1、精選文檔作物澆灌制度農(nóng)作物的澆灌制度：是指作物播種前（或水稻栽秧前）及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)、每次的灌水日期和灌水定額。灌水定額是指一次灌水單位澆灌面積上的灌水量，各次灌水定額之和，叫澆灌定額。灌水定額和澆灌定額常以m3 /畝或mm表示，它是灌區(qū)規(guī)劃及管理的重要依據(jù)。充分澆灌條件下的澆灌制度，是指澆灌供水能夠充分滿足作物各生育階段的需水量要求而設(shè)計(jì)制定的澆灌制度。 總結(jié)群眾豐富灌水閱歷 多年來(lái)進(jìn)行灌水的實(shí)踐閱歷是制定澆灌制度的重要依據(jù)。澆灌制度調(diào)查應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)要求的干旱年份，調(diào)查這些年份的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)間間距、灌水定額及澆灌定額。依據(jù)調(diào)查資料，可以分析確

2、定這些年份的澆灌制度。 依據(jù)澆灌試驗(yàn)資料制定澆灌制度 我國(guó)很多灌區(qū)設(shè)置了澆灌試驗(yàn)站，試驗(yàn)項(xiàng)目一般包括作物需水量、澆灌制度、灌水技術(shù)等。試驗(yàn)站積累的試驗(yàn)資料，是制定澆灌制度的主要依據(jù)。但是，在選用試驗(yàn)資料時(shí)，必需留意原試驗(yàn)的條件，不能一概照搬。 按水量平衡原理分析制定作物澆灌制度 這種方法是依據(jù)水稻淹灌水層和旱作物方案潮濕層內(nèi)水量平衡的原理進(jìn)行澆灌制度的制定。在實(shí)踐中肯定要參考群眾豐富灌水閱歷和田間試驗(yàn)資料，即這三種方法結(jié)合起來(lái)所制定的澆灌制度才比較完善。 水稻澆灌制度水稻具有喜水耐水特性，常接受淹灌方式，因此，滲漏損失水量大，灌水次數(shù)多，澆灌定額大。澆灌制度應(yīng)以滿足不同時(shí)期稻田淹灌水層的深度要

3、求。通過(guò)水量平衡計(jì)算，可以確定所需要的水量。 某時(shí)段內(nèi)水稻灌水定額為： mHEPH0+C 式中m為時(shí)段內(nèi)水稻灌水定額；H0、H分別為時(shí)段初和時(shí)段末的稻田水層深度；E為時(shí)段內(nèi)田間耗水量(蒸發(fā)、蒸騰和滲漏量)；P為時(shí)段內(nèi)降雨量；C為時(shí)段內(nèi)排水量。單位均為mm。 水稻澆灌制度，隨著水稻品種和栽培季節(jié)的不同而異，多接受淺-深-淺的灌水方法，即分蘗和分蘗以前接受淺灌,分蘗后期到乳熟前接受深灌,乳熟以后淺灌，黃熟以后落干(有時(shí)也在分蘗末期落干曬田一次)。澆灌定額南方一般為300360m3/畝,北方常在500m3/畝以上。 旱作物澆灌制度依據(jù)旱作物的生理和生態(tài)特性，澆灌的作用在于補(bǔ)充土壤水分的不足，要求作物

4、生長(zhǎng)階段土壤方案潮濕層內(nèi)土壤含水量維持在易被作物利用的范圍內(nèi)。其最大允許含水量為田間持水量，而最小允許含水量應(yīng)保持在田間持水量的5060。 旱作物澆灌制度可通過(guò)水量平衡計(jì)算來(lái)確定。當(dāng)某一時(shí)段內(nèi)尚未灌水時(shí)，時(shí)段末土壤儲(chǔ)水量為W（m3/畝），則： WW0PEK 式中W0為時(shí)段初的土壤儲(chǔ)水量;P為時(shí)段內(nèi)的有效降雨量；E為時(shí)段內(nèi)農(nóng)田耗水量；K為時(shí)段內(nèi)地下水補(bǔ)給量。單位均為m3/畝。若計(jì)算時(shí)段較長(zhǎng),方案潮濕層加深，則在水量平衡方程式右端加上因方案潮濕層增加而增加的水量WH。 當(dāng)時(shí)段末土壤儲(chǔ)水量W 小于或等于土壤允許最小含水量的土壤儲(chǔ)水量時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行灌水。其灌水定額等于土壤允許最大儲(chǔ)水量（田間持水量）與時(shí)

5、段末土壤儲(chǔ)水量W的差值。旱作物澆灌制度也可用圖解法來(lái)確定。 旱作物的澆灌制度隨作物種類(lèi)和地區(qū)不同而異。北方半干旱地區(qū)、中等干旱或干旱年，幾種主要農(nóng)作物澆灌制度如下。冬小麥灌水45次，分別在播種前、分蘗期、 返青-拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期。如遇后期干旱，在成熟期也可灌水一次。灌水定額4050m3/畝。澆灌定額160220m3/畝。玉米灌水 34次，分別在拔節(jié)期、抽穗期、開(kāi)花期、乳熟期進(jìn)行澆灌。灌水定額約40m3/畝。澆灌定額120160m3/畝。棉花灌水24次,分別在現(xiàn)蕾期、開(kāi)花期、花鈴期、成熟期進(jìn)行澆灌。灌水定額約40m3/畝。澆灌定額80160m3/畝。 其他澆灌制度：當(dāng)接受?chē)姽?、滴灌、地下?/p>

