DB21T 3439-2021 粮食作物光热资源利用效率评估技术方法.pdf

ICS 07.060 CCS A 47 DB21 辽宁省地方标准 DB21/T 34392021 粮食作物光热资源利用效率评估技术方法 Assessment guidelines for radiation-thermal resources use efficiency of grain crops 2021-05-22 发布 2021-06-22 实施 辽宁省市场监督管理局 发 布 DB21/T 34392021 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 评估资料数据要求.2 4.1 作物资料.2 4.2 气象资料.2 5 光热资源利用效率评估内容及其计算方法.2 5.1 光温资源利用率.2 5.2 光能利用率.2 5.3 热量利用效率.3 附录 A（规范性）光温生产潜力估算方法.4 附录 B（规范性）光合有效辐射估算方法.6 附录 C（资料性）粮食作物的干重热值.7 附录 D（资料性）粮食作物生物学上限温度、下限温度和最适温度.8 DB21/T 34392021 II 前 言 本文件按照GB/T 1.1-2020给出的规则起草。本文件由辽宁省气象局提出。本文件由辽宁省气象局归口。本文件起草单位：中国气象局沈阳大气环境研究所、朝阳市气象局。本文件主要起草人：米娜、张玉书、纪瑞鹏、张富荣、于文颖、蔡福、陈妮娜、张淑杰、武晋雯、冯锐。本标准发布实施后，任何单位和个人如有问题和意见建议，均可通过来电和来函方式进行反馈，我们将及时答复并认真处理，根据实际情况依法进行评估及复审。（归口提出单位地址：沈阳市和平区常德街 69 号，联系电话：024-83862064；起草单位地址：沈阳市和平区长白南路 366 号，联系电话：024-83862034；朝阳市朝阳大街三段 21 号，联系电话：0421-2627703。）DB21/T 34392021 1 粮食作物光热资源利用效率评估技术方法 1 范围 本文件规定了粮食作物光热资源利用效率评估术语与定义、资料数据、计算方法的技术要求。本文件适用于辽宁地区对粮食作物（水稻、玉米、大豆、高粱、谷子、春小麦等）全生育期内光热资源利用效率的评估。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 311552014 太阳能资源等级 总辐射 GB/T 311632014 太阳能资源术语 GB/T 375262019 太阳能资源评估方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 光合生产潜力 photosynthetic potential productivity 在温度、水分、CO2、养分、群体结构等得到满足或处于最适状态下，单位面积单位时间内完全由当地太阳辐射所决定的产量上限。单位为千克每公顷（kg/hm2）。3.2 光温生产潜力 light and temperature potential productivity 在 CO2、水分、养分、群体结构等得到满足或处于最适状态下，单位面积单位时间内由当地太阳辐射和温度所决定的产量上限。单位为千克每公顷（kg/hm2）。3.3 光能利用率 utilization efficiency of light 在植物生育期内，单位土地面积上作物收获物中所贮存的能量与同期投射到该单位面积的光合有效辐射的比值。3.4 总辐射 global radiation 水平面从上方 2 立体角范围内接收到的直接辐射和散射辐射之和。单位为兆焦耳每平方米每天DB21/T 34392021 2（MJ/m2/d）。3.5 光合有效辐射 photosynthetically active radiation 太阳辐射光谱中可被绿色植物用于光合作用波段的辐射能。植物光合有效辐射波段通常为400-700nm。单位为兆焦耳每平方米每天（MJ/m2/d）。3.6 经济产量 economic yield 是指在单位面积土地上，按作物栽培目的所收获的干物质总量。单位为千克每公顷（kg/hm2）。3.7 日照时数 sunshine duration 在一给定时间，太阳直接辐照度达到或超过 120W/m2的各段时间总和。单位为小时（h）。4 评估资料数据要求 4.1 作物资料 评估作物收获时的经济产量（kg/hm2）。评估作物的播种日期和成熟日期。4.2 气象资料 评估作物生育期内所在地区的日平均气温（）和日照时数（h）。5 评估内容及其计算方法 5.1 光温资源利用率%100PRTYYE.(1)式中：光温资源利用率；Y粮食作物经济产量，单位为千克每公顷（kg/hm2）；Yp粮食作物光温生产潜力，单位为千克每公顷（kg/hm2），计算方法见附录 A。5.2 光能利用率%100MDSDRPARYHEi.(2)DB21/T 34392021 3 式中：RE光能利用率；作物生长期间（播种至成熟）的光合有效辐射，单位为兆焦耳每平方米（MJ/m2），计算方法见附录 B；H粮食作物干重热值，表示每千克干物质燃烧时释放出的热量，单位为兆焦耳每千克（MJ/kg），取值见附录 C；SD播种日期；MD收获日期。