《農(nóng)田灌溉原理》教學(xué)課件

《農(nóng)田灌溉原理》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！《農(nóng)田灌溉原理》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用植株蒸騰：作物將根系從土壤中吸收的水分，通過葉片的氣孔蒸騰到大氣中的現(xiàn)象。棵間蒸發(fā)：植株間土壤或田面的水分蒸發(fā)。深層滲漏：旱地中由于降雨量或灌溉水量太多，使土壤水分超過了田間持水量，向根系吸水層以下土層滲漏的現(xiàn)象。植株蒸騰棵間蒸發(fā)深層滲漏或田間滲漏地表徑流組成植株體的一局部1．作物需水量農(nóng)田水分消耗的途徑一、作物需水量與影響因素第二節(jié)作物需水量與灌溉制度植株蒸騰：作物將根系從土壤中吸收的水分，通過葉片的氣孔蒸騰到學(xué)習(xí)提綱主要講授：作物需水量、田間耗水量的概念，作物需水量的試驗(yàn)測(cè)定與估算方法、灌溉制度的制定。重點(diǎn)：作物需水量的估算及灌溉制度確實(shí)定第一局部：作物需水量及影響因素作物需水量的試驗(yàn)測(cè)定作物需水量的估算第二局部：灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法水量平衡法確定旱作物的灌溉制度水量平衡法確定水稻的灌溉制度第二節(jié)作物需水量與灌溉制度學(xué)習(xí)提綱主要講授：作物需水量、田間耗水量的概念，作物需水量的作物需水量：生長(zhǎng)在大面積上的無病蟲害作物，土壤水分和肥力適宜時(shí)，在給定的生長(zhǎng)環(huán)境中能取得高產(chǎn)潛力的條件下為滿足植株蒸騰、棵間蒸發(fā)、組成植株體所需要的水量。在實(shí)際中由于組成植株體的水分只占總需水量中很微小的一局部(一般小于1%)，而且這一小局部的影響因素較復(fù)雜，難于準(zhǔn)確計(jì)算，故人們均將此局部忽略不計(jì)，即認(rèn)為作物需水量就等于植株蒸騰量和棵間蒸發(fā)量之和，即所謂的“蒸發(fā)蒸騰量〞，氣象學(xué)、水文學(xué)和地理學(xué)中稱為“蒸散量〞或“農(nóng)田總蒸發(fā)量〞，國(guó)內(nèi)也有人稱之為“騰發(fā)量〞。1．作物需水量第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素作物需水量：生長(zhǎng)在大面積上的無病蟲害作物，土壤水分和肥力適宜作物耗水量，簡(jiǎn)稱耗水量：就某一地區(qū)而言，指具體條件下作物獲得一定產(chǎn)量時(shí)實(shí)際所消耗的水量。作物需水量是一個(gè)理論值，又稱為作物潛在蒸發(fā)蒸騰量，而作物耗水量是一個(gè)實(shí)際值，又稱作物實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量。作物需水量與作物耗水量的單位一樣，常以m3畝-1或mm水層表示。1．作物需水量第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素作物耗水量，簡(jiǎn)稱耗水量：就某一地區(qū)而言，指具體條件下作物獲得1．作物需水量作物需水量包含生理和生態(tài)需水兩個(gè)方面。作物生理需水：作物生命過程中各種生理活動(dòng)〔如蒸騰作用、光合作用等〕所需要的水分。植株蒸騰實(shí)際上是作物生理需水的一局部。作物生態(tài)需水：指生育過程中，為給作物正常生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境所需要的水分?？瞄g蒸發(fā)即屬于作物的生態(tài)需水。第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素1．作物需水量作物需水量包含生理和生態(tài)需水兩個(gè)方面。第二節(jié)作物在不同生長(zhǎng)階段的需水規(guī)律為：隨著作物的生長(zhǎng)和葉面積的增加，需水量值也不斷增大，在作物苗期，需水量值較小，當(dāng)作物進(jìn)入生長(zhǎng)盛期，需水量增加很快，葉面積最大時(shí)，作物需水量出現(xiàn)頂峰；到作物成熟期，需水量值又迅速下降。在整個(gè)作物的生育期內(nèi)，植株蒸騰和棵間蒸發(fā)兩者互為消長(zhǎng)。每種作物都有需水頂峰期，需水頂峰期一般處于作物生長(zhǎng)旺盛階段，如冬小麥有兩個(gè)需水頂峰期，第一個(gè)頂峰在分蘗期，第二頂峰在開花至乳熟期；大豆的需水頂峰在開花結(jié)莢期；谷子的需水頂峰為開花―乳熟期；玉米為抽雄―乳熟期。1．作物需水量第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素作物在不同生長(zhǎng)階段的需水規(guī)律為：隨著作物的生長(zhǎng)和葉面積的增加作物在不同生育時(shí)期對(duì)缺水的敏感程度不同，在作物整個(gè)生育期中通常把對(duì)缺水最敏感、缺水對(duì)產(chǎn)量影響最大的時(shí)期稱為作物需水臨界期或需水關(guān)鍵期。各種作物需水臨界期不完全一樣，但大多數(shù)出現(xiàn)在從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的過渡階段，例如小麥在拔節(jié)至抽穗期，棉花在開花至結(jié)鈴期，玉米在抽雄至乳熟期，水稻為孕穗至揚(yáng)花期等，在作物需水臨界期缺水，會(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生很大影響。1．作物需水量第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素作物在不同生育時(shí)期對(duì)缺水的敏感程度不同，在作物整個(gè)生育期中通作物需水規(guī)律隨作物種類、品種、土壤、氣候、生產(chǎn)力水平等諸多因素而變化，應(yīng)結(jié)合各地情況來探索作物需水規(guī)律?！?〕作物因素不同種類的作物需水量有很大的差異，如就小麥、玉米、水稻而言，水稻＞小麥＞玉米；不同品種的作物需水量有很大差異，如耐旱品種需水量?。徊煌A段需水量不同；不同長(zhǎng)勢(shì)的作物需水量不同。2．影響作物需水量的主要因素第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素作物需水規(guī)律隨作物種類、品種、土壤、氣候、生產(chǎn)力水平等諸多因〔2〕氣象因素氣象因素是影響作物需水量的主要因素，它不僅影響蒸騰速率，也直接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育。氣象因素對(duì)作物需水量的影響，往往是幾個(gè)因素同時(shí)作用，很難將各個(gè)因素的影響一一分開。當(dāng)氣溫高、日照時(shí)數(shù)多、相對(duì)濕度小時(shí)，需水量會(huì)增加。2．影響作物需水量的主要因素

第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素〔2〕氣象因素2．影響作物需水量的主要因素第二節(jié)作物需〔3〕土壤因素影響作物需水量的土壤因素主要有質(zhì)地、顏色、含水量有機(jī)質(zhì)含量、養(yǎng)分狀況等。砂土持水力弱，蒸發(fā)較快，因此，在砂土上的作物需水量就大。就土壤顏色而言，黑褐色土壤吸熱較多，其蒸發(fā)較大，而顏色較淺的黃白色土壤反射較強(qiáng)，相對(duì)蒸發(fā)較少。土壤含水量較高時(shí)，蒸發(fā)強(qiáng)烈，作物需水量較大；相反，土壤含水量較低時(shí)，作物需水量較少。2．影響作物需水量的主要因素第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素〔3〕土壤因素2．影響作物需水量的主要因素第二節(jié)作物〔4〕農(nóng)業(yè)技術(shù)農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)水平的上下直接影響水量消耗的速度。粗放的農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)，可導(dǎo)致土壤水分的無效消耗。灌水后適時(shí)耕耙保墑、中耕松土，將使土壤外表形成一個(gè)疏松層，這樣可減少水量的消耗。2．影響作物需水量的主要因素第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素〔4〕農(nóng)業(yè)技術(shù)2．影響作物需水量的主要因素第二節(jié)作物由于上述各種因素的影響，因此，在生產(chǎn)實(shí)際中，必須因時(shí)、因地、因作物、因氣候等各種自然與人為條件確定作物的需水量，以利于指導(dǎo)生產(chǎn)。作物需水量是農(nóng)業(yè)用水的主要組成局部，也是整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中消耗水分的最主要局部。它是水資源合理開發(fā)、利用所必需的重要資料，同時(shí)也是灌排工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理的根本依據(jù)。2．影響作物需水量的主要因素

