农田水利学：2章1作物需水量与影响因素
作物需水量与灌溉用水量
（Evaporation） 蒸发 蒸发（
定义：植株间土壤或 田面水分的蒸发 物理过程 蒸发是一种 蒸发是一种物理过程 土面蒸发一般小于自 由水面蒸发，但在饱 和含水率时基本等于 自由水面蒸发。
（Seepage）及田间渗漏 （Pecolation） 深层渗漏 深层渗漏（ 及田间渗漏（
：旱田中由于降雨或灌溉水量太多，使土壤水 深层渗漏 深层渗漏：旱田中由于降雨或灌溉水量太多，使土壤水 分超过了田间持水量，向根系活动层以下的土层产生渗 漏的现象 田间渗漏：水稻田的 渗漏 稻田渗漏造成水和肥 的流失，但可促进土 壤通气，改善还原条 件，消除有毒物质， 有利于作物生长。
能量平衡公式
R
n
= G
+ C + λ E
净辐射
土壤增温
显热
潜热
以热量平衡形式 表示的能量平衡 ＋水汽扩散理论
蒸发蒸腾 消耗的热 能
换算成水 深得ET
P0 ∆ 公式（ FAO 1979） 修正Penman • R + E P0 ∆ •ea − ed ) Ea = 0.26(1 +10+ .54u z )( P γ ET
作物需水量有时段概念，如作物全生育期需水量，某生育阶 段需水量，月、旬、日、小时需水量。 作物需水量常以每天多少毫米表示 (mm/day)
2、田间耗水量
（ Consumptive Use of Water） 旱地耗水量 稻田耗水量 = 作物需水量 = 作物需水量 + 田间渗漏
水稻田的渗漏 Percolation in paddy field
Rn = 作物冠层的净辐射 G = 土壤热通量 T = 2m 高的平均气温 (0C) Uz = 2m 高的风速 ea = 饱和水气压 ed = 实际水气压 ∆ = 温度饱和水气压曲线上在 T处的斜率 γ = 湿度表常数
作物需水量
• 1.理论值 • 2.田间需水量以土壤
为主体，一部分靠降 雨补给，一部分靠灌 溉补给。一部分用于 腾发，组成植株体内 水分，一部分用于改 善田间土壤条件。
2.作物需水量的影响因素
• 2.1.作物因素 • （1）不同作物的需水量有很大的差异，如
就小麦、玉米和水稻而言，水稻的需水量最 大，其次是小麦，玉米的需水量最小。 • （2）每种作物都有需水高峰期，一般处于 作物生长旺盛阶段。如冬小麦有两个需水高 峰期，第一个高峰期在分蘖期，第二个高峰 期在开花至乳熟期；大豆的需水高峰期在开 花结荚期；谷子的需水高峰期为开花-乳熟 期；玉米为抽雄-乳熟期。
基于参考作物蒸发蒸腾量计 算实际作物需水量的方法
• 1.布莱尼-克雷多公式 • 2.水汽扩散法公式 • 3.能量平衡法 • 4.彭曼综合法公式 • 5.彭曼-蒙蒂斯公式
彭曼-蒙蒂斯公式
2.考虑土壤水分及作物条件的影 响，计算出实际作物需水量
• 单作物系数法：ET=KcETo
•
双作物系数法： ET=（Kcb+Ke）ETo
棉花
结铃期
1983
11.7温 （℃） 相对湿度 （%） 土壤水分 （） 蒸发量 （mm） 需水量 （mm）
年份
降水量
日照时数
1973~197 4
102.8
2183.5
58.6
1634.6
17.2~25.7
1069.1
392.71
1974~197 5
179.4
2148.7
作物需水量
2016
目录
• 1.作物需水量概念 • 2.作物需水量的影响因素 • 3.作物需水量的计算方法
1.1农田水分消耗
• 1.植株蒸腾：植物体内水分转变成水汽散发到体外的
第二章 作物需水量和灌溉用水量
生育阶段：模系数法
ETi=Ki ET/100
2、基于参照作物需水量计算实际作物需水量。
ETc=kc ET0
Kc：作物系数
ET0：参考作物腾发量，计算以往
常用FAO（1979）的修正Penman 法，最新FAO（1998）Penman-
ET 0
Monteith法
p0 p
Rn
Ea
p0 1
p
第十一页，共88页
因此，必须以作物需水规律和气象条件（特别是降水）等 作为主要依据，从当地具体条件出发，针对不同水文年份，拟
定湿润年（降雨量频率为25%）、中等年（频率为50%） 和中等干旱年（频率为75%）及特旱年（频率为95%）
四种类型的灌溉制度。
也就是说同一种作物在不同水文年有不同的灌溉制度。
一般在灌溉工程规划、设计中多采用中等干旱年的灌溉制 度作为标准。