6、灌或進(jìn)行某些特種澆灌（如施肥澆灌、 洗鹽澆灌、 防凍澆灌、降溫澆灌、引洪淤灌等）時(shí)，澆灌制度必需按不同要求另行制定。 對(duì)干旱缺水地區(qū)，可以制定關(guān)鍵時(shí)期的灌水、限額灌水或不充分灌水的澆灌制度，以求得單位水量的增產(chǎn)量最高或灌區(qū)總產(chǎn)值最高。 展望：為了準(zhǔn)時(shí)和合理調(diào)整澆灌制度，需要加強(qiáng)澆灌預(yù)報(bào)工作，重點(diǎn)是對(duì)降水、作物耗水及土壤水分變化進(jìn)行猜測(cè)預(yù)報(bào)。同時(shí)需要進(jìn)一步爭(zhēng)辯主要作物的節(jié)水型澆灌制度，以適應(yīng)日益緊急的農(nóng)業(yè)水資源供需關(guān)系和進(jìn)展?jié)补嗟男枰?計(jì)算澆灌制度的原理 （1）計(jì)算各時(shí)段灌水上下限及田間持水量 （2）推算澆灌制度 列表或圖解計(jì)算時(shí)接受旬為時(shí)段,電算時(shí)可以日為計(jì)算時(shí)段。 先設(shè)無(wú)m、無(wú)s，計(jì)算該時(shí)

7、段末含水量 W2=W1+WT+P0+KE 假如 ，則不需澆灌,也無(wú)深層滲漏。 假如 ，則m=WmaxW2 (實(shí)際計(jì)算時(shí)宜對(duì)m取整) 灌水后W2'=W2+m 假如 ，則s=W2W田持 排水后 W2'=W田持 計(jì)算方法 （1）列表或圖解逐旬計(jì)算 （2）編寫(xiě)電算程序，利用計(jì)算機(jī)計(jì)算 3列表法計(jì)算步驟 （1）收集基本資料； （2）計(jì)算生育期方案潮濕層內(nèi)含水量； （3）計(jì)算各次降雨的入滲雨量準(zhǔn)時(shí)段入滲雨量； （4）計(jì)算因方案潮濕層增加而增加的含水量WT； （5）計(jì)算各時(shí)段地下水補(bǔ)給量； （6）計(jì)算各時(shí)段田間需水量； （7）逐日計(jì)算澆灌制度； （8）校核各生育階段及全生育期的計(jì)算結(jié)果。作物

8、需水量與澆灌制度2.1作物需水量2.1.1農(nóng)田水分消耗途徑農(nóng)田水分消耗的途徑主要有植株蒸騰、棵間蒸發(fā)和深層滲漏。（一）植株蒸騰植株蒸騰是指作物根系從土壤中吸入體內(nèi)的水分，通過(guò)葉片的氣孔集中到大氣中去的現(xiàn)象。試驗(yàn)證明，植株蒸騰要消耗大量水分，作物根系吸入體內(nèi)的水分有99%以上消耗于蒸騰，只有不足1%的水量留在植物體內(nèi)，成為植物體的組成部分。植株蒸騰過(guò)程是由液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水的過(guò)程，在此過(guò)程中，需要消耗作物體內(nèi)的大量熱量，從而降低了作物的體溫，以免作物在酷熱的夏季被太陽(yáng)光所灼傷。蒸騰作用還可以增加作物根系從土壤中吸取水分和養(yǎng)分的力量，促進(jìn)作物體內(nèi)水分和無(wú)機(jī)鹽的運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，作物蒸騰是作物的正常活動(dòng)，這

9、部分水分消耗是必需的和有益的，對(duì)作物生長(zhǎng)有重要意義。（二）棵間蒸發(fā)棵間蒸發(fā)是指植株間土壤或水面的水分蒸發(fā)?？瞄g蒸發(fā)和植株蒸騰都受氣象因素的影響，但蒸騰因植株的繁茂而增加，棵間蒸發(fā)因植株造成的地面掩蓋率加大而減小，所以蒸騰與棵間蒸發(fā)二者互為消長(zhǎng)。一般作物生育初期植株小，地面暴露大，以棵間蒸發(fā)為主；隨著植株增大，葉面掩蓋率增大，植株蒸騰漸漸大于棵間蒸發(fā)；到作物生育后期，作物生理活動(dòng)減弱，蒸騰耗水又漸漸減小，棵間蒸發(fā)又相對(duì)增加?？瞄g蒸發(fā)雖然能增加近地面的空氣濕度，對(duì)作物的生長(zhǎng)環(huán)境產(chǎn)生有利影響，但大部分水分消耗與作物的生長(zhǎng)發(fā)育沒(méi)有直接關(guān)系。因此，應(yīng)實(shí)行措施，削減棵間蒸發(fā)，如農(nóng)田掩蓋、中耕松土、改進(jìn)灌水

10、技術(shù)等。（三）深層滲漏深層滲漏是指旱田中由于降雨量或澆灌水量太多，使土壤水分超過(guò)了田間持水率，向根系活動(dòng)層以下的土層產(chǎn)生滲漏的現(xiàn)象。深層滲漏對(duì)旱作物來(lái)說(shuō)是無(wú)益的，且會(huì)造成水分和養(yǎng)分的流失，合理的澆灌應(yīng)盡可能地避開(kāi)深層滲漏。由于水稻田經(jīng)常保持肯定的水層，所以深層滲漏是不行避開(kāi)的，適當(dāng)?shù)臐B漏，可以促進(jìn)土壤通氣，改善還原條件，消退有毒物質(zhì)，有利于作物生長(zhǎng)。但是滲漏量過(guò)大，會(huì)造成水量和肥料的流失，與開(kāi)展節(jié)水澆灌有肯定沖突。在上述幾項(xiàng)水量消耗中，植株蒸騰和棵間蒸發(fā)合稱(chēng)為騰發(fā)，兩者消耗的水量合稱(chēng)為騰 發(fā)量（Evapotranspiration），通常又把騰發(fā)量稱(chēng)為作物需水量（Water Requireme