第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素由于上述各種因素的影響，因此，在生產(chǎn)實(shí)際中，必須因時(shí)、因地、蒸滲儀是根據(jù)水量平衡原理設(shè)計(jì)的一種用來計(jì)算農(nóng)田水文循環(huán)各主要成分的專門儀器。國(guó)外利用Lysimeter研究作物蒸發(fā)蒸騰非常普遍。我國(guó)利用Lysimeter進(jìn)展作物蒸發(fā)蒸騰的研究始于80年代中期。中國(guó)科學(xué)院禹城綜合試驗(yàn)站于1985年秋安裝了一臺(tái)面積為3m2，深度為2m的大型原狀土自動(dòng)稱重土壤蒸發(fā)滲漏儀。二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定1．器測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度蒸滲儀是根據(jù)水量平衡原理設(shè)計(jì)的一種用來計(jì)算農(nóng)田水文循環(huán)各主1．器測(cè)法西北農(nóng)林科技大學(xué)水建學(xué)院灌溉實(shí)驗(yàn)站1997年9月正式投入使用了一臺(tái)蒸滲儀，其進(jìn)口于美國(guó)，面積6.25m2(2.5×2.5)，裝土深度3m。利用大型稱重式蒸滲儀直接測(cè)定的作物蒸發(fā)蒸騰量比較準(zhǔn)確，常被用來檢驗(yàn)各種作物蒸發(fā)蒸騰計(jì)算公式，進(jìn)展適當(dāng)修正和確定作物系數(shù)，但由于其設(shè)備價(jià)格昂貴而限制了其在我國(guó)的廣泛應(yīng)用。第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定1．器測(cè)法西北農(nóng)林科技大學(xué)水建學(xué)院灌溉實(shí)驗(yàn)站1997年9月正蒸滲儀可分為：稱重式與水力式。稱重式：又可分為充填式與整塊式兩種。前者在器內(nèi)充填均勻的土壤或沙土混合物，后者在器內(nèi)裝整塊原狀土。水力式：水力式蒸滲儀是以靜水浮力稱重原理為根底的一種測(cè)量土壤蒸發(fā)的儀器。蒸滲儀中土壤的原重以外界液體的靜水壓力來衡量，而由蒸發(fā)蒸騰等所引起的土塊重量變化，那么以觀測(cè)土塊垂直位移的方法來確定。1．器測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定蒸滲儀可分為：稱重式與水力式。1．器測(cè)法第二節(jié)作物需水量蒸滲儀的根本工作原理：目前國(guó)內(nèi)外已建成的蒸滲儀，盡管種類繁多，形式各異，規(guī)模不一，但它們的共同特點(diǎn)是在盛土容器中觀測(cè)其土壤水分動(dòng)態(tài)變化，量測(cè)不同時(shí)段水分總量，研究土體中水分收支量及變化過程。土壤水量平衡方程式為：P+I+R+C＝ET+D+ΔW式中：P為大氣降水量；I為灌水量；R為地表徑流量；C為汽態(tài)凝結(jié)水量；ET為蒸散發(fā)量；D為深層土壤滲漏量；ΔW為時(shí)段內(nèi)土壤含水量的變化。1．器測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定蒸滲儀的根本工作原理：目前國(guó)內(nèi)外已建成的蒸滲儀，盡管種類繁多稱重式蒸滲儀蒸滲儀（美國(guó)加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校）作物：番茄直徑：6.70米深：0.96米水力式土壤蒸滲儀（中國(guó)科學(xué)院地理研究所禹城實(shí)驗(yàn)站）普通稱重式蒸滲儀測(cè)筒構(gòu)造示意圖1．器測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度稱重式蒸滲儀蒸滲儀（美國(guó)加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校）水力式土壤坑測(cè)法是在專門修建的測(cè)坑中測(cè)定作物需水量，這是我國(guó)目前最主要的應(yīng)用方法。有底測(cè)坑土壤常為回填土，底部一般鋪設(shè)20cm厚由砂和礫石組成的濾水層，基部設(shè)側(cè)向排水管與排水收集系統(tǒng)相連。坑中土壤回填時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照原有土層容重分層回填，這是保證測(cè)坑試驗(yàn)結(jié)果具有代表性的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。無底測(cè)坑可用原狀土，也可以為擾動(dòng)回填土。為了控制降雨，測(cè)坑上方通常還要安設(shè)防雨設(shè)施。2．坑測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定坑測(cè)法是在專門修建的測(cè)坑中測(cè)定作物需水量，這是我國(guó)目前最主要測(cè)坑內(nèi)的水分變化通過先后兩次測(cè)定的土壤含水量的差值計(jì)算。測(cè)定含水量最好選擇可以定點(diǎn)、連續(xù)測(cè)定的方法，象中子散射法電阻法，TDR法等。土鉆中子儀TDR2．坑測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度測(cè)坑內(nèi)的水分變化通過先后兩次測(cè)定的土壤含水量的差值計(jì)算。測(cè)定啟閉式防雨棚移動(dòng)式防雨棚防雨設(shè)備簡(jiǎn)易防雨棚啟閉式防雨棚移動(dòng)式防雨棚防雨設(shè)備簡(jiǎn)易防雨棚田測(cè)法是在大田條件下直接測(cè)定作物蒸發(fā)蒸騰量。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)定環(huán)境與作物生長(zhǎng)發(fā)育所處的環(huán)境完全一樣，有較強(qiáng)的真實(shí)性和代表性．缺點(diǎn)：易受環(huán)境條件的干擾，如果控制不好，有些工程測(cè)定不準(zhǔn)，那么引起的誤差會(huì)引起作物需水量測(cè)定結(jié)果精度。3．田測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定田測(cè)法是在大田條件下直接測(cè)定作物蒸發(fā)蒸騰量。3．田測(cè)法第二節(jié)土壤棵間蒸發(fā)是作物需水量中不可分割的局部，是農(nóng)田水量平衡計(jì)算中非常重要的因素，尤其在作物的生長(zhǎng)前期，土壤處于裸露狀態(tài)，棵間蒸發(fā)尤為嚴(yán)重。但是，在農(nóng)田水量平衡的各種計(jì)算模型中如何將棵間蒸發(fā)和植物蒸騰區(qū)分開來，一直是困擾人們的難題。只有在明確了作物各生育階段棵間蒸發(fā)和植物蒸騰的比例關(guān)系后，才能準(zhǔn)確地估算農(nóng)田土壤水分動(dòng)態(tài)，制定合理的灌溉制度，盡可能地減少無效的土壤水分散失，提高水分利用效率。因此，測(cè)定土壤的棵間蒸發(fā)是一項(xiàng)非常重要的工作。4．土壤棵間蒸發(fā)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定土壤棵間蒸發(fā)是作物需水量中不可分割的局部，是農(nóng)田水量平衡土壤棵間蒸發(fā)一般用微型蒸滲儀測(cè)定，每套蒸滲儀〔蒸發(fā)器〕由內(nèi)筒和外筒組成。目前一般用鍍鋅鐵皮制成。4．土壤棵間蒸發(fā)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定土壤棵間蒸發(fā)一般用微型蒸滲儀測(cè)定，每套蒸滲儀〔蒸發(fā)器〕由內(nèi)筒測(cè)定步驟1〕選取有代表性的測(cè)定地點(diǎn)，在所測(cè)地點(diǎn)挖土埋設(shè)蒸滲儀的外筒，外筒的上口與土面齊平。2〕用內(nèi)筒取土。取土?xí)r，將內(nèi)筒垂直壓入土中，盡量不破壞土體構(gòu)造，取出滿筒原狀土，并用刮刀刮平底部后用塑料薄膜或紗窗包扎。3〕然后用電子天平稱重，最后將稱重后的內(nèi)筒及土壤放回預(yù)先固定的外筒中。4〕第二天再將內(nèi)筒取回稱重，以確定蒸發(fā)的水分重。5〕換土，為保證微型蒸滲儀內(nèi)的土壤水分與田間土壤的實(shí)際含水量一致，稱完重后更換微型蒸滲儀中的原狀土，按第2〕步進(jìn)展換土操作。然后再重復(fù)第3〕、4〕步。每個(gè)處理選三個(gè)點(diǎn)來布置微型蒸滲儀，使測(cè)得結(jié)果更具代表性。4．土壤棵間蒸發(fā)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定測(cè)定步驟4．土壤棵間蒸發(fā)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度棵間蒸發(fā)量的計(jì)算E=〔W1－W2〕／〔πr2〕×10式中：E－棵間蒸發(fā)量〔mm〕；W1－時(shí)段初的內(nèi)筒及土壤重〔g〕；W2－時(shí)段末的內(nèi)筒及土壤重〔g〕；r－內(nèi)筒的內(nèi)半徑〔cm〕。4．土壤棵間蒸發(fā)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定棵間蒸發(fā)量的計(jì)算4．土壤棵間蒸發(fā)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與ETc的估算方法有兩類，一類是直接計(jì)算法，另一類是通過參考作物蒸發(fā)蒸騰量ET0與作物系數(shù)Kc估算的方法。直接計(jì)算作物蒸發(fā)蒸騰量的方法均為經(jīng)歷公式法，即根據(jù)作物蒸發(fā)蒸騰量和主要?dú)庀笠匾约白魑锂a(chǎn)量等實(shí)測(cè)成果，用回歸分析方法確定作物蒸發(fā)蒸騰量隨這些因素變化的經(jīng)歷方程。在我國(guó)采用較多的有蒸發(fā)皿法、產(chǎn)量法和多因素法。三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算第二節(jié)作物需水量與灌溉制度ETc的估算方法有兩類，一類是直接計(jì)算法，另一類是通過參考作〔一〕直接計(jì)算1．水面蒸發(fā)量法〔蒸發(fā)皿法或α值法〕：水面蒸發(fā)量與作物需水量之間存在一定程度的相關(guān)關(guān)系，因此可用水面蒸發(fā)量這一參數(shù)來計(jì)算作物需水量：ETc=αE0或ETc=aE0＋b式中：ETc-作物需水量〔mm〕；E0-與ETc同時(shí)段的水面蒸發(fā)量〔mm〕，采用蒸發(fā)皿或蒸發(fā)器的測(cè)定值。第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算〔一〕直接計(jì)算1．水面蒸發(fā)量法〔蒸發(fā)皿法或α值法〕α—需水系數(shù)或蒸發(fā)系數(shù)，為需水量與水面蒸發(fā)量的比值，由實(shí)測(cè)資料確定，一般水稻田的α=0.9～1.3，旱作的α=0.3～0.7。作物全生育期內(nèi)各生長(zhǎng)階段的α值是各不一樣的，其最大值出現(xiàn)在作物生長(zhǎng)旺期，而發(fā)芽出苗期那么最小，所以在分階段計(jì)算作物需水量時(shí)，各階段應(yīng)分別選取不同的α值。一般水稻用α值法比旱作物用此法好。1．水面蒸發(fā)量法〔蒸發(fā)皿法或α值法〕：第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算α—需水系數(shù)或蒸發(fā)系數(shù)，為需水量與水面蒸發(fā)量的比值，由實(shí)測(cè)資2．產(chǎn)量法：作物產(chǎn)量反映了水、土、肥、熱、氣、光等因素的協(xié)調(diào)及農(nóng)業(yè)措施的綜合作用。在一定條件下，作物需水量將隨產(chǎn)量的提高而增加。但是需水量的增加并不與產(chǎn)量成比例，〔一〕直接計(jì)算單位產(chǎn)量的需水量隨產(chǎn)量的增加而逐漸減小，說明當(dāng)作物產(chǎn)量到達(dá)一定水平后，要進(jìn)一步提高產(chǎn)量就不能僅靠增加水量，而必須同時(shí)改善作物生長(zhǎng)所必需的其它條件。第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算2．產(chǎn)量法：〔一〕直接計(jì)算單位產(chǎn)量的需水量隨產(chǎn)量的增加而2．