区是否适用，尚需根据当地情况分析评价或

7、更多试验资料进行验证与改进。⑵相乘函数模型这种模型以乘法形式反映各阶段缺水效应之间的联系。这样，每一阶段的缺水不仅影响本阶段，还对以后的阶段产生影响。若其中某一阶段严重缺水，相对腾发量接近于零，则最后形成的产量亦接近于零。这一概念符合干旱、半干旱地区的籽实或块根为产量的作物情况。在相乘模型中，詹森（Jensen）公式最为典型，它是用各阶段相对腾发量来计算相对产量，即式中：表示作物对阶段缺水的敏感性指标，愈大，表示该阶段缺水对产量的影响愈大，反之愈小，值由试验资料确定。必须提出的是：詹森模型中的敏感性指标i值，不仅随各种作物的不同生育阶段变化

8、，而且也随地区、年份不同而变。所以既不能将某一地区的值照搬到其它地区使用，也不能在同一地区的不同年份使用同一大小的值，现有的作物水分生产函数模型都是在一定的土壤、气象，农业技术等