11、nt of Crops）。騰發(fā)量的大小及其變化規(guī)律，主要打算于氣象條件、作物特性、土壤性質(zhì)和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等。滲漏量的大小主要與土壤性質(zhì)、水文地質(zhì)條件等因素有關(guān)，它和騰發(fā)量的性質(zhì)完全不同，一般將蒸發(fā)蒸騰量與滲漏量分別進(jìn)行計(jì)算。旱作物在正常澆灌狀況下，不允許發(fā)生深層滲漏，因此，旱作物需水量即為騰發(fā)量。對(duì)稻田來(lái)說(shuō)適宜的滲漏是有益的，通常把水稻騰發(fā)量與稻田滲漏量之和稱(chēng)為水稻的田間耗水量。就某一地區(qū)而言，具體條件下作物獲得肯定產(chǎn)量時(shí)實(shí)際所消耗的水量為作物田間耗水量，簡(jiǎn)稱(chēng)耗水量。所以需水量是一個(gè)理論值，又稱(chēng)為潛在蒸散量（或潛在騰發(fā)量），而耗水量是一個(gè)實(shí)際值，又稱(chēng)為實(shí)際蒸散量。需水量與耗水量的單位一樣，常以

12、m3·hm-2或mm水層表示。2.1.2影響作物需水量的主要因素（一）作物因素作物種類(lèi)不同其需水量不同，表2-1反映了C3作物與C4作物需水量有很大差異，有爭(zhēng)辯表明：作物的需水量顯著高于作物，作物玉米制造1g干物質(zhì)約需水349g，而作物小麥制造1g干物質(zhì)需水557g，水稻為682g。表2-1 不同作物生育盛期平均日需水量和最大日需水量作物種類(lèi)作物名稱(chēng)生育階段測(cè)定年份平均日需水量（mm）最大日需水量（mm）需水量平均值需水量平均值C4作物玉米抽雄期19824.45.18.18.3谷子灌漿期19655.78.5C3作物小麥灌漿期198210.711.214.917.4大豆開(kāi)花期19641

13、1.214.6棉花結(jié)鈴期198311.722.6作物需水有如下規(guī)律：（1）不同作物的需水量有很大的差異，如就小麥、玉米和水稻而言，水稻的需水量最大，其次是小麥，玉米的需水量最小。（2）每種作物都有需水高峰期，一般處于作物生長(zhǎng)旺盛階段。如冬小麥有兩個(gè)需水高峰期，第一個(gè)高峰期在分蘗期，其次個(gè)高峰期在開(kāi)花至乳熟期；大豆的需水高峰期在開(kāi)花結(jié)莢期；谷子的需水高峰期為開(kāi)花-乳熟期；玉米為抽雄-乳熟期。（3）作物任何時(shí)期缺水，都會(huì)對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響，作物在不同生育時(shí)期對(duì)缺水的敏感程度不同。通常把作物整個(gè)生育期中對(duì)缺水最敏感、缺水對(duì)產(chǎn)量影響最大的生育期稱(chēng)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

14、相同，但大多數(shù)消滅在從養(yǎng)分生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的過(guò)渡階段，例如小麥在拔節(jié)抽穗期，棉花在開(kāi)花結(jié)鈴期，玉米在抽雄至乳熟期，水稻為孕穗至揚(yáng)花期等。（二）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，因此各個(gè)因素的作用，很難一一分開(kāi)。表2-2說(shuō)明，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。表2-2 冬小麥生長(zhǎng)期的氣象要素與需水量年 份降水量零度以上積溫（）相對(duì)濕度（%）日照時(shí)數(shù)土壤水分（）蒸發(fā)量（mm）需水量（mm）19731974102.82183.558.61634.617.225.71069.1392

15、.7119741975179.42148.766.81434.018.536.0894.8295.95（三）土壤因素影響作物需水量的土壤因素有土壤質(zhì)地、顏色、含水量、有機(jī)質(zhì)含量和養(yǎng)分狀況等。砂土持水力弱，蒸發(fā)較快，因此，在砂土、砂壤土上的作物需水量就大。就土壤顏色而言，黑褐色的吸熱較多其蒸發(fā)就大，而顏色較淺的黃白色反射較強(qiáng)，相對(duì)蒸發(fā)較少。當(dāng)土壤水分多時(shí)，蒸發(fā)猛烈，作物需水量則大；相反，土壤含水量較低時(shí)，作物需水量較少。（四）農(nóng)業(yè)技術(shù)農(nóng)業(yè)技術(shù)農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)的凹凸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)致土壤水分無(wú)效消耗。灌水后適時(shí)耕耙保墑中耕松土，使土壤表面有一個(gè)疏松層，就可以削減水量消耗

16、。密植，相對(duì)來(lái)說(shuō)需水量會(huì)低些；兩種作物間作，也可相互影響彼此的需水量。2.1.3作物需水量的計(jì)算方法影響作物需水量的因素有氣象條件（溫度、日照、濕度、風(fēng)速）、土壤水分狀況、作物種類(lèi)及其生長(zhǎng)發(fā)育階段、土壤肥力、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施、澆灌排水措施等。這些因素對(duì)需水量的影響是相互聯(lián)系的，也是錯(cuò)綜簡(jiǎn)單的，目前尚不能從理論上精確確定各因素對(duì)需水量的影響程度。在生產(chǎn)實(shí)踐中，一方面是通過(guò)田間試驗(yàn)的方法直接測(cè)定作物需水量；另一方面常接受某些計(jì)算方法確定作物需水量?，F(xiàn)有計(jì)算作物需水量的方法，大致可歸納為兩類(lèi)，一類(lèi)是直接計(jì)算作物需水量，另一類(lèi)是通過(guò)計(jì)算參照作物需水量來(lái)計(jì)算實(shí)際作物需水量。（一）直接計(jì)算需水量的方法該法是從