產(chǎn)量法〔K值法〕：用作物產(chǎn)量計(jì)算作物需水量的表達(dá)式為：式中：ET―全生育期的需水量〔mm〕；Y―作物單位面積的產(chǎn)量〔kg畝-1〕；K―需水系數(shù)〔m3kg-1〕，為單位產(chǎn)量的需水量。此法簡(jiǎn)便，只要確定方案產(chǎn)量后便可算出需水量；同時(shí)，此法使需水量與產(chǎn)量相聯(lián)系，便于進(jìn)展灌溉經(jīng)濟(jì)分析。對(duì)于旱作物，在土壤水分缺乏而影響高產(chǎn)的情況下，需水量隨產(chǎn)量的提高而增大，用此法推算較可靠。但對(duì)于土壤水分充足的旱田以及水稻田，需水量主要受氣象條件控制，產(chǎn)量與需水量關(guān)系不明確，用此法推算的誤差較大。第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算2．產(chǎn)量法〔K值法〕：第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三〔一〕直接計(jì)算3．以多種因素為參數(shù)的作物需水量計(jì)算法選取幾個(gè)影響因素，探求它們與作物需水量之間存在的數(shù)量關(guān)系。以多種因素為參數(shù)推求作物需水量的經(jīng)歷公式在國(guó)內(nèi)外很多，有的選取水面蒸發(fā)量和產(chǎn)量作參數(shù)，有的以水面蒸發(fā)量和土壤含水率作參數(shù)，也有選取更多因素作參數(shù)的，在此不一一列舉。第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算〔一〕直接計(jì)算3．以多種因素為參數(shù)的作物需水量計(jì)算法第二節(jié)上述各公式都可估算全生育期作物需水量，也可估算各生育階段的作物需水量。在生產(chǎn)實(shí)踐中，習(xí)慣采用所謂模系數(shù)法估算作物各生育階段的需水量，即先確定全生育期作物需水量，然后按照各生育階段需水規(guī)律，以一定比例進(jìn)展分配，即：ETi=KiET式中ETi—某一生育階段作物需水量；Ki—需水量模比系數(shù)，即作物各生育階段需水量占全生育期作物需水量的百分?jǐn)?shù)，可以從試驗(yàn)資料中取得?！惨弧持苯佑?jì)算第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算上述各公式都可估算全生育期作物需水量，也可估算各生育階段的作參考作物蒸發(fā)蒸騰量：是一種假想的參考作物冠層的蒸發(fā)蒸騰速率，參考作物被假設(shè)為高度為12cm，外表阻力為70s/m，反射率為0.23，非常類似于外表開闊、高度一致、生長(zhǎng)旺盛、完全遮蓋地面而不缺水的綠色草地。間接計(jì)算分為以下兩步：第一步是：考慮氣象因素對(duì)作物需水量的影響，計(jì)算參考作物蒸發(fā)蒸騰量。第二步是：考慮土壤水分及作物條件的影響，對(duì)參考作物需水量進(jìn)展調(diào)整或修正，而計(jì)算出實(shí)際需水量?！捕抽g接計(jì)算〔通過參考作物蒸發(fā)蒸騰量進(jìn)展計(jì)算〕第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算參考作物蒸發(fā)蒸騰量：是一種假想的參考作物冠層的蒸發(fā)蒸騰速率，估算參考作物蒸發(fā)蒸騰量的方法包括經(jīng)歷公式法和理論公式法。經(jīng)歷公式法中常采用輻射、溫度、水汽壓、相對(duì)濕度、風(fēng)速及日照等氣象數(shù)據(jù)作為參數(shù)，按照某種與參考作物蒸發(fā)蒸騰量的經(jīng)歷函數(shù)關(guān)系進(jìn)展估值。理論公式法有能量平衡法、水汽擴(kuò)散法和綜合法等。理論公式法中綜合法最常應(yīng)用的是Penman法和Penman－Monteith法。〔二〕間接計(jì)算〔通過參考作物蒸發(fā)蒸騰量進(jìn)展計(jì)算〕第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算估算參考作物蒸發(fā)蒸騰量的方法包括經(jīng)歷公式法和理論公式法。〔二1〕布萊尼—克萊多法式中：ET0為考慮月份的參照作物蒸發(fā)蒸騰量(mm／d)；T為月平均氣溫(℃)；P為各月晝長(zhǎng)時(shí)間占全年晝長(zhǎng)時(shí)間百分?jǐn)?shù)；C為取決于最低相對(duì)濕度、日照率和白天風(fēng)速的修正系數(shù)?！?〕參考作物蒸發(fā)蒸騰量的估算第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算1〕布萊尼—克萊多法〔1〕參考作物蒸發(fā)蒸騰量的估算第二節(jié)2〕以輻射為參數(shù)的計(jì)算方法式中：ET0為計(jì)算時(shí)段內(nèi)參照作物蒸發(fā)蒸騰量(mm／d)；Rs為計(jì)算時(shí)段內(nèi)太陽輻射，以等效水面蒸發(fā)量計(jì)(mm／d)；W為取決于日平均溫度與高程的權(quán)重系數(shù)；C為取決于平均相對(duì)濕度與白天風(fēng)速的修正系數(shù)?！?〕參考作物蒸發(fā)蒸騰量的估算第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算2〕以輻射為參數(shù)的計(jì)算方法〔1〕參考作物蒸發(fā)蒸騰量的估算3〕Penman公式Penman公式是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最普遍的綜合法公式。Penman公式是在能量平衡原理的根底上，引用枯燥力(DryingPower)的概念，經(jīng)過簡(jiǎn)捷地推導(dǎo)，得到了一個(gè)用普通氣象資料就可計(jì)算參考作物蒸發(fā)蒸騰量的公式。經(jīng)屢次修正，目前國(guó)內(nèi)外最通用的形式為FAO于1979年推薦的公式，該公式具有較好的理論根底，包括有輻射項(xiàng)與空氣動(dòng)力學(xué)項(xiàng)，并考慮了氣壓與風(fēng)速修正，其形式為:〔1〕參考作物蒸發(fā)蒸騰量的估算第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算3〕Penman公式〔1〕參考作物蒸發(fā)蒸騰量的估算第二節(jié)三、作物需水量的計(jì)算根據(jù)能量平衡，大氣頂部的太陽輻射量為Ra,當(dāng)它穿透云層時(shí)，能量受到損失，到達(dá)地面時(shí)為Rs,由于地面植被反射率為a，局部能量反射損失，真正到達(dá)地面的太陽短波輻射量為Rns,由于地面受熱后會(huì)以長(zhǎng)波形式散射掉局部能量Rnl,最后真正能被植株利用的太陽凈輻射為Rn。三、作物需水量的計(jì)算根據(jù)能量平衡，大氣頂部的太陽式中：P0和P分別為海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和計(jì)算地點(diǎn)的實(shí)際氣壓[hPa]；Δ為飽和水汽壓－溫度曲線上的斜率[hPa℃－1]；γ為濕度計(jì)常數(shù)[hPa℃－1]；ea為空氣實(shí)際水汽壓[hPa]；es為飽和水汽壓[hPa]；u2為2m高處風(fēng)速[m/s]；C為風(fēng)速修正系數(shù)。3〕Penman公式第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算式中：P0和P分別為海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和計(jì)算地點(diǎn)的實(shí)際氣壓[h彭曼公式在實(shí)際使用中，常分為權(quán)重因子項(xiàng)p0/p·Δ/γ、輻射項(xiàng)Rn和空氣動(dòng)力項(xiàng)Ea三個(gè)局部的計(jì)算。各局部涉及的參數(shù)采用下述方法計(jì)算：A．權(quán)重因子項(xiàng)〔１〕氣壓訂正項(xiàng)3〕Penman公式式中H－計(jì)算地點(diǎn)的海拔高程〔m〕；Ta－平均氣溫〔℃〕第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算彭曼公式在實(shí)際使用中，常分為權(quán)重因子項(xiàng)p0/p·Δ/γ、輻3〕Penman公式〔2〕飽和水汽壓－溫度曲線上的斜率Δ〔3〕濕度計(jì)常數(shù)第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算3〕Penman公式〔2〕飽和水汽壓－溫度曲線上的斜率Δ〔3〕Penman公式B．輻射項(xiàng)〔1〕理論太陽輻射Ra〔大氣頂層承受的太陽輻射〕式中：R0－太陽常數(shù)，其值為1.367×103J/m2s；T－1日的秒數(shù)，其值為86400s；π－圓周率；ρ－以天文單位表示的日地距離；其值見表2-5；ω0－日出時(shí)角〔弧度〕，其值為7.5N×π/180，其中N為最大可能日照時(shí)數(shù)〔h〕；第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算3〕Penman公式B．輻射項(xiàng)式中：R0－太陽常數(shù)，其值為13〕Penman公式φ－地理緯度〔°〕；δ－赤緯〔°〕，其值變化在－23.5°～23.5°之間。δ采用下式計(jì)算：式中：m－日序，從1月1日開場(chǎng)排序，其值為30.4I－15.2，其中I為月序，從1月開場(chǎng)排序。第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算3〕Penman公式φ－地理緯度〔°〕；式中：m－日序，從13〕Penman公式〔2〕短波輻射〔3〕凈短波輻射水的汽化潛熱為：λ＝2498.9－2.33Ta那么：Ra水層=Ra/λ/1000通過上式計(jì)算出的Ra單位為J/cm2·天，需將其轉(zhuǎn)化為水層當(dāng)量〔mm/d〕。α－反射率，α＝0.23第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算3〕Penman公式〔2〕短波輻射〔3〕凈短3〕Penman公式〔4〕凈長(zhǎng)波輻射σ—玻爾茲曼常數(shù)，σ＝2.01×10-9Tk—絕對(duì)氣溫，Tk＝273.16+Ta〔℃〕第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算3〕Penman公式〔4〕凈長(zhǎng)波輻射σ—玻爾茲曼常數(shù)，σ3〕Penman公式〔6〕最大可能日照時(shí)數(shù)N〔5〕地面吸收的凈太陽輻射第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算3〕Penman公式〔6〕最大可能日照時(shí)數(shù)N〔5〕地面吸收3〕Penman公式C．動(dòng)力項(xiàng)〔1〕u2—2米高處風(fēng)速，假設(shè)用氣象站常規(guī)觀測(cè)高度〔11.5米〕的風(fēng)速那么需乘以0.75的修正系數(shù)。C—與最高氣溫和最低氣溫有關(guān)的風(fēng)速修正系數(shù)，在日平均氣溫的階段平均值大于5℃，且日最高氣溫平均值與日最低氣溫平均值之差大于12℃時(shí)，C＝0.07ΔT－0.256，其余條件下C＝0.54。第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算3〕Penman公式C．動(dòng)力項(xiàng)第二節(jié)作物需水量與灌溉制〔2〕飽和水汽壓〔3〕實(shí)際水汽壓3〕Penman公式第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算〔2〕飽和水汽壓〔3〕實(shí)際水汽壓3〕Penman公式第二節(jié)4〕Penman-Monteith公式以能量平衡和水汽擴(kuò)散理論為根底，既考慮了作物的生理特征，又考慮了空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化，具有較充分的理論依據(jù)和較高的計(jì)算精度。經(jīng)過多年研究改進(jìn)，1990年FAO－56推薦使用的公式形式為：〔1〕參考作物蒸發(fā)蒸騰量的估算第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算4〕Penman-Monteith公式〔1〕參考作物蒸發(fā)