5.3 热量利用效率)(minmean,MDSDtTYHUEii.(3)式中：HUE为热量利用效率，单位为千克每公顷每度日（kg/（hm2d）；Ti,mean为第i天的日平均气温；作物生长期间大于生物学下限温度mint的有效积温，单位为度日（d），各作物的mint值见附录 D。DB21/T 34392021 4 A 附 录 A（规范性）光温生产潜力估算方法 光温生产潜力通常采用光合生产潜力乘以温度订正函数进行估算。)(1PtfYY.(A.1)式中：Yp光温生产潜力，单位为千克每公顷（kg/hm2）；Yl光合生产潜力，单位为千克每公顷（kg/hm2）。QHELfY111l)1()1()()1)(1)(1)(1)(1(*10000.(A.2)式中：各参数意义及取值见表 A.1;为投射到单位面积上的太阳总辐射量，单位为兆焦耳每平方米（MJ/m2），计算方法见附录 B；H作物干重热值，见附录 C；为光合有效辐射能量占总辐射能量的比例，取 0.49。表A.1 作物光合生产潜力各参数意义及取值 参数 意义 水稻 玉米 大豆 谷子 高粱 春小麦 植物群体反射率 0.06 0.08 0.10 0.08 0.09 0.06 植物繁茂群体透光率 0.08 0.06 0.10 0.10 0.10 0.10 超过光饱和点光的比例 0.05 0.01 0.10 0.05 0.03 0.03 作物非光合器官截获的辐射比例 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 呼吸作用的耗损率 0.33 0.30 0.35 0.33 0.30 0.33 光合作用量子效率 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 植物体无机养分含量 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 含水率 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 f(L)作物叶面积动态变化订正值 0.56 0.58 0.50 0.44 0.52 0.56 E 经济系数 0.45 0.40 0.35 0.35 0.35 0.45 式(A.1)中，f（t）为温度订正系数，表示为：DB21/T 34392021 5)()(),(0)(maxsoptmaxmaxsminminoptminmaxmintttttttttttttttttttf.(A.3)式中：t作物生长期间（播种至收获）平均日均温，单位为摄氏度（）；tmin生物学下限温度，单位为摄氏度（），取值见附录 D；tmax生物学上限温度，单位为摄氏度（），取值见附录 D；topt最适温度，单位为摄氏度（），取值见附录 D。DB21/T 34392021 6 A B 附 录 B（规范性）光合有效辐射估算方法 光合有效辐射占太阳总辐射的 49%，太阳总辐射可以通过式（B.1）进行估算：aggRNnbaQ)(.(B.1)式中：Q 太阳总辐射，单位为兆焦耳每平方米每天（MJ/m2/d）ag、bg系数，一般通过有太阳辐射和日照时数观测的站点统计确定，辽宁地区可取ag=0.17，bg=0.55；n日照时数，单位为小时（h）；N可照时数，单位为小时（h）；Ra大气上界太阳辐射，单位为兆焦耳每平方米每天（MJ/m2/d）。地外太阳辐射Ra由太阳常数、太阳赤纬和该日在一年中序数来估计，见式（B.2）：)sincoscossinsin(6024SsrSCadGR.(B.2)式中：SCG太阳常数，0.082，单位为兆焦耳每平方米每分钟（MJ/m2/min）；rd日地平均距离订正项，由式（B.3）计算；太阳赤纬，单位为弧度，由式（B.4）计算；日出日落的时角，单位为弧度，由式（B.5）计算；纬度，单位为弧度。)3652cos(033.01Jdr.(B.3)39.13652sin(409.0J.(B.4)式中：J 日序，取值范围为 1365 或 366,1 月 1 日取日序为 1。tantanarccosS .(B.5)可照时数（N）由式（B.6）计算：SN24 (B.6)DB21/T 34392021 7 B C 附 录 C（资料性）粮食作物的干重热值 表C.1 粮食作物的干重热值（MJ/kg）作物 干重热值 水稻 16.9 玉米 17.2 大豆 23.1 谷子 20.0 高粱 17.8 春小麦 17.8 D DB21/T 34392021 8 C E 附 录 D（资料性）粮食作物生物学上限温度、下限温度和最适温度 D.1 粮食作物生物学上限温度、下限温度和最适温度（）作物 生物学上限温度 生物学下限温度 最适温度 水稻 36.0 10.0 30.0 玉米 40.0 8.0 30.0 大豆 33.0 8.0 25.0 谷子 30.0 8.0 25.0 高粱 35.0 7.0 24.0 春小麦 30.0 3.0 22.0 _