17、影響作物需水量的諸因素中，選擇幾個(gè)主要因素（例如水面蒸發(fā)、氣溫、日照、輻射等），再依據(jù)試驗(yàn)觀測(cè)資料分析這些主要因素與作物需水量之間存在的數(shù)量關(guān)系，最終歸納成某種形式的閱歷公式。目前常見(jiàn)的這類(lèi)閱歷公式大致有以下幾種：1、以水面蒸發(fā)為參數(shù)的需水系數(shù)法（簡(jiǎn)稱(chēng)“值法”或稱(chēng)蒸發(fā)皿法）大量的澆灌試驗(yàn)資料表明，氣象因素是影響作物需水量的主要因素，而當(dāng)?shù)氐乃嬲舭l(fā)又是各種氣象因素綜合影響的結(jié)果。因騰發(fā)量與水面蒸發(fā)都是水汽集中，因此可以用水面蒸發(fā)這一參數(shù)估算作物需水量，其計(jì)算公式為：（式2-1）或 （式2-2）式中：某時(shí)段內(nèi)的作物需水量，以水層深度計(jì)，mm；與同時(shí)段的水面蒸發(fā)量，以水層深度計(jì)，mm；一般接受80

18、cm口徑蒸發(fā)皿的蒸發(fā)值，若用20cm口徑蒸發(fā)皿，則；各時(shí)段的需水系數(shù)，即同時(shí)期需水量與水面蒸發(fā)量之比值，一般由試驗(yàn)確定，水稻=0.91.3，旱作物=0.30.7；閱歷常數(shù)。由于“值法”只需要水面蒸發(fā)量資料，所以該法在我國(guó)水稻地區(qū)曾被廣泛接受。在水稻地區(qū)，氣象條件對(duì)及的影響相同，故應(yīng)用“值法”較為接近實(shí)際，也較為穩(wěn)定。對(duì)于水稻及土壤水分充分的旱作物，用此式計(jì)算，其誤差一般小于20%30%；對(duì)土壤含水率較低的旱作物和實(shí)施潮濕澆灌的水稻，因其騰發(fā)量還與土壤水分有親密關(guān)系，所以此法不太適宜。2、以產(chǎn)量為參數(shù)的需水系數(shù)法（簡(jiǎn)稱(chēng)“值法”）作物產(chǎn)量是太陽(yáng)能的累積與水、土、肥、熱、氣諸因素的協(xié)調(diào)及農(nóng)業(yè)技術(shù)措施

19、綜合作用的結(jié)果。因此，在肯定的氣象條件和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施條件下，作物田間需水量將隨產(chǎn)量的提 圖2-1 作物需水量與產(chǎn)量關(guān)系示意圖高而增加，如圖2-1所示，但是需水量的增加并不與產(chǎn)量成比例。由圖2-1看出，單位產(chǎn)量的需水量隨產(chǎn)量的增加而漸漸減小，說(shuō)明當(dāng)作物產(chǎn)量達(dá)到肯定水平后，要進(jìn)一步提高產(chǎn)量就不能僅靠增加水量，而必需同時(shí)改善作物生長(zhǎng)所必需的其他條件。如農(nóng)業(yè)技術(shù)措施、增加土壤肥力等。作物總需水量與產(chǎn)量之間的關(guān)系可用下式表示，即：（式2-3）或 （式2-4）式中：作物全生育期內(nèi)總需水量，m3/畝；作物單位面積產(chǎn)量，kg/畝；以產(chǎn)量為指標(biāo)的需水系數(shù)，即單位產(chǎn)量的需水量，m3/kg；、閱歷指數(shù)和常數(shù)。式2-

20、3中的、值可通過(guò)試驗(yàn)確定。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)，此法把需水量與產(chǎn)量相聯(lián)系，便于進(jìn)行澆灌經(jīng)濟(jì)分析。對(duì)于旱作物，在土壤水分不足而影響高產(chǎn)的狀況下，需水量隨產(chǎn)量的提高而增大，用此法推算較牢靠，誤差多在30%以下，宜接受。但對(duì)于土壤水分充分的旱田以及水稻田，需水量主要受氣象條件把握，產(chǎn)量與需水量關(guān)系不明確，用此法推算的誤差較大。上述公式可估算全生育期作物需水量。在生產(chǎn)實(shí)踐中，過(guò)去常習(xí)慣接受需水模系數(shù)估算作物各生育階段的需水量，即依據(jù)已確定的全生育期作物需水量，然后依據(jù)各生育階段需水規(guī)律，以肯定比例進(jìn)行安排，即（式2-5）式中：某一生育階段作物需水量；需水模系數(shù)，即某一生育

21、階段作物需水量占全生育期作物需水量的百分?jǐn)?shù)，可以從試驗(yàn)資料中取得或運(yùn)用類(lèi)似地區(qū)資料分析確定。按上述方法求得的各階段作物需水量在很大程度上取決于需水模系數(shù)的精確程度。但由于影響需水模系數(shù)的因素較多，如作物品種、氣象條件以及土、水、肥條件和生育階段劃分的不嚴(yán)格等，使同一生育階段在不同年份內(nèi)同品種作物的需水模系數(shù)并不穩(wěn)定，而不同品種的作物需水模系數(shù)則變幅更大。因而，大量分析計(jì)算結(jié)果表明，用此方法求各階段需水量的誤差常在±（100%200%），但是用該類(lèi)方法計(jì)算全生育期總需水量仍有參考作用。（二）通過(guò)計(jì)算參照作物需水量來(lái)計(jì)算實(shí)際作物需水量的方法近代需水量的理論爭(zhēng)辯表明，作物騰發(fā)耗水是土壤-植

22、物-大氣系統(tǒng)的連續(xù)傳輸過(guò)程，大氣、土壤、作物三個(gè)組成部分中的任何一部分的有關(guān)因素都影響需水量的大小。依據(jù)理論分析和試驗(yàn)結(jié)果，在土壤水分充分的條件下，大氣因素是影響需水量的主要因素，其余因素對(duì)需水量的影響不顯著；在土壤水分不足的條件下，大氣因素和其余因素對(duì)需水量都有重要影響。目前，作物需水量的計(jì)算方法是通過(guò)計(jì)算參照作物的需水量來(lái)計(jì)算實(shí)際需水量。有了參照作物需水量，然后再依據(jù)作物系數(shù)對(duì)進(jìn)行修正，得到某種作物的實(shí)際需水量。在水分虧缺時(shí)，再用進(jìn)行修正，即可求出某種作物在水分虧缺時(shí)的實(shí)際需水量。所謂參照作物需水量（Reference Crop Evapotranspiration）是指高度全都、生長(zhǎng)旺盛