ET0—參考作物蒸發(fā)蒸騰量[mmday－1];Rn—輸入冠層凈輻射量[MJm－2day－1];G—土壤熱通量[MJm－2day－1];T—2m高處日平均溫度[℃]；u2—2m高處風(fēng)速[ms－1]；es—飽和水汽壓[kPa];ea—實(shí)際水汽壓[kPa];Δ—飽和水汽壓與溫度關(guān)系曲線在某處的斜率[kPa℃－1];γ—干濕表常數(shù)[kPa℃－1]。4〕Penman-Monteith公式第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算ET0—參考作物蒸發(fā)蒸騰量[mmday－1];4〕Penm參考作物蒸發(fā)蒸騰量(ET0)用來表示假定的參考作物的蒸發(fā)蒸騰量，其他作物的蒸發(fā)蒸騰量是用參考作物蒸發(fā)蒸騰量來計(jì)算的。用于關(guān)聯(lián)實(shí)際作物耗水量與參考作物蒸發(fā)蒸騰量的因子稱為作物系數(shù)(kc)。

最早提出并已被FAO作物需水量專家咨詢組(Allen等，1997)所采納和修正的作物系數(shù)概念如下：ETc

=Kc·ET0或ET

c

=(Kcb+Ke)·ET0計(jì)算作物蒸發(fā)蒸騰量的上述兩種方法，F(xiàn)AO為其分別命名為單作物系數(shù)法和雙作物系數(shù)法?！?〕作物系數(shù)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算參考作物蒸發(fā)蒸騰量(ET0)用來表示假定的參考作物的蒸發(fā)蒸騰Kc為綜合作物系數(shù)，與作物種類、品種、生育期、作物的群體葉面積指數(shù)等因素有關(guān)，是作物自身生物學(xué)特性的反映。根據(jù)各地的試驗(yàn)，作物系數(shù)Kc不僅隨作物而變化，更主要的是隨作物的生育階段而異。生育初期和末期的值較小，而中期的Kc較大。〔2〕作物系數(shù)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算Kc為綜合作物系數(shù)，與作物種類、品種、生育期、作物的群體葉面Kcb為根底作物系數(shù)，是表層土壤枯燥而根區(qū)平均含水量不構(gòu)成土壤水分脅迫條件下ETc與ET0的比值，側(cè)重反映了作物潛在蒸騰的影響作用；Ke為表層土壤蒸發(fā)系數(shù)，它代表了作物地表覆蓋稀疏的苗期和前期生長(zhǎng)階段中，除Kcb中包含的剩余土壤蒸發(fā)效果外，在灌溉或降雨發(fā)生后由大氣蒸發(fā)力引起的表層濕潤(rùn)土壤的蒸發(fā)損失與ET0之比?！?〕作物系數(shù)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算Kcb為根底作物系數(shù)，是表層土壤枯燥而根區(qū)平均含水量〔2〕作在單作物系數(shù)方法中，作物外表和參考外表蒸發(fā)、蒸騰速率的差異用作物系數(shù)Kc綜合考慮，這種方法就是FAO早在70年代推薦，并在國(guó)內(nèi)有關(guān)作物需水量研究工作中普遍采用的方法?？赏ㄟ^田間實(shí)測(cè)的作物蒸發(fā)蒸騰量與一樣階段內(nèi)得到的參考作物蒸發(fā)蒸騰量之比獲得。這種方法適宜在灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理工作中采用。〔2〕作物系數(shù)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算在單作物系數(shù)方法中，作物外表和參考外表蒸發(fā)、蒸騰速率的差異用由于表層土壤水分狀況對(duì)作物實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量的影響非常顯著，尤其在作物苗期和前期生長(zhǎng)階段地面覆蓋較小的情況下，因此，要準(zhǔn)確估算作物蒸發(fā)蒸騰量就需要全面考慮土壤蒸發(fā)和作物蒸騰。在雙作物系數(shù)法中，根底作物系數(shù)(Kcb)和土壤蒸發(fā)系數(shù)(Ke)分別描述了作物蒸騰作用和土壤外表蒸發(fā)作用。對(duì)大多數(shù)作物來說，在播種和苗期根底作物系數(shù)較小，為0.15～0.2；快速生長(zhǎng)期迅速增大，為0.3～0.8；當(dāng)植被完全覆蓋地面后到達(dá)最大值，接近于1.0；成熟期迅速減小，為0.8－0.15。雙作物系數(shù)法對(duì)于實(shí)時(shí)灌溉方案，土壤水分平衡計(jì)算以及研究土壤表層濕潤(rùn)變化對(duì)ET的影響是非常重要的?！?〕作物系數(shù)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算由于表層土壤水分狀況對(duì)作物實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量的影響非常顯著，尤其作物蒸發(fā)蒸騰不僅受外界蒸發(fā)條件的支配，同時(shí)還受作物本身的生理特性以及土壤水分狀況的限制。在干旱缺水時(shí)，土壤含水量降低，土壤中毛管傳導(dǎo)率減小，根系吸水率降低，供水缺乏，作物遭受水分脅迫，引起葉片含水量減小，氣孔阻力增大，從而導(dǎo)致水分脅迫條件下的作物蒸發(fā)蒸騰速率低于無水分脅迫時(shí)的作物蒸發(fā)蒸騰速率。水分脅迫條件下的作物蒸發(fā)蒸騰量ETa是充分供水條件下的作物蒸發(fā)蒸騰量ETc和土壤水分脅迫因子Kθ的乘積，即ETa=Kθ·Kc·ET0orETa=(Kcb·Kθ+Ke)·ET0估算ETa時(shí)，需要確定土壤水分脅迫因子Kθ?！?〕水分脅迫條件下作物蒸發(fā)蒸騰量估算方法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的估算作物蒸發(fā)蒸騰不僅受外界蒸發(fā)條件的支配，同時(shí)還受作物本身的生理思考題1．影響作物需水量大小的因素有哪些？2.如何估算作物需水量?第二節(jié)作物需水量與灌溉制度思考題第二節(jié)作物需水量與灌溉制度第一章農(nóng)田灌溉原理

農(nóng)業(yè)水利工程系2006年5月第一篇灌溉工程第二節(jié)作物需水量與灌溉制度〔2〕第一章農(nóng)田灌溉原理

農(nóng)業(yè)水利工程系第一篇灌溉工程學(xué)習(xí)提綱第一局部：作物需水量及影響因素作物需水量的試驗(yàn)測(cè)定作物需水量的估算第二局部：灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法水量平衡法確定旱作物的灌溉制度水量平衡法確定水稻的灌溉制度第二節(jié)作物需水量與灌溉制度學(xué)習(xí)提綱第一局部：第二節(jié)作物需水量與灌溉制度〔一〕灌溉制度的內(nèi)涵灌溉制度：指特定作物在一定的氣候、土壤、供水等自然條件和一定的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施下，為了獲得高產(chǎn)或高效，所制訂的向農(nóng)田灌水的方案。包括作物播種前(或水稻栽秧前)及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)，每次灌水的灌水日期、灌水定額以及灌溉定額。灌水定額：指一次灌水單位面積上的灌水量。灌溉定額：指作物全生育期各次灌水定額之和。灌水定額及灌溉定額常以m3/hm2或mm表示。灌水次數(shù)：農(nóng)作物在整個(gè)生育期中實(shí)施灌溉的次數(shù)。灌水時(shí)間以作物生育期或年、月、日表示。

