Analysis of Coupling Status Between Precipitation and Water Use During Maize Growing Season in Liaoning Province

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2024-0159

Abstract

Abstract:

To study the water balance during the maize growing season in Liaoning Province based on the meteorological data and crop coefficients in Liaoning Province from 1963 to 2022, the SIMETAW model and climate diagnostic analysis methods were used to analyze the precipitation, water demand patterns, and water satisfaction status during the maize growing season in Liaoning Province. The impact of regional climate change on maize water demand was revealed, and the spatio-temporal evolution of effective precipitation and water demand during the maize growing season in Liaoning Province was studied. The research results showed that the effective precipitation during the whole growth period reached 481.6 mm. Among them, it was 347.4 mm in the west, 514.9 mm in the central and southern parts, and 636.8 mm in the east. The average water demand during the whole growth period of maize was 521 mm, showing no significant downward trend. The average coupling degree between precipitation and water demand during the whole growth period of maize was 0.715, that is, precipitation met 71.5% of the water demand, and the average water shortage was 28.5%. The guarantee rate of the coupling degree λ > 0.8 in the western region was only 28.3%. The maximum value of the coupling degree appeared in the east of Liaoning Province, followed by the central and southern parts of Liaoning Province, and the minimum value appeared in the west of Liaoning Province. The highest value of the coupling degree appeared during the flowering and pollination period, followed by the trumpet stage, and the lowest value appeared in the early growth stage and the maturity stage. In recent years, the coupling degree between precipitation and water demand in the early growth stage of maize has shown a significant upward trend. The coupling degree between precipitation and water demand in the early growth stage of maize is relatively low. Therefore, it is necessary to pay attention to the occurrence of drought, especially in the western part of Liaoning Province where water resources are scarce.

Key words: maize, reference crop evapotranspiration, effective precipitation, water demand, coupling degree, Liaoning

ZHANG Li. Analysis of Coupling Status Between Precipitation and Water Use During Maize Growing Season in Liaoning Province[J]. Journal of Agriculture, 2025, 15(6): 92-100.

Figures/Tables 12

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区域	播种—拔节（生长初期）	拔节—喇叭口（快速生长期）	喇叭口—开花授粉（生长中期）	开花授粉—收获期（成熟期）
东部	0.737	1.166	1.056	0.740
南部	0.745	1.184	1.083	0.777
中部	0.487	1.087	1.012	0.740
西部	0.458	1.120	1.008	0.815

区域	播种—拔节（生长初期）	拔节—喇叭口（快速生长期）	喇叭口—开花授粉（生长中期）	开花授粉—收获期（成熟期）
东部	0.737	1.166	1.056	0.740
南部	0.745	1.184	1.083	0.777
中部	0.487	1.087	1.012	0.740
西部	0.458	1.120	1.008	0.815

发育期	播种—拔节	拔节—喇叭口	喇叭口—开花授粉	开花授粉—收获	播种—收获
需水量/mm	75	184	186	76	521
倾向率/(mm/10 a)	-1.85	-1.18	-0.13	-0.06	-3.25
相关系数	-0.285*	-0.184	-0.105	-0.085	-0.189

发育期	播种—拔节	拔节—喇叭口	喇叭口—开花授粉	开花授粉—收获	播种—收获
需水量/mm	75	184	186	76	521
倾向率/(mm/10 a)	-1.85	-1.18	-0.13	-0.06	-3.25
相关系数	-0.285*	-0.184	-0.105	-0.085	-0.189

区域	耦合度λ	保证率/%
区域	耦合度λ	λ≥0.4	λ≥0.6	λ≥0.8
东部	0.982	100.0	99.8	96.2
南部	0.801	98.6	86.4	50.1
中部	0.836	98.8	86.5	47.8
西部	0.692	80.8	66.5	28.3
全域	0.715	90.0	71.7	40.0