23、、地面完全掩蓋、土壤水分充分的綠草地（8-15cm高）的蒸發(fā)蒸騰量，一般是指在這種條件下的苜蓿草的需水量，由于這種參照作物需水量主要受氣象條件的影響，所以都是依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件分階段計(jì)算的。1、參照作物需水量的計(jì)算計(jì)算參照作物需水量的方法很多，大致可歸納為閱歷公式法、水氣集中法、能量平衡法等。其中以能量平衡原理比較成熟、完整。其基本思想是：將作物騰發(fā)看做能量消耗的過(guò)程，通過(guò)平衡計(jì)算求出騰發(fā)所消耗的能量，然后再將能量折算為水量，即作物需水量。依據(jù)能量平衡原理以及水汽集中等理論，英國(guó)的彭曼（Pen-man）提出了可以利用一般的氣象資料計(jì)算參考作物蒸發(fā)蒸騰量的公式。后經(jīng)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織修正，正式向各國(guó)

24、推舉。其基本形式如下：（式2-6）式中：參考作物需水量，mm/d；標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的溫度函數(shù)，其中為平均氣溫時(shí)飽和水汽壓隨溫度之變率，即（其中為飽和水汽壓，為平均氣溫）；為濕度計(jì)常數(shù)，；海拔高度影響溫度函數(shù)的改正系數(shù)，其中為海平面的平均氣壓，=1013.25hPa；太陽(yáng)凈輻射，以蒸發(fā)的水層深度計(jì)，mm/d，可用閱歷公式計(jì)算，從有關(guān)表格中查得或用輻射平衡表直接測(cè)?。桓稍锪?，mm/d，=0.26（1+0.54）（），其中為當(dāng)?shù)氐膶?shí)際水汽壓，為離地面2m高處的風(fēng)速，m/s。2、實(shí)際需水量的計(jì)算已知參照作物需水量后，在充分供水條件下，接受作物系數(shù)對(duì)進(jìn)行修正，即得作物實(shí)際需水量，即：（式2-7）式中的與應(yīng)取

25、相同單位。作物系數(shù)是指某一階段的作物需水量與相應(yīng)階段內(nèi)的參考作物蒸發(fā)蒸騰量的比值，它反映了作物本身的生物學(xué)特性、產(chǎn)量水平、土壤耕作條件等對(duì)作物需水量的影口向。依據(jù)各地的試驗(yàn)，作物系數(shù)不僅隨作物而變化，更主要的是隨作物的生育階段而異，生育初期和末期的較小，而中期的較大。表2-3列出大田作物和蔬菜在中期、后期的值；表2-4為主要作物各生育階段的作物系數(shù)值。表2-5列出了山西冬小麥作物系數(shù)值；表2-6為湖北省中稻作物系數(shù)值。表2-3 大田作物和蔬菜在中期、后期的值作物生育階段氣象條件最低相對(duì)濕度>70%最低相對(duì)濕度<20%風(fēng)速05m/s風(fēng)速58 m/s風(fēng)速05 m/s風(fēng)速58 m/s玉米

26、中期1.051.101.151.20后期0.550.550.600.60棉花中期1.051.101.151.20后期0.650.650.650.70花生中期1.051.101.151.20后期0.550.550.600.60薯類(lèi)中期1.051.101.151.20后期0.70.70.750.75大豆中期1.051.101.151.20后期0.450.450.450.45小麥中期1.051.101.151.20后期0.250.250.200.20十字花科植物中期0.951.101.051.10后期0.800.850.900.95黃瓜中期0.900.900.951.00后期0.700.700.75

27、0.80表2-4 主要作物各生育階段的作物系數(shù)值作 物初期階段前期階段中期階段后期階段收獲期全生育期小 麥0.3-0.40.7-0.81.05-1.200.65-0.750.20-0.250.80-0.90玉 米0.3-0.50.7-0.851.05-1.200.8-0.950.55-0.60.75-0.90棉 花0.4-0.50.7-0.81.05-1.250.8-0.90.65-0.700.80-0.90高 粱0.3-0.40.7-0.751.0-1.150.75-0.80.5-0.550.75-0.85大 豆0.3-0.40.7-0.81.0-1.150.7-0.80.4-0.50.75

28、-0.9花 生0.4-0.50.7-0.80.95-1.100.75-0.850.55-0.600.75-0.80向日葵0.3-0.40.7-0.81.05-1.20.7-0.80.35-0.450.75-0.85馬鈴薯0.3-0.50.7-0.81.05-1.20.85-0.950.70-0.750.75-0.90注：表中第一個(gè)數(shù)字表示在高濕（最小相對(duì)濕度>70%）和弱風(fēng)（風(fēng)速< 5m·s-1）條件下。其次個(gè)數(shù)字表示低濕（最低相對(duì)濕度<20%）和大風(fēng)（風(fēng)速>5 m·s-1）條件下。2-5 山西省冬小麥作物系數(shù)值生育階段播種一越冬越冬一返青返青一拔節(jié)

29、拔節(jié)一抽穗抽穗一灌漿灌漿一收割全生育期0.860.480.821.001.160.870.87表2-6 湖北省中稻作物系數(shù)值月 份567891.031.351.501.400.94近些年來(lái)，我國(guó)在計(jì)算作物需水量和繪制作物需水量等值線圖時(shí)多接受上述公式。在澆灌與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范中也推舉接受這一公式。由于該公式計(jì)算簡(jiǎn)單，一般都用計(jì)算機(jī)完成。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可從已鑒定過(guò)的作物需水量等值線圖中確定。3、作物需水量等值線圖任何物理量，只要它在空間呈連續(xù)變化，又不因入為措施導(dǎo)致快速、大幅度變動(dòng)，即可用等值線圖來(lái)表示其空間分布規(guī)律。影響作物需水量的主要因素為氣象因素和非氣象因素，氣象因素是在空間呈連續(xù)變化的物