一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度〔一〕灌溉制度的內(nèi)涵灌溉制度：指特定作物在一定的氣候、土壤、灌溉制度隨作物種類、品種和自然條件及農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的不同而變化。由于擬建灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)或已建灌區(qū)管理工作的需要，灌溉制度一般都需在灌水季節(jié)前加以確定，帶有局部估算〔預(yù)報(bào)〕性質(zhì)。因此，必須以作物需水規(guī)律和氣象條件〔特別是降水〕等作為主要依據(jù)，從當(dāng)?shù)鼐唧w條件出發(fā)，針對(duì)不同水文年份，擬定濕潤(rùn)年〔頻率為25%〕、一般年〔頻率為50%〕和中等干旱年〔頻率為75%〕及特旱年〔頻率為95%〕四種類型的灌溉制度。也就是說同一種作物在不同水文年有不同的灌溉制度。一般在灌溉工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)中多采用中等干旱年的灌溉制度作為標(biāo)準(zhǔn)?！惨弧彻喔戎贫鹊膬?nèi)涵第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法灌溉制度隨作物種類、品種和自然條件及農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的不同而灌溉制度是灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的根底，是已建成灌區(qū)編制和執(zhí)行用水方案，合理用水的重要依據(jù)。灌溉制度關(guān)系到灌區(qū)內(nèi)作物產(chǎn)量〔效益〕和品質(zhì)的提高，及灌區(qū)水土資源的充分利用和灌溉工程設(shè)施效益的發(fā)揮。〔一〕灌溉制度的內(nèi)涵第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法灌溉制度是灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的根底，是已建成灌區(qū)編制和執(zhí)行用水在灌區(qū)規(guī)劃、設(shè)計(jì)或管理中，常采用以下幾種方法來確定灌溉制度。1〕根據(jù)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)歷確定作物灌溉制度經(jīng)過多年的實(shí)踐、摸索，各地群眾都積累了不少確定灌溉制度的經(jīng)歷與方法。這些經(jīng)歷是制定灌溉制度的重要依據(jù)，應(yīng)成為制定灌溉制度最珍貴的資料。灌溉制度調(diào)查應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的水文年份，仔細(xì)調(diào)查這些年份不同生育期的作物田間耗水強(qiáng)度[mm/d]及灌水次數(shù)、灌水時(shí)間、灌水定額及灌溉定額，并由此確定這些年份的灌溉制度。〔二〕制定灌溉制度的方法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法在灌區(qū)規(guī)劃、設(shè)計(jì)或管理中，常采用以下幾種方法來確定灌溉制度。我國(guó)北方地區(qū)幾種主要旱作物的灌溉制度[調(diào)查]〔二〕制定灌溉制度的方法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法我國(guó)北方地區(qū)幾種主要旱作物的灌溉制度[調(diào)查]〔二〕制定灌溉制2〕根據(jù)灌溉試驗(yàn)資料制定灌溉制度長(zhǎng)期以來，我國(guó)各地的灌溉試驗(yàn)站已進(jìn)展了多年灌溉試驗(yàn)工作，積累了一大批相關(guān)的試驗(yàn)觀測(cè)資料，這些資料為制定灌溉制度提供了重要的依據(jù)?！捕持贫ü喔戎贫鹊姆椒ǖ诙?jié)作物需水量與灌溉制度一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法2〕根據(jù)灌溉試驗(yàn)資料制定灌溉制度〔二〕制定灌溉制度的方法3〕根據(jù)作物的生理、生態(tài)指標(biāo)制定灌溉制度作物對(duì)水分的生理反響可從多方面反映出來，利用作物各種水分生理特征和變化規(guī)律作為灌溉的指標(biāo)，能更合理地保證作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育和它對(duì)水分的需要。目前可用于確定實(shí)時(shí)灌水時(shí)間的指標(biāo)除土壤水分外，主要生理指標(biāo)包括：葉水勢(shì)、氣孔開度、細(xì)胞液濃度、冠層－空氣溫度差〔溫度脅迫指標(biāo)〕、氣孔阻力等。當(dāng)然，有關(guān)作物對(duì)土壤水分響應(yīng)的生理特征與變化規(guī)律仍處于積極的探索之中，相信在不久的將來，這局部研究成果將會(huì)對(duì)灌溉制度的合理制定提供更為可靠的科學(xué)依據(jù)?！捕持贫ü喔戎贫鹊姆椒ǖ诙?jié)作物需水量與灌溉制度一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法3〕根據(jù)作物的生理、生態(tài)指標(biāo)制定灌溉制度〔二〕制定4〕按水量平衡原理分析制定灌溉制度水量平衡法以作物各生育期內(nèi)水層變化〔水田〕或土壤水分變化〔旱田〕為依據(jù)，從對(duì)作物充分供水的觀點(diǎn)出發(fā)，要求在作物各生育期內(nèi)水層變化〔水田〕或方案濕潤(rùn)層內(nèi)的土壤含水量維持在作物適宜水層深度或土壤含水量的上限和下限之間，降至下限時(shí)那么應(yīng)進(jìn)展灌水，以保證作物充分供水。應(yīng)用時(shí)要參考、結(jié)合前幾種方法的結(jié)果，這樣才能使得所制定的灌溉制度更為合理與完善?！捕持贫ü喔戎贫鹊姆椒ǖ诙?jié)作物需水量與灌溉制度一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法4〕按水量平衡原理分析制定灌溉制度〔二〕制定灌溉制〔一〕農(nóng)田水量平衡方程旱作物的生育期任一時(shí)段內(nèi)，土壤方案濕潤(rùn)層〔根系層〕H內(nèi)的水量平衡可表示為：二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度

ETMP0HK=kt，k為t時(shí)段內(nèi)平均每晝夜地下水補(bǔ)給量(mm或m3/hm2)；ET=et,e為t時(shí)段內(nèi)平均每晝夜的作物田間需水量〔mm或m3/hm2〕第二節(jié)作物需水量與灌溉制度〔一〕農(nóng)田水量平衡方程旱作物的生育期任一時(shí)段內(nèi)，土壤方案濕潤(rùn)為了滿足作物正常生長(zhǎng)的要求，土壤方案濕潤(rùn)層內(nèi)的土壤含水量〔或儲(chǔ)水量〕必須經(jīng)常保持在一定的范圍之內(nèi)，即通常要求不小于最小允許含水量θmin〔或最小允許儲(chǔ)水量Wmin〕和不大于最大允許含水量θmax〔或最大允許儲(chǔ)水量Wmax〕。當(dāng)方案濕潤(rùn)層內(nèi)的平均土壤含水量〔或儲(chǔ)水量〕降低到或接近于最小允許值〔θmin或Wmin〕時(shí)，即需進(jìn)展灌溉，以補(bǔ)充土壤水分，維持作物的正常生長(zhǎng)?！捕吃淼诙?jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度為了滿足作物正常生長(zhǎng)的要求，土壤方案濕潤(rùn)層內(nèi)的土壤含水量〔或例如某時(shí)段內(nèi)沒有灌溉也沒有降雨，土壤方案濕潤(rùn)層也無變化，隨著時(shí)間的推移，土壤儲(chǔ)水量將降至下限，其水量平衡方程可寫為：〔二〕原理土壤方案濕潤(rùn)層(H)內(nèi)儲(chǔ)水量變化第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度例如某時(shí)段內(nèi)沒有灌溉也沒有降雨，土壤方案濕潤(rùn)層也無變化，隨著判斷是否需要灌時(shí)段末的灌水定額〔m3／hm2或mm〕那么為〔注意單位換算〕:〔二〕原理什么時(shí)候灌灌多少比較θ0〔W0〕與θmin〔Wmin〕第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度判斷是否需要灌時(shí)段末的灌水定額〔m3／hm2或mm〕那么1、有效降水量P0〔1〕設(shè)計(jì)降水量對(duì)當(dāng)?shù)囟嗄杲邓Y料進(jìn)展頻率分析，按25%、50%、75%的降水保證率〔指多年期間降水量能夠得到充分滿足的機(jī)率，與"灌溉設(shè)計(jì)保證率"類似〕選定三個(gè)降水典型年，根據(jù)典型年中的降水量、降水分布情況，設(shè)計(jì)不同保證率條件下的降水量及其出現(xiàn)的時(shí)間?！踩乘科胶夥ㄙY料確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度1、有效降水量P0〔三〕水量平衡法資料確實(shí)定第二節(jié)作物1、有效降水量P0〔1〕設(shè)計(jì)降水量選擇降水典型年的方法有三種：a〕按年降水的頻率選擇典型年。因降水量在年內(nèi)分布不均，尤其是在灌溉季節(jié)內(nèi)降水變差大的地區(qū)，雨情往往會(huì)不符合設(shè)計(jì)要求。b)按作物生長(zhǎng)時(shí)期降水量的頻率選擇典型年。如果灌區(qū)主要作物的生長(zhǎng)期大致一樣時(shí)，用此法可得到滿意的結(jié)果。c)按年降水的變化特征分階段選擇典型年，例如可以按干、濕季分別統(tǒng)計(jì)計(jì)算降水量發(fā)生的頻率?！踩乘科胶夥ㄙY料確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度1、有效降水量P0〔三〕水量平衡法資料確實(shí)定第二節(jié)作物P0=P-P徑-P滲1、有效降水量P0〔2〕有效降水量的計(jì)算有效降水：能被田間作物有效利用的當(dāng)?shù)亟邓?。一般認(rèn)為小于2mm〔亦有認(rèn)為小于5mm〕的降水對(duì)作物無實(shí)際意義，為無效降水；降水過大將產(chǎn)生徑流和深層滲漏，此兩者也為無效降水。因此，有效降水量一般采用如下公式計(jì)算：〔三〕水量平衡法資料確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度P0=P-P徑-P滲1、有效降水量P0〔三〕水量1、有效降水量P0〔2〕有效降水量的計(jì)算生產(chǎn)實(shí)踐中通常采用以下簡(jiǎn)化方法求取P0：P0=σP式中：σ為降水有效利用系數(shù)，其值與降水量、降水強(qiáng)度、降水延續(xù)時(shí)間、土壤性質(zhì)、作物生長(zhǎng)狀況、地面坡度及覆蓋情況以及方案濕潤(rùn)層深度等因素有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體條件通過實(shí)驗(yàn)確定?！踩乘科胶夥ㄙY料確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度1、有效降水量P0〔三〕水量平衡法資料確實(shí)定第二節(jié)作2、土壤方案濕潤(rùn)層深度土壤方案濕潤(rùn)層深度：實(shí)施灌水時(shí)方案調(diào)節(jié)、控制土壤水分狀況的土層深度。一般可取為作物的主要根系活動(dòng)層。方案濕潤(rùn)層深度與作物種類、品種、生育階段、土壤性質(zhì)以及地下水埋深等因素有關(guān)。對(duì)某一特定作物其深度隨作物的生長(zhǎng)而增加，需根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況確定?！踩乘科胶夥ㄙY料確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度2、土壤方案濕潤(rùn)層深度〔三〕水量平衡法資料確實(shí)定第二節(jié)冬小麥、棉花、玉米各生育期較典型的方案濕潤(rùn)層深度2、土壤方案濕潤(rùn)層深度〔三〕水量平衡法資料確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度冬小麥、棉花、玉米各生育期較典型的方案濕潤(rùn)層深度2、土壤方3、土壤適宜含水量及上、下限確實(shí)定土壤適宜含水量：最適宜作物生長(zhǎng)的含水量。土壤適宜含水量介于θmax與θmin之間，隨作物品種及其生育階段、土壤性質(zhì)等因素而變化。冬小麥、棉花和玉米各生育階段要求的土壤適宜含水量〔三〕水量平衡法資料確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度3、土壤適宜含水量及上、下限確實(shí)定冬小麥、棉花和玉米各生育階3、土壤適宜含水量及上、下限確實(shí)定土壤適宜含水率是確定旱作物灌溉制度的重要依據(jù)，應(yīng)通過試驗(yàn)或總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)歷確定。由于田間作物需水的持續(xù)性及農(nóng)田灌水或降雨的間歇性，方案濕潤(rùn)層內(nèi)的土壤含水量不可能經(jīng)常維持在最適宜含水量水平，為了保證作物生長(zhǎng)，應(yīng)將土壤含水量控制在適宜的上限[θmax]與下限[θmin]之間?！踩乘科胶夥ㄙY料確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度3、土壤適宜含水量及上、下限確實(shí)定〔三〕水量平衡法資料3、土壤適宜含水量及上、下限確實(shí)定土壤含水量的上限應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：既不產(chǎn)生深層滲漏，又要滿足作物對(duì)土壤空氣含量的要求，故一般可取為田間持水量。土壤含水量的下限土壤允許最小含水率[θmin]應(yīng)大于凋萎系數(shù)，以作物生長(zhǎng)不受抑制為準(zhǔn)，一般以占田間持水量的百分?jǐn)?shù)計(jì)。根據(jù)經(jīng)歷取60%左右的田間持水量〔毛管斷裂點(diǎn)〕比較適宜?！踩乘科胶夥ㄙY料確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度3、土壤適宜含水量及上、下限確實(shí)定〔三〕水量平衡法資料確4、地下水補(bǔ)給量地下水補(bǔ)給量：地下水借毛細(xì)管作用上升至作物根系活動(dòng)層內(nèi)而被作物利用的水量。其大小與地下水埋藏深度、土壤性質(zhì)、作物種類、作物需水強(qiáng)度、氣象條件、根系層土壤含水量等有關(guān)。地下水位越接近根系活動(dòng)層，毛管作用越強(qiáng)，地下水補(bǔ)給量也越多。一般要通過田間試驗(yàn)來確定地下水對(duì)農(nóng)田的補(bǔ)給強(qiáng)度。地下水〔或下部土層〕對(duì)根系層的補(bǔ)給可在實(shí)測(cè)兩層間土壤含水量〔或基質(zhì)勢(shì)〕變化趨勢(shì)的根底上，通過計(jì)算土壤水分通量獲得?！踩乘科胶夥ㄙY料確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度4、地下水補(bǔ)給量〔三〕水量平衡法資料確實(shí)定第二節(jié)作4、地下水補(bǔ)給量陜西省洛惠渠灌區(qū)根據(jù)試驗(yàn)資料，整理出如下的地下水對(duì)農(nóng)田補(bǔ)給強(qiáng)度的經(jīng)歷公式：K=〔B－0.15H〕·e式中：K－地下水補(bǔ)給強(qiáng)度〔mm/day〕；H－地下水埋深〔m〕；e－作物需水強(qiáng)度〔mm/day〕；B－土壤質(zhì)地參數(shù)〔粘土取0.6；壤土取0.5；砂壤土取0.4〕?！踩乘科胶夥ㄙY料確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度4、地下水補(bǔ)給量〔三〕水量平衡法資料確實(shí)定第二節(jié)作

