第四節(jié)水分條件與農(nóng)作物一、作物需水的規(guī)律

1．水分對作物的一般影響原料光合作用吸收和轉(zhuǎn)運支撐和保持最大組成部分蒸騰作用開花、授粉、受精病蟲害的發(fā)生發(fā)展對水分的要求一般是少—多—少營養(yǎng)生長：30％營養(yǎng)生長與生殖生長并進：50%—60％開花以后：10%—20％北京地區(qū)冬小麥不同生育期的需水量2．作物的水分臨界期及關(guān)鍵期對水分最敏感的時期，即水分的不足或過多對產(chǎn)量影響最大的時期，叫做作物的水分臨界期。一個地方的水分條件影響產(chǎn)量的關(guān)鍵期一定是水分臨界期嗎？水分臨界期很關(guān)鍵！2．作物的水分臨界期及關(guān)鍵期如果在某地的氣候條件下，不能夠滿足作物水分臨界期對水分的要求，這一時期是當(dāng)?shù)厮謼l件影響產(chǎn)量的關(guān)鍵期。各類植物的水分臨界期不同水稻減數(shù)分裂期抽穗開花期麥類花鈴期孕穗—抽穗開花期棉花營養(yǎng)生長進入生殖生長降水當(dāng)量從營養(yǎng)生長進入生殖生長的時期內(nèi)，保證作物最小需水量的降水下限與保證作物最大需水量的降水上限之間的降水量，稱為降水臨界值，又稱降水當(dāng)量。3．作物蒸騰與蒸散(1)作物的蒸騰 通過植物體表蒸發(fā)水分的過程稱為蒸騰。

在作物生育期間，作物合成一克有機物質(zhì)(干重)所蒸騰的水分克數(shù)，稱為蒸騰系數(shù)。

蒸騰系數(shù)大，表示作物需水量大，水分利用率低；蒸騰系數(shù)小，表示作物需水量小，水分利用率高。蒸騰系數(shù)的倒數(shù)稱為蒸騰效率。作物水稻小麥棉花玉米谷子大豆馬鈴薯蒸騰系數(shù)500-800450-600300-600250-300200-250300-400300-600主要作物的蒸騰系數(shù)（kg/g）(2)蒸散 農(nóng)田土壤蒸發(fā)和作物蒸騰的總耗水量叫蒸散，也稱為騰發(fā)量、總蒸發(fā)量。

當(dāng)作物全覆蓋地面，且土壤充分潮濕條件下的蒸散稱為蒸散勢或可能蒸散（量）、潛在蒸散（量）、最大可能蒸散（量）。(2)蒸散作物總需水量＝生理需水+生態(tài)需水＝(蒸騰量+同化有機物所需水量)十

(土壤蒸發(fā)量+田間滲透量+植株表面蒸發(fā)量)≈蒸騰量+土壤蒸發(fā)量≈蒸散（3）蒸散計算1）桑斯韋特平均溫度法經(jīng)驗公式：(1.9)我國常用的公式為：(1.10)式中I為熱指數(shù)，由下式?jīng)Q定(1.11)i為個月的熱指數(shù)，它與各月平均氣溫有關(guān)(1.12)經(jīng)驗系數(shù)a與年熱指數(shù)有下述關(guān)系：(1.14)日長對潛在蒸散的影響，桑氏建議用下式計算潛在蒸散：D為所計算時段的日數(shù)，N為該時段的平均日長，以小時計。2）彭曼的熱量平衡法半經(jīng)驗半理論公式(1.15)Δ為飽和水汽壓-溫度曲線的斜率RL=R/L，為凈輻射的蒸發(fā)當(dāng)量(mm/d)R為凈輻射，L為汽化潛熱γ=cpP/0.622，為干濕表常數(shù)（或測濕常數(shù)）cp為比定壓熱容，P為大氣壓,為干燥力(mm/d)ea為空氣的飽和水汽壓ed為空氣實際水汽壓V為風(fēng)速季節(jié)草地蒸散系數(shù)裸地蒸散系數(shù)11-12月0.600.903-4月，9-10月0.700.905-8月0.800.90全年0.700.90用E0求E的系數(shù)3）布德科水熱平衡聯(lián)系方程土壤濕度U土壤濕度臨界值U0當(dāng)U≥U0時當(dāng)U<U0時(1.17)(1.16)在蒸發(fā)面充分潮濕的條件下，熱量平衡方程可寫為：R為凈輻射Q為蒸發(fā)面與空氣的湍流熱交換，B為蒸發(fā)面與土壤的熱交換(kcal/cm2.mon)(1.18)經(jīng)推導(dǎo)、整理，并取近似值，(1.18)式可化為：Ra為按氣溫Ta(K)計算有效輻射所求出的蒸發(fā)面的凈輻射(kcal/cm2.d)B可用經(jīng)驗公式或用土柱中含熱量的變化來計算，Ts為蒸發(fā)面溫度(K)(1.19)二、大氣降水對作物的影響截留1．降水性質(zhì)和強度對作物的影響熱雷雨和夜雨最有利于作物生長發(fā)育。中雨比較有利，有效性大。