30、理量；非氣象因素主要是指土壤水分條件、產(chǎn)量水公平，若把非氣象因素維持在肯定水平，這樣便可以用等值線圖來(lái)表示作物需水量空間變化規(guī)律。依據(jù)作物需水量的定義，非氣象因素實(shí)際上已限定在同一水平，這就是作物要生長(zhǎng)在適宜的水分條件下；而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)（潛在產(chǎn)量）時(shí)的需水量。對(duì)土壤水分條件與產(chǎn)量水平全國(guó)協(xié)作組已做了統(tǒng)一規(guī)定，依據(jù)統(tǒng)一的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)與試驗(yàn)，這樣就在全國(guó)范圍內(nèi)取得了同一非氣象因素水平下的需水量值。全國(guó)主要作物需水量等值線圖，是接受作物系數(shù)法計(jì)算每一個(gè)縣的作物需水量值，依據(jù)式2-6用統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算并繪制的。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可直接查用已鑒定的作物需水量等值線圖。對(duì)北方干旱缺水地區(qū)來(lái)說(shuō)，澆灌水源滿足

31、不了作物全生育期實(shí)行充分澆灌的要求，作物全生育期內(nèi)有些階段的土壤含水率低于適宜水分下限，在此條件下的作物蒸發(fā)蒸騰量低于充分供水下的作物需水量，土壤水分虧缺愈嚴(yán)峻，這種降低愈顯著。在缺水條件下常接受土壤水分修正系數(shù)法確定作物蒸發(fā)蒸騰量。即（式2-8）式中：缺水條件下作物的實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量；意義同前；土壤水分修正系數(shù)，其物理意義是指缺水條件下的作物蒸發(fā)蒸騰量與充分供水條件下的蒸發(fā)蒸騰量的比值，與土壤含水率有關(guān)?？捎孟率接?jì)算（式2-9）式中：凋萎系數(shù)（占干土重的%計(jì)）；土壤的臨界含水率（即毛管斷裂含水率）（占干土重的%計(jì)）；計(jì)算時(shí)段內(nèi)平均土壤含水率（占干土重的%計(jì)）；、由實(shí)測(cè)資料分析確定的閱歷系數(shù)，隨

32、作物生育階段和土壤條件而變化?？到B忠把冬小麥生育期劃分為出苗-越冬前、越冬-返青、返青后-抽穗開(kāi)花、灌漿-成熟四個(gè)階段，把春小麥分為出苗-分蘗、分蘗后-拔節(jié)孕穗、抽穗開(kāi)花-灌漿、乳熟-成熟四個(gè)階段。然后分階段求出了四個(gè)站的、值如表2-7所示。表2-7 土壤水分修正系數(shù)冪函數(shù)公式中的閱歷系數(shù)值作物種類(lèi)站名參數(shù)生育階段冬小麥西北農(nóng)大1.0030.9510.9660.9780.7811.5130.3510.958山西臨汾0.9570.9360.9770.9900.6691.1610.8920.696春小麥甘肅武威1.0081.0820.9860.9740.6950.6420.7890.682陜西榆林

33、0.9920.9861.0280.9640.7410.7070.7360.6632.2作物澆灌制度2.2.1澆灌制度的內(nèi)涵及確定方法（一）澆灌制度的內(nèi)涵澆灌制度是指某作物在肯定的氣候、土壤等自然條件和肯定的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施下，為了獲得較高而穩(wěn)定的產(chǎn)量及節(jié)省用水，所制定的一整套農(nóng)田澆灌的制度，包括灌水定額、澆灌定額、灌水時(shí)間及灌水次數(shù)這四項(xiàng)內(nèi)容。灌水定額是指一次灌水單位澆灌面積上的灌水量，澆灌定額是指播種前和全生育期內(nèi)單位面積上的總灌水量，即各次灌水定額之和。灌水定額和澆灌定額的單位常以m3·hm-2或mm表示，它是灌區(qū)規(guī)劃及管理的重要依據(jù)。農(nóng)作物在整個(gè)生育期中實(shí)施澆灌的次數(shù)即為灌水次數(shù)。

34、灌水時(shí)間以年、月、日表示。制訂澆灌制度的主要依據(jù)之一是降雨量和降雨量在年內(nèi)、年際的安排，所以同一種作物在不同水文年有不同的澆灌制度，另一個(gè)基本依據(jù)是作物需水量。澆灌制度隨作物種類(lèi)、品種和自然條件及農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的不同而變化。而且澆灌制度是在尚未建成灌區(qū)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段或在已成灌區(qū)的管理工作的灌水季節(jié)之前加以確定的；因此，總帶有些估量特征，在以后的執(zhí)行過(guò)程中很可能要依“看天”（氣候條件）、“看地”（農(nóng)田水分狀況）、“看莊稼”（作物生長(zhǎng)狀況和需水特征）的原則進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。因此必需以作物需水?guī)律和氣象條件（特殊是降水）為主要依據(jù)，從當(dāng)?shù)鼐唧w條件、多年氣象資料動(dòng)身，針對(duì)不同水文年份，即按作物生育期降雨