5、由于方案土壤濕潤(rùn)層深度增加而增加的可利用水量作物生育期內(nèi)方案濕潤(rùn)層的深度是不斷變化的。假設(shè)計(jì)算時(shí)段內(nèi)方案濕潤(rùn)層深度無變化，那么WT項(xiàng)可設(shè)定為零；假設(shè)時(shí)段內(nèi)方案濕潤(rùn)層變化較大，由于方案濕潤(rùn)層的增加，將增加局部有效水量，此時(shí)，WT可近似按下式計(jì)算：〔三〕水量平衡法資料確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度

5、由于方案土壤濕潤(rùn)層深度增加而增加的可利用水量〔三〕水量播前灌水的目的在于保證作物種子發(fā)芽和出苗所必須的土壤含水量或儲(chǔ)水于土壤中以供作物生育后期之用。播前灌水往往只進(jìn)展一次。一般可按下式計(jì)算：〔四〕旱作物播前的灌水定額(M1)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度播前灌水的目的在于保證作物種子發(fā)芽和出苗所必須的土壤含水量或以棉花灌溉制度為例：在采用水量平衡圖解分析法擬定灌溉制度時(shí)，其步驟為：1)根據(jù)各旬的方案濕潤(rùn)層深度H和作物所要求的方案濕潤(rùn)層內(nèi)土壤含水量的上限和下限，求出H土層內(nèi)允許儲(chǔ)水量上限Wmax及下限Wmin，繪于圖上。2)繪制作物田間需水量(ET)累積曲線，由于方案濕潤(rùn)層加大而獲得的水量(WT〕累積曲線、地下水補(bǔ)給量(K)累積曲線以及凈耗水量(ET－WT－K)曲線。3)根據(jù)設(shè)計(jì)年雨量．求出滲入土壤的降雨量P0，逐時(shí)段繪于圖上?！参濉掣鶕?jù)水量平衡圖解法擬定旱作物的灌溉制度第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度以棉花灌溉制度為例：〔五〕根據(jù)水量平衡圖解法擬定旱作物二水量平衡法確定旱作物的灌溉制度

二水量平衡法確定旱作物的灌溉制度4)自作物生長(zhǎng)初期土壤方案濕潤(rùn)層儲(chǔ)水量W0,逐旬減去(ET-WT-K)值，即至A點(diǎn)引直線平行于(ET-WT-K)曲線，當(dāng)遇有降雨時(shí)再加上降雨入滲量P0，即得方案濕潤(rùn)土層實(shí)際儲(chǔ)水量(W)曲線。5)當(dāng)W曲線接近于Wmin時(shí)，即進(jìn)展灌水。灌水時(shí)期除考慮水量盈虧的因素外，還應(yīng)考慮作物各發(fā)育階段的生理要求，與灌水相關(guān)的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施以及灌水和耕作的勞動(dòng)組織等。灌水定額的大小要適當(dāng)，不應(yīng)使灌水后土壤儲(chǔ)水量大于Wmax，也不宜給灌水技術(shù)的實(shí)施造成困難。灌水定額值也象降雨入滲量一樣加在W曲線上?！参濉掣鶕?jù)水量平衡圖解法擬定旱作物的灌溉制度第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度4)自作物生長(zhǎng)初期土壤方案濕潤(rùn)層儲(chǔ)水量W0,逐旬減去(ET-6)如此繼續(xù)進(jìn)展，即可得到全生育期的各次灌水定額、灌水時(shí)間和灌水次數(shù)。7)生育期灌溉定額M2=∑m，M為各次灌水定額。根據(jù)上述原理，也可列表計(jì)算，計(jì)算時(shí)段采用一旬或五天。計(jì)算也十分簡(jiǎn)便。把播前灌水定額加上生育期灌溉定額，即得旱作物的總灌溉定額M，即：M＝M1+M2按水量平衡方法估灌溉制度，如果作物耗水量和降雨量資料比較準(zhǔn)確，其計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際情況。對(duì)于比較大的灌區(qū)，由于自然地理?xiàng)l件差異較大，應(yīng)分區(qū)制定灌溉制度，并與前面調(diào)查和試驗(yàn)結(jié)果相互核對(duì)，以求比較切合實(shí)際?！参濉掣鶕?jù)水量平衡圖解法擬定旱作物的灌溉制度第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度6)如此繼續(xù)進(jìn)展，即可得到全生育期的各次灌水定額、灌水時(shí)三、水量平衡法確定水稻的灌溉制度

水稻的耕作栽培方法與旱作物完全不同，但按水量平衡原理確定灌溉制度的方法與旱作物根本類似。不同之處：水稻不同生育階段需在田面維持一定深度的水層，根系層土壤多數(shù)時(shí)間處于飽和狀態(tài)，應(yīng)考慮稻田的深層滲漏問題〔排水〕；確定水稻灌溉制度時(shí)，應(yīng)以淹灌水層深度的變化為依據(jù)。〔一〕原理第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、水量平衡法確定水稻的灌溉制度水稻的耕作栽培方法與旱我國(guó)水稻栽培主要采用育秧移栽方式稻田灌溉秧田灌溉本田灌溉泡田灌溉生育期內(nèi)灌溉根據(jù)灌區(qū)當(dāng)?shù)貤l件采用先進(jìn)的育秧方法確定〔一〕原理第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、水量平衡法確定水稻的灌溉制度

我國(guó)水稻栽培主要采用育秧移栽方式稻田灌溉秧田灌溉本田灌溉泡田M1：泡田定額〔mm〕；a1：插秧時(shí)田面所需水層深度〔mm〕；s1：泡田期的滲漏量，即開場(chǎng)泡田到插秧期間的總滲漏量(mm)；e1：泡田期水田田面平均蒸發(fā)強(qiáng)度(mm/d),可用水面蒸發(fā)強(qiáng)度代替；t1：泡田期日數(shù)〔d〕；P1：泡田期內(nèi)的降雨量〔mm〕。1、泡田定額M1M1

