1、ICS 07.060 CCS A 47 DB21 辽宁省 地 方 标 准 DB21/T 3439 2021 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 3439 2021 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
2、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 3439 2021 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
3、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 3439 2021 1
4、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 31155 2014 太阳能资源等级 总辐射 GB/T 31163 2014 太阳能资源术语 GB/T 37526
5、2019 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
6、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 3439 2021 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
7、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
8、（ h）。 5 评估 内容及其计算 方法 5.1 光温资源利用率 %100PRT YYE . (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 %100MDSDR PARYHE i . (2) DB21/T 3439 2021 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
9、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 )( m inm e a n,MDSD tT YHUE ii . (3) 式中 ： HUE 为热量利用效率， 单位 为 千克 每公顷每度日（ kg/（ hm2 d ） ）； 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 3439 2021 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
10、函数进行估算 。 )(1P tfYY . (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） 。 QHELfY 111l )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
11、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
12、 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 3439 2021 5 )( )( ),(0 )( m a xs optm a x m a x sm i n m i nopt m i n m a xm i n ttt tt tt ttt tt tt tttt tf .(A.3) 式中 ： t作物 生长期间（ 播种 至 收获
13、） 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 3439 2021 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： agg RNnbaQ )( . (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
14、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(6024 SsrSCa dGR . (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/m 2/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
15、）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 。 )3652c o s (033.01 Jd r . (B.3) )39.13652s in (409.0 J . (B.4) 式中： J 日序，取值范围为 1365或 366, 1月 1日取日序为 1。 t a nt a na rc c o s S . (B.5) 可照时数（ N）由式（ B.6）计算： SN 24 (B.6) DB21/T 3439 2021 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 3439 2021 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 _