35、頻率，擬定潮濕年（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(lèi)型的澆灌制度。一般在澆灌工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)中多接受干旱年的澆灌制度作為標(biāo)準(zhǔn)，但在澆灌管理工作中則應(yīng)依據(jù)中、長(zhǎng)期氣象預(yù)報(bào)選用相應(yīng)的澆灌制度。澆灌制度是澆灌工程規(guī)劃設(shè)的基礎(chǔ)；是已成灌區(qū)編制和執(zhí)行用水方案、合理用水的重要依據(jù)；也關(guān)系到灌區(qū)內(nèi)土壤肥力狀況和作物產(chǎn)量、品質(zhì)的提高；以及灌區(qū)水土資源的充分利用與澆灌工程設(shè)施效益的發(fā)揮。澆灌的目的，就是要使肯定水資源產(chǎn)生出最佳的經(jīng)濟(jì)效益。就澆灌的經(jīng)濟(jì)效益而言，它受兩方面的條件約束，即水資源與土地。當(dāng)土地條件成為主要限制因素時(shí)，應(yīng)考慮怎樣進(jìn)行澆灌才能使單

36、位面積上的產(chǎn)量最佳且品質(zhì)也好；當(dāng)水資源為主要約束條件時(shí)，應(yīng)考慮適當(dāng)削減澆灌定額，使有限的水澆灌更多的農(nóng)田，使單位澆灌用水量的增產(chǎn)幅度最大。前者為充分供水條件下的澆灌制度，這也是時(shí)至今日普遍接受的澆灌制度；后者正是我們目前需要爭(zhēng)辯的節(jié)水型澆灌制度，尤其是水資源狀況日愈緊急的今日，爭(zhēng)辯節(jié)水型澆灌制度更有實(shí)際意義。無(wú)論是充分供水型的還是節(jié)水型的澆灌制度，其核心問(wèn)題是確定澆灌定額及其在作物生長(zhǎng)期時(shí)程上的安排。一個(gè)好的澆灌制度應(yīng)當(dāng)是省水和經(jīng)濟(jì)效益高的。（二）制定澆灌制度的方法常接受以下四種方法來(lái)確定澆灌制度：1、總結(jié)群眾豐產(chǎn)灌水閱歷經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐、摸索，各地群眾都積累了不少確定澆灌制度的方法。如我國(guó)北方

37、農(nóng)夫把土壤水分狀況稱(chēng)為墑情，將土壤墑情分為：汪水、黑墑、黃墑、潮干土和干土等幾類(lèi)，常在耕種前或作物生長(zhǎng)期間進(jìn)行驗(yàn)墑，即依據(jù)土壤潮濕程度、土色深淺和揉捏成形等來(lái)推斷土壤的含水量及其有效性，以確定灌水時(shí)間和澆灌水量。這些閱歷與方法應(yīng)成為制定澆灌制度最貴重的資料。2、依據(jù)澆灌試驗(yàn)資料制定澆灌制度為了實(shí)施科學(xué)澆灌，我國(guó)很多灌區(qū)設(shè)置了澆灌試驗(yàn)站，試驗(yàn)項(xiàng)目一般包括作物需水量、澆灌制度、灌水技術(shù)和澆灌效益等。試驗(yàn)站積累的試驗(yàn)資料，是制定澆灌制度的主要依據(jù)。但是，在選用試驗(yàn)資料時(shí)，必需留意原試驗(yàn)的條件（如氣象條件、水文年度、產(chǎn)量水平、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施、土壤條件等）與需要確定澆灌制度地區(qū)條件的相像性，在認(rèn)真分析爭(zhēng)辯

38、對(duì)比的基礎(chǔ)上，確定澆灌制度，不能生搬硬套。3、依據(jù)作物的生理指標(biāo)制定澆灌制度作物對(duì)水分的生理反應(yīng)可從多方面反映出來(lái)，利用作物各種水分生理特征和變化規(guī)律作為澆灌的指標(biāo)，能更合理的保證作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育和它對(duì)水分的需要。目前可用于確定灌水時(shí)間的生理指標(biāo)：冠層-空氣溫度差、細(xì)胞液濃度、葉組織水勢(shì)和氣孔開(kāi)張度等。當(dāng)然，有關(guān)作物對(duì)土壤水分相應(yīng)的生理指標(biāo)特征與變化規(guī)律仍處于樂(lè)觀的探究之中，將來(lái)這部分爭(zhēng)辯成果將會(huì)對(duì)澆灌制度的合理制定供應(yīng)更為牢靠的科學(xué)依據(jù)。4、按水量平衡原理分析制定作物澆灌制度這是目前生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用較為普遍的方法，有肯定的理論依據(jù)，比較完善，但必需依據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w條件，參考群眾豐產(chǎn)灌水閱歷和田間

39、試驗(yàn)資料，這樣才能使得所制定的澆灌制度更為合理與完善。2.2.2充分澆灌條件下旱作物的澆灌制度圖2-2 土壤方案潮濕層水量平衡示意圖充分澆灌條件下的澆灌制度，是指澆灌供水能夠充分滿足作物各生育階段的需水量要求而制定的澆灌制度。長(zhǎng)期以來(lái)，入們都是按充分澆灌條件下的澆灌制度來(lái)規(guī)劃、設(shè)計(jì)澆灌工程的。當(dāng)澆灌水源充分時(shí)，也依據(jù)這種澆灌制度來(lái)進(jìn)行灌水。因此，爭(zhēng)辯制定充分澆灌條件下的澆灌制度有重要意義。下面就簡(jiǎn)要介紹一下應(yīng)用水量平衡原理確定旱作物的澆灌制度的方法。（一）水量平衡法基本原理水量平衡法以作物各生育期內(nèi)土壤水分變化為依據(jù)，從對(duì)作物充分供水的觀點(diǎn)動(dòng)身，一般要求在作物各生育期內(nèi)，方案潮濕層內(nèi)的土壤含水