=a1

+

s1

+

e1t1－P1〔一〕原理第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、水量平衡法確定水稻的灌溉制度

M1：泡田定額〔mm〕；1、泡田定額M1〔一〕原理第二節(jié)在水稻生育期任何一個(gè)時(shí)段〔t〕內(nèi)，農(nóng)田水分的平衡關(guān)系可表示為：h1－h(huán)2=C+E－P－I2、生育期灌溉定額M2或：h1、h2：時(shí)段始、末田面水層深度〔mm〕時(shí)段內(nèi)的排水量〔一〕原理h1－h(huán)2=〔c+e－p－i〕t第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、水量平衡法確定水稻的灌溉制度

在水稻生育期任何一個(gè)時(shí)段〔t〕內(nèi)，農(nóng)田水分的平衡關(guān)系可表示為與旱作物類似，稻田的水深同樣存在適宜水層上限hmax和適宜水層下限hmin。當(dāng)田面水深降至下限hmin時(shí)，那么需進(jìn)展灌溉。假定時(shí)段初的水深為h1，那么進(jìn)展灌水的時(shí)間間距t[d]為時(shí)段末的灌水定額M2〔mm〕為：M2=hmax－h(huán)min這樣，可求算水稻全生育期各時(shí)段不同情況下的灌水時(shí)間間隔和灌水定額，確定其灌溉制度?！惨弧吃淼诙?jié)作物需水量與灌溉制度三、水量平衡法確定水稻的灌溉制度

與旱作物類似，稻田的水深同樣存在適宜水層上限hmax和適宜水圖1－9水稻生育期內(nèi)任一時(shí)段農(nóng)田水分變化圖解法如果時(shí)段初的農(nóng)田水分處于適宜水層(水田上限(hmax)，經(jīng)過一個(gè)時(shí)段的消耗，田面水層降到適宜水層的下限(hmin)，這時(shí)如果沒有降雨那么需進(jìn)展灌溉，灌水定額即為：

〔一〕原理第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、水量平衡法確定水稻的灌溉制度

圖1－9水稻生育期內(nèi)任一時(shí)段如果時(shí)段初的農(nóng)田水分處于適宜水1、階段耗水強(qiáng)度e階段耗水強(qiáng)度為田間蒸散強(qiáng)度與滲漏強(qiáng)度之和。蒸散量確實(shí)定方法已在前一節(jié)講述。水田的滲漏量可應(yīng)用“田測(cè)法〞進(jìn)展測(cè)量估算；也可應(yīng)用達(dá)西定律，根據(jù)相應(yīng)層次土壤的飽和導(dǎo)水率及時(shí)段內(nèi)的平均水勢(shì)梯度，計(jì)算出根系層與下部土層間的水分交換通量，從而獲取相應(yīng)時(shí)段內(nèi)水田的滲漏量。2、降雨量P選取設(shè)計(jì)代表年，從氣象資料中查得?！捕乘科胶夥匠讨懈鲄?shù)值確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、水量平衡法確定水稻的灌溉制度

1、階段耗水強(qiáng)度e〔二〕水量平衡方程中各參數(shù)值確實(shí)定第二節(jié)3、田面水層深h及排水量C田面水層的深度應(yīng)在科學(xué)試驗(yàn)的根底上，結(jié)合當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)、省水的先進(jìn)經(jīng)歷確定。目前各地較普遍采用“淺灌深蓄〞的灌水方式，即實(shí)行淺水灌溉，遇雨深蓄，但深蓄以不影響水稻生長(zhǎng)為限，這樣既能根本上滿足作物生長(zhǎng)的最適條件，又充分利用了天然降雨。設(shè)計(jì)淹灌水層時(shí)包括適宜水層上、下限及降雨后最大允許蓄水深度，超過最大允許蓄水深度時(shí)應(yīng)排水，超出局部為排水量C?！捕乘科胶夥匠讨懈鲄?shù)值確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、水量平衡法確定水稻的灌溉制度

3、田面水層深h及排水量C〔二〕水量平衡方程中各參數(shù)值確水稻各生育階段淹灌水層的深度〔mm〕注：表中數(shù)字的含義依次為：適宜水層下限(hmin)

-適宜水層上限(hmax)

-降雨后最大允許蓄水深度。

3、田面水層深h及排水量C〔二〕水量平衡方程中各參數(shù)值確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度三、水量平衡法確定水稻的灌溉制度

水稻各生育階段淹灌水層的深度〔mm〕注：表中數(shù)字的含義依次為第二節(jié)作物需水量與灌溉制度思考題試述作物灌溉制度的內(nèi)容和確定方法?試述旱作區(qū)水量平衡方程中各要素的含義及用圖解法確定旱作物灌溉制度的步驟?第二節(jié)作物需水量與灌溉制度思考題《農(nóng)田灌溉原理》教學(xué)課件《農(nóng)田灌溉原理》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！《農(nóng)田灌溉原理》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用植株蒸騰：作物將根系從土壤中吸收的水分，通過葉片的氣孔蒸騰到大氣中的現(xiàn)象?？瞄g蒸發(fā)：植株間土壤或田面的水分蒸發(fā)。深層滲漏：旱地中由于降雨量或灌溉水量太多，使土壤水分超過了田間持水量，向根系吸水層以下土層滲漏的現(xiàn)象。植株蒸騰棵間蒸發(fā)深層滲漏或田間滲漏地表徑流組成植株體的一局部1．作物需水量農(nóng)田水分消耗的途徑一、作物需水量與影響因素第二節(jié)作物需水量與灌溉制度植株蒸騰：作物將根系從土壤中吸收的水分，通過葉片的氣孔蒸騰到學(xué)習(xí)提綱主要講授：作物需水量、田間耗水量的概念，作物需水量的試驗(yàn)測(cè)定與估算方法、灌溉制度的制定。重點(diǎn)：作物需水量的估算及灌溉制度確實(shí)定第一局部：作物需水量及影響因素作物需水量的試驗(yàn)測(cè)定作物需水量的估算第二局部：灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法水量平衡法確定旱作物的灌溉制度水量平衡法確定水稻的灌溉制度第二節(jié)作物需水量與灌溉制度學(xué)習(xí)提綱主要講授：作物需水量、田間耗水量的概念，作物需水量的作物需水量：生長(zhǎng)在大面積上的無病蟲害作物，土壤水分和肥力適宜時(shí)，在給定的生長(zhǎng)環(huán)境中能取得高產(chǎn)潛力的條件下為滿足植株蒸騰、棵間蒸發(fā)、組成植株體所需要的水量。在實(shí)際中由于組成植株體的水分只占總需水量中很微小的一局部(一般小于1%)，而且這一小局部的影響因素較復(fù)雜，難于準(zhǔn)確計(jì)算，故人們均將此局部忽略不計(jì)，即認(rèn)為作物需水量就等于植株蒸騰量和棵間蒸發(fā)量之和，即所謂的“蒸發(fā)蒸騰量〞，氣象學(xué)、水文學(xué)和地理學(xué)中稱為“蒸散量〞或“農(nóng)田總蒸發(fā)量〞，國(guó)內(nèi)也有人稱之為“騰發(fā)量〞。1．作物需水量第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素作物需水量：生長(zhǎng)在大面積上的無病蟲害作物，土壤水分和肥力適宜作物耗水量，簡(jiǎn)稱耗水量：就某一地區(qū)而言，指具體條件下作物獲得一定產(chǎn)量時(shí)實(shí)際所消耗的水量。作物需水量是一個(gè)理論值，又稱為作物潛在蒸發(fā)蒸騰量，而作物耗水量是一個(gè)實(shí)際值，又稱作物實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量。作物需水量與作物耗水量的單位一樣，常以m3畝-1或mm水層表示。1．作物需水量第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素作物耗水量，簡(jiǎn)稱耗水量：就某一地區(qū)而言，指具體條件下作物獲得1．作物需水量作物需水量包含生理和生態(tài)需水兩個(gè)方面。作物生理需水：作物生命過程中各種生理活動(dòng)〔如蒸騰作用、光合作用等〕所需要的水分。植株蒸騰實(shí)際上是作物生理需水的一局部。作物生態(tài)需水：指生育過程中，為給作物正常生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境所需要的水分。棵間蒸發(fā)即屬于作物的生態(tài)需水。第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素1．作物需水量作物需水量包含生理和生態(tài)需水兩個(gè)方面。第二節(jié)作物在不同生長(zhǎng)階段的需水規(guī)律為：隨著作物的生長(zhǎng)和葉面積的增加，需水量值也不斷增大，在作物苗期，需水量值較小，當(dāng)作物進(jìn)入生長(zhǎng)盛期，需水量增加很快，葉面積最大時(shí)，作物需水量出現(xiàn)頂峰；到作物成熟期，需水量值又迅速下降。在整個(gè)作物的生育期內(nèi)，植株蒸騰和棵間蒸發(fā)兩者互為消長(zhǎng)。每種作物都有需水頂峰期，需水頂峰期一般處于作物生長(zhǎng)旺盛階段，如冬小麥有兩個(gè)需水頂峰期，第一個(gè)頂峰在分蘗期，第二頂峰在開花至乳熟期；大豆的需水頂峰在開花結(jié)莢期；谷子的需水頂峰為開花―乳熟期；玉米為抽雄―乳熟期。1．作物需水量第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素作物在不同生長(zhǎng)階段的需水規(guī)律為：隨著作物的生長(zhǎng)和葉面積的增加作物在不同生育時(shí)期對(duì)缺水的敏感程度不同，在作物整個(gè)生育期中通常把對(duì)缺水最敏感、缺水對(duì)產(chǎn)量影響最大的時(shí)期稱為作物需水臨界期或需水關(guān)鍵期。各種作物需水臨界期不完全一樣，但大多數(shù)出現(xiàn)在從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的過渡階段，例如小麥在拔節(jié)至抽穗期，棉花在開花至結(jié)鈴期，玉米在抽雄至乳熟期，水稻為孕穗至揚(yáng)花期等，在作物需水臨界期缺水，會(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生很大影響。1．作物需水量第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素作物在不同生育時(shí)期對(duì)缺水的敏感程度不同，在作物整個(gè)生育期中通作物需水規(guī)律隨作物種類、品種、土壤、氣候、生產(chǎn)力水平等諸多因素而變化，應(yīng)結(jié)合各地情況來探索作物需水規(guī)律?！?〕作物因素不同種類的作物需水量有很大的差異，如就小麥、玉米、水稻而言，水稻＞小麥＞玉米；不同品種的作物需水量有很大差異，如耐旱品種需水量??；不同生育階段需水量不同；不同長(zhǎng)勢(shì)的作物需水量不同。2．影響作物需水量的主要因素第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素作物需水規(guī)律隨作物種類、品種、土壤、氣候、生產(chǎn)力水平等諸多因〔2〕氣象因素氣象因素是影響作物需水量的主要因素，它不僅影響蒸騰速率，也直接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育。氣象因素對(duì)作物需水量的影響，往往是幾個(gè)因素同時(shí)作用，很難將各個(gè)因素的影響一一分開。當(dāng)氣溫高、日照時(shí)數(shù)多、相對(duì)濕度小時(shí)，需水量會(huì)增加。2．影響作物需水量的主要因素