暴雨常造成水澇災(zāi)害。小雨對作物有效性差。連陰雨不利于有機物的合成和積累。2、降水季節(jié)分配對作物影響春季： 這時期作物對水分的需求量急劇增多。 北方春雨少、強度小、年際降水變率大，加之氣溫回升快、風(fēng)速大。 但春雨過多，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也不利。夏季： 夏季是作物生長旺盛的時期，也是作物大量需水的時期。 我國南北地區(qū)先后都進入了雨季，一般能滿足作物生長發(fā)育的需要。 要注意防洪排澇。秋季： 對水分需求量逐漸減少，降水量一般都可以滿足作物的需要。 由于北方春雨少，因此必須及時貯存秋季降水。 南方秋雨過多時，會影響秋種秋收，秋雨過少時，則影響晚稻灌漿。冬季： 南方作物對降水的供需矛盾均不突出。 北方冬季的降水 主要是降雪。三．土壤水分對作物的影響1．土壤水分平衡

一般情況下，某一定時間間隔內(nèi)的土壤水分平衡，可用下式表示：

S+(Y+M+N)–(D+L+E+Et)=Z(1．20) S為某時期開始時的土壤水分含量；

(Y+M+N)為該時期內(nèi)土壤水分的收入，Y為降水量，M為毛管上升水，N為水汽凝結(jié)量，

(D+L+E+Et)為該時期內(nèi)土壤水分的支出，D為地面徑流量，L為滲漏量，E為土壤蒸發(fā)量，Et為蒸騰量，

Z為該時期結(jié)束時的土壤水分含量。土壤水分平衡公式可化簡為：

S+Y-(E+Et)＝Z（1.21）2．土壤水分類型和有效性

按土壤中某種吸力對水分的吸持和對水分性質(zhì)的影響，一般可分為：

緊束縛水

松束縛水

毛管水重力水田間持水量又叫土壤最小持水量，是指土壤中毛管水達到最大量時的土壤含水量，它包括全部束縛水和毛管水，它是在不受地下水影響的自然條件下，土壤中所能較穩(wěn)定保持的水分的最大數(shù)量。灌溉的上限＝田間持水量－灌前土壤含水量凋萎濕度又叫永久凋萎濕度、凋萎系數(shù)、凋萎含水量。是指作物因吸收不到足夠的水分來滿足蒸騰的需要，植株組織中的含水量減少而失去膨壓呈萎蔫狀態(tài)，以致夜間也不能恢復(fù)膨壓時的土壤濕度。3、土壤水分的計算(1)土壤濕度的計算

①以占土壤重量的百分數(shù)來表示。即指單位重量無水土壤干土)中，土壤水分重量所占的百分數(shù)(B)，表示為

B=×100%（1.22）土壤水重干土重(1.23