40、率（水稻為方案水層深度）維持在作物適宜含水量的上限和下限之間，若土壤含水量降至下限時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行灌水，以保證作物充分供水。就旱作物的整個(gè)生育期而言，任一時(shí)段中，任一時(shí)段方案潮濕層中含水量的變化，取決于需水量和來(lái)水量的多少，其來(lái)去水量見(jiàn)圖2-2。土壤方案潮濕層內(nèi)的水量平衡可表示為：（式2-10）或： （式2-11）式中：，分別為時(shí)段始、末單位面積方案潮濕層的土體儲(chǔ)水量（mm）；，分別為時(shí)段始、末單位面積方案潮濕層的平均含水率（cm3·cm-3）；方案潮濕層深度（mm）；由于方案潮濕層深度增加而在單位面積上增加的水量（mm），如時(shí)段內(nèi)方案潮濕層變化則無(wú)此項(xiàng)，一般取時(shí)段內(nèi)方案潮濕層深度全都，

41、即=0；時(shí)段內(nèi)單位面積上入滲的有效降水量（mm）；時(shí)段內(nèi)單位面積上平均降水的入滲強(qiáng)度（mm·d-1）；時(shí)段內(nèi)單位面積上地下水（或下部土層）對(duì)方案潮濕層土壤的補(bǔ)給量（mm）；時(shí)段內(nèi)單位面積上地下水（或下部土層）對(duì)方案潮濕層土壤的平均補(bǔ)給強(qiáng)度（mm·d-1）；時(shí)段內(nèi)單位面積上的灌水量（mm；m3·hm-2）；時(shí)段內(nèi)的平均灌水強(qiáng)度（mm·d-1）；時(shí)段內(nèi)的作物需水量（mm；m3·hm-2）；時(shí)段內(nèi)作物的平均蒸散強(qiáng)度（mm·d-1）。為了滿足作物正常生長(zhǎng)的要求，任一時(shí)段內(nèi)土壤方案潮濕層的土壤含水率（或儲(chǔ)水量）必需經(jīng)常保持在肯定的適宜范圍內(nèi)，即

42、通常要求不少于作物允許的最小允許含水率（或最小允許儲(chǔ)水量）和不大于作物允許含水量（或最大儲(chǔ)水量）。但方案潮濕層的平均土壤含水量（或儲(chǔ)水量）降低到或接近于最小允許值（或）時(shí)，即需進(jìn)行澆灌，以補(bǔ)充土壤水分，維持作物的正常生長(zhǎng)。例如某時(shí)段內(nèi)沒(méi)有降雨，明顯這一時(shí)段的水量平衡方程可寫(xiě)為：（式2-12）圖2-3 土壤方案潮濕層（）內(nèi)儲(chǔ)水量變化式中：土壤方案潮濕層內(nèi)允許最小儲(chǔ)水量；其余符號(hào)意義同前。如圖2-3所示，設(shè)時(shí)段初土壤儲(chǔ)水量為，則由式2-12可推算出開(kāi)頭進(jìn)行灌水時(shí)間間距為：（式2-13）而這一時(shí)段末的灌水定額為：（式2-14）式中：灌水定額，m3/畝；該時(shí)段內(nèi)土壤方案潮濕層的深度，m；、該時(shí)段內(nèi)允許

43、的土壤最大含水率和最小含水率（以干土重的%計(jì)）；、方案潮濕層土壤的干密度和水密度，kg·m-3。同理，可以求出其它時(shí)段在不同狀況下的灌水時(shí)距與灌水定額，從而確定出作物全生育期內(nèi)的澆灌制度。（二）水量平衡法參數(shù)的確定擬定的澆灌制度是否合理，關(guān)鍵在于方程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)，如土壤方案潮濕層深度、作物允許的土壤含水量變化范圍以及有效降雨量等選用是否合理。因此在擬定澆灌制度的過(guò)程中，水量平衡方程中各參數(shù)的精確確定是重要的。1、有效降水量有效降雨量系指自然降雨量扣除地面徑流和深層滲漏量后，蓄存在土壤方案潮濕層內(nèi)可供作物利用的雨量。在生產(chǎn)實(shí)踐中，一般用降雨入滲系數(shù)來(lái)表示（式2-15）式中：降雨入滲系數(shù)，

44、其值與一次降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨連續(xù)時(shí)間、土壤性質(zhì)、地面掩蓋及地形等因素有關(guān)。般認(rèn)為一次降雨量小于5mm時(shí)，為0；當(dāng)一次降雨量在550mm時(shí)，約為1.00.8；當(dāng)次降雨量大于50mm時(shí)，=0.700.80。2、土壤方案潮濕層深度土壤方案潮濕層深度系指在對(duì)旱作物進(jìn)行澆灌時(shí)，方案調(diào)整把握土壤水分狀況的土層深度。它取決于旱作物主要根系活動(dòng)層深度，隨作物的生長(zhǎng)發(fā)育而逐步加深。在作物生長(zhǎng)初期，根系雖然很淺，但為了維持土壤微生物活動(dòng)，并為以后根系生長(zhǎng)制造條件，需要在肯定土層深度內(nèi)保持適當(dāng)?shù)暮?，一般接?040cm；隨著作物的成長(zhǎng)和根系的發(fā)育，需水量增多，方案潮濕層也應(yīng)漸漸增加，至生長(zhǎng)末期，由于作物根系停止發(fā)育，需水量削減，方案潮濕層深度不宜連續(xù)加大，一般不超過(guò)0.81.0m。在地下水位較高的鹽堿化地區(qū)，方案潮濕層深度不宜大于0.6m。依據(jù)試驗(yàn)資料，列出幾種作物不同生育階段的方案潮濕層深度，如表2-8所示。表2-8 冬小麥、棉花、玉米各生育期較為典型的方案潮濕層深度冬小麥生育期幼苗期分蘗期拔節(jié)期抽穗期灌漿期方案潮濕層深度0.3-0.4m0.4-0.5m0.5-0.6m0.6-0.8m0.8-1.0m棉花生育期幼苗期現(xiàn)蕾期開(kāi)花結(jié)鈴期吐絮期方案潮濕層深度0.3-0.4m0.4-0.6m0.6-0.8m0.6-0.8m玉米生育期幼苗期拔節(jié)期孕穗期抽穗