第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素〔2〕氣象因素2．影響作物需水量的主要因素第二節(jié)作物需〔3〕土壤因素影響作物需水量的土壤因素主要有質(zhì)地、顏色、含水量有機(jī)質(zhì)含量、養(yǎng)分狀況等。砂土持水力弱，蒸發(fā)較快，因此，在砂土上的作物需水量就大。就土壤顏色而言，黑褐色土壤吸熱較多，其蒸發(fā)較大，而顏色較淺的黃白色土壤反射較強(qiáng)，相對(duì)蒸發(fā)較少。土壤含水量較高時(shí)，蒸發(fā)強(qiáng)烈，作物需水量較大；相反，土壤含水量較低時(shí)，作物需水量較少。2．影響作物需水量的主要因素第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素〔3〕土壤因素2．影響作物需水量的主要因素第二節(jié)作物〔4〕農(nóng)業(yè)技術(shù)農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)水平的上下直接影響水量消耗的速度。粗放的農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)，可導(dǎo)致土壤水分的無效消耗。灌水后適時(shí)耕耙保墑、中耕松土，將使土壤外表形成一個(gè)疏松層，這樣可減少水量的消耗。2．影響作物需水量的主要因素第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素〔4〕農(nóng)業(yè)技術(shù)2．影響作物需水量的主要因素第二節(jié)作物由于上述各種因素的影響，因此，在生產(chǎn)實(shí)際中，必須因時(shí)、因地、因作物、因氣候等各種自然與人為條件確定作物的需水量，以利于指導(dǎo)生產(chǎn)。作物需水量是農(nóng)業(yè)用水的主要組成局部，也是整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中消耗水分的最主要局部。它是水資源合理開發(fā)、利用所必需的重要資料，同時(shí)也是灌排工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理的根本依據(jù)。2．影響作物需水量的主要因素

第二節(jié)作物需水量與灌溉制度一、作物需水量與影響因素由于上述各種因素的影響，因此，在生產(chǎn)實(shí)際中，必須因時(shí)、因地、蒸滲儀是根據(jù)水量平衡原理設(shè)計(jì)的一種用來計(jì)算農(nóng)田水文循環(huán)各主要成分的專門儀器。國(guó)外利用Lysimeter研究作物蒸發(fā)蒸騰非常普遍。我國(guó)利用Lysimeter進(jìn)展作物蒸發(fā)蒸騰的研究始于80年代中期。中國(guó)科學(xué)院禹城綜合試驗(yàn)站于1985年秋安裝了一臺(tái)面積為3m2，深度為2m的大型原狀土自動(dòng)稱重土壤蒸發(fā)滲漏儀。二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定1．器測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度蒸滲儀是根據(jù)水量平衡原理設(shè)計(jì)的一種用來計(jì)算農(nóng)田水文循環(huán)各主1．器測(cè)法西北農(nóng)林科技大學(xué)水建學(xué)院灌溉實(shí)驗(yàn)站1997年9月正式投入使用了一臺(tái)蒸滲儀，其進(jìn)口于美國(guó)，面積6.25m2(2.5×2.5)，裝土深度3m。利用大型稱重式蒸滲儀直接測(cè)定的作物蒸發(fā)蒸騰量比較準(zhǔn)確，常被用來檢驗(yàn)各種作物蒸發(fā)蒸騰計(jì)算公式，進(jìn)展適當(dāng)修正和確定作物系數(shù)，但由于其設(shè)備價(jià)格昂貴而限制了其在我國(guó)的廣泛應(yīng)用。第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定1．器測(cè)法西北農(nóng)林科技大學(xué)水建學(xué)院灌溉實(shí)驗(yàn)站1997年9月正蒸滲儀可分為：稱重式與水力式。稱重式：又可分為充填式與整塊式兩種。前者在器內(nèi)充填均勻的土壤或沙土混合物，后者在器內(nèi)裝整塊原狀土。水力式：水力式蒸滲儀是以靜水浮力稱重原理為根底的一種測(cè)量土壤蒸發(fā)的儀器。蒸滲儀中土壤的原重以外界液體的靜水壓力來衡量，而由蒸發(fā)蒸騰等所引起的土塊重量變化，那么以觀測(cè)土塊垂直位移的方法來確定。1．器測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定蒸滲儀可分為：稱重式與水力式。1．器測(cè)法第二節(jié)作物需水量蒸滲儀的根本工作原理：目前國(guó)內(nèi)外已建成的蒸滲儀，盡管種類繁多，形式各異，規(guī)模不一，但它們的共同特點(diǎn)是在盛土容器中觀測(cè)其土壤水分動(dòng)態(tài)變化，量測(cè)不同時(shí)段水分總量，研究土體中水分收支量及變化過程。土壤水量平衡方程式為：P+I+R+C＝ET+D+ΔW式中：P為大氣降水量；I為灌水量；R為地表徑流量；C為汽態(tài)凝結(jié)水量；ET為蒸散發(fā)量；D為深層土壤滲漏量；ΔW為時(shí)段內(nèi)土壤含水量的變化。1．器測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定蒸滲儀的根本工作原理：目前國(guó)內(nèi)外已建成的蒸滲儀，盡管種類繁多稱重式蒸滲儀蒸滲儀（美國(guó)加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校）作物：番茄直徑：6.70米深：0.96米水力式土壤蒸滲儀（中國(guó)科學(xué)院地理研究所禹城實(shí)驗(yàn)站）普通稱重式蒸滲儀測(cè)筒構(gòu)造示意圖1．器測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度稱重式蒸滲儀蒸滲儀（美國(guó)加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校）水力式土壤坑測(cè)法是在專門修建的測(cè)坑中測(cè)定作物需水量，這是我國(guó)目前最主要的應(yīng)用方法。有底測(cè)坑土壤常為回填土，底部一般鋪設(shè)20cm厚由砂和礫石組成的濾水層，基部設(shè)側(cè)向排水管與排水收集系統(tǒng)相連。坑中土壤回填時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照原有土層容重分層回填，這是保證測(cè)坑試驗(yàn)結(jié)果具有代表性的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。無底測(cè)坑可用原狀土，也可以為擾動(dòng)回填土。為了控制降雨，測(cè)坑上方通常還要安設(shè)防雨設(shè)施。2．坑測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定坑測(cè)法是在專門修建的測(cè)坑中測(cè)定作物需水量，這是我國(guó)目前最主要測(cè)坑內(nèi)的水分變化通過先后兩次測(cè)定的土壤含水量的差值計(jì)算。測(cè)定含水量最好選擇可以定點(diǎn)、連續(xù)測(cè)定的方法，象中子散射法電阻法，TDR法等。土鉆中子儀TDR2．坑測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度測(cè)坑內(nèi)的水分變化通過先后兩次測(cè)定的土壤含水量的差值計(jì)算。測(cè)定啟閉式防雨棚移動(dòng)式防雨棚防雨設(shè)備簡(jiǎn)易防雨棚啟閉式防雨棚移動(dòng)式防雨棚防雨設(shè)備簡(jiǎn)易防雨棚田測(cè)法是在大田條件下直接測(cè)定作物蒸發(fā)蒸騰量。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)定環(huán)境與作物生長(zhǎng)發(fā)育所處的環(huán)境完全一樣，有較強(qiáng)的真實(shí)性和代表性．缺點(diǎn)：易受環(huán)境條件的干擾，如果控制不好，有些工程測(cè)定不準(zhǔn)，那么引起的誤差會(huì)引起作物需水量測(cè)定結(jié)果精度。3．田測(cè)法第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定田測(cè)法是在大田條件下直接測(cè)定作物蒸發(fā)蒸騰量。3．田測(cè)法第二節(jié)土壤棵間蒸發(fā)是作物需水量中不可分割的局部，是農(nóng)田水量平衡計(jì)算中非常重要的因素，尤其在作物的生長(zhǎng)前期，土壤處于裸露狀態(tài)，棵間蒸發(fā)尤為嚴(yán)重。但是，在農(nóng)田水量平衡的各種計(jì)算模型中如何將棵間蒸發(fā)和植物蒸騰區(qū)分開來，一直是困擾人們的難題。只有在明確了作物各生育階段棵間蒸發(fā)和植物蒸騰的比例關(guān)系后，才能準(zhǔn)確地估算農(nóng)田土壤水分動(dòng)態(tài)，制定合理的灌溉制度，盡可能地減少無效的土壤水分散失，提高水分利用效率。因此，測(cè)定土壤的棵間蒸發(fā)是一項(xiàng)非常重要的工作。4．土壤棵間蒸發(fā)確實(shí)定第二節(jié)作物需水量與灌溉制度二、作物需水量〔蒸發(fā)蒸騰量〕的試驗(yàn)測(cè)定土壤棵間蒸發(fā)是作