史梦霞 张佳笑 石晓宇 褚庆全 陈 阜 雷永登

中国农业大学农学院 / 农业农村部农作制度重点实验室, 北京 100193

河北省是我国的农业大省之一, 长期以来过度的农业灌溉用水导致了其地下水位显著下降[1]。据统计, 河北省农业用水在总用水量中的占比高达72.4%, 地下水超采严重[2]。特别近年来一些高耗水的粮食作物和水果蔬菜等大面积种植, 使得地区农业用水日益短缺[3]。河北省是以种植冬小麦、夏玉米为主的粮食主产区, 国家统计局数据表明,1999—2018年间, 二者总种植面积占河北省粮食作物的80%以上; 其中夏玉米、冬小麦近20年平均种植面积依次为3.04×106hm2、2.43×106hm2, 分别占河北省粮食作物总种植面积的47%和37%。此外, 苹果、梨、葡萄、西瓜等水果的种植面积占河北省水果总种植面积的50%以上。在气候变化和区域水资源日益紧缺的严峻形势下, 如何提高农业灌溉用水的生产效率和经济效益, 对河北省农业可持续发展有十分重要的现实意义。

在区域有限的水资源限制下, 充分利用自然降水, 以及提高作物的水分利用效率, 成为解决地区水资源矛盾的重要途径[4-5]。目前国内对于作物需水量与作物系数的研究主要集中在大田作物与经济作物上[6], 例如, 崔秋利[7]基于FAO推荐的Penman-Monteith公式(P-M公式)估算了1957—2017年京津冀地区冬小麦、夏玉米的耗水量及水分利用效率,结果表明冬小麦、夏玉米的水分利用效率仍有20%~30%的提升空间。也有研究采用SIMETAW模型, 估算了北京地区主要作物的需水量, 结果表明,果树类作物需水量>粮经作物>蔬菜类作物[8]。段爱……