任一时间t时的土壤计划湿润层内的储水量时段初的土壤计划湿润层内的储水量计划湿润层增加而增加的水量时段内保存在土壤计划湿润层内的有效降雨量时段内的地下水补给量时段内的灌溉水量时段内的作物需水量1根据水量平衡原理制定旱作物灌溉制度33旱作物的灌溉制度旱作物的灌溉制度33旱作物的灌溉制度旱作物的灌溉制度为了满足作物正常生长的要求土壤计划湿润层内的土壤含水量或储水量必须经常保持在一定的范围之内即通常要求不小于最小允许含水量min或最小允许储水量wmin和不大于最大允许含水量max或最大允许储水量wmax当计划湿润层内的平均土壤含水量或储水量降低到或接近于最小允许值min进行灌溉以补充土壤水分维持作物的正常生长
自然因素：气象条件、土壤特征、作物性状等 人为因素：农田灌排措施、农业耕作措施等
（1）气象因素
气象因素是影响作物需水量的主要因素，它不仅 影响蒸腾速率，也直接影响作物的生长发育。 气象因素对作物需水量的影响，往往是几个因素 同时作用，很难将各个因素的影响一一分开。 当气温高、日照时数多、相对湿度小时，需水量
作物需水量——精选推荐
作物需水量作物需水量，指农业作物为了生长发育需要消耗的水量。
影响因素受植物、土壤因素，以及灌溉等条件。
在正常生育状况和最佳水、肥条件下，作物整个生育期中，农田消耗于蒸散的水量。
一般以可能蒸散量表示，即为植株蒸腾量与株间土壤蒸发量之和，以毫米或立方米/亩计。
作物需水量是研究农田水分变化规律、水分资源开发利用、农田水利工程规划和设计、分析和计算灌溉用水量等的依据之一。
影响田间作物需水量的主要因素有:气象条件、作物种类、土壤性质和农业措施等。
气温高，空气干燥，风速大，作物需水量就大;生长期长、叶面积大、生长速度快、根系发达以及蛋白质或油脂含量高的作物需水量就大;就生产等量的干物质而言，多数碳3作物需水量大于碳4作物。
作物不同发育期的需水量差别很大。
一般在整个生育期中，前期小，中期达最高峰，后期又减少。
生殖生长时期，往往是需水临界期。
如禾谷类作物的孕穗期，对缺水最为敏感，此期缺水，对生长发育极为不利，常造成大幅度减产。
确定作物需水量的基本方法有水量平衡法和能量平衡法。
前者简便易行，用简测法、坑测法和田测法即可测定;后者测定项目有净辐射量、乱流热通量、土壤吸收或放出的热量等。
在资料短缺时常采用彭曼公式等经验或半经验方法估计可能蒸散量。
作物需水量主要受气象因素的影响，此外也受植物、土壤因素，以及灌溉、排水和耕作栽培技术等人为措施对植物、土壤因素造成的影响。
气象因素，包括气温、空气温度、太阳辐射、日照和风速等，是影响作物需水量的主要因素。
作物需水量因地区和时间而有明显差异。
在同一气候地带，干旱和半干旱地区的需水量又大于湿润和半湿润地区的需水量。
同一种作物在不同水文年份和生长发育阶段,需水量也不同。
此外,作物需水量与单位面积产量也有关系，一般来讲在一定范围内产量越高，需水量越大，但后者并不随前者成比例地增加。
确定作物需水量的可靠方法是通过试验来确定，当实测资料不足时，可用计算方法。
常用的计算方法可分两类。
·直接计算法即根据分析试验观测资料与影响作物需水量的主要因素之间存在的数量关系，用统计分析建立计算公式的方法。
作物需水量
作物种类
作物名 称
生育阶 段
测定年 份
平均日需水量 （mm）
需水量 平均值
最大日需水量 （mm）
需水量 平均值
玉米 抽雄期 1982
4.4
8.1
C4作物
5.1
8.3
谷子 灌浆期 1965
5.7
8.5
小麦 灌浆期 1982 10.7
14.9
C3作物
大豆 开花期 1964 11.2 11.2 14.6 17.4
• Ｅ＝ＫＹ 式中 • Ｅ—需水量，m3/亩； • Ｋ—需水系数（ｍ3/Kg)，由试验资料确定； • Ｙ—作物产量（ｋｇ/亩） • E=KY n + C • n-经验指数； Ｃ-经验常数； K-需水系数 • K值法适用于旱作。
基于参考作物蒸发蒸腾量计 算实际作物需水量的方法
• 1.布莱尼-克雷多公式 • 2.水汽扩散法公式 • 3.能量平衡法 • 4.彭曼综合法公式 • 5.彭曼-蒙蒂斯公式
棉花 结铃期 1983 11.7
22.6
2.2气象因素
年份
降水量
零度以上积温 （℃）
相对湿度 （%）
日照时数
土壤水分 （）
蒸发量 （mm）
需水量 （mm）
1973~197 4
102.8
2183.5
58.6
1634.6 17.2~25.7 1069.1 392.71
1974~197 5
179.4
2148.7
•3.深层渗漏：深层渗漏是指灌溉水或降下渗到不能为
作物利用的深层土壤的过程。一般指旱田。
•4.田间渗漏：一般指水稻田，适量渗漏量可以改善稻
田通气状况，氧化还原反应，促进作物产量。
第作物需水量概要课件
分析不同土壤类型和质地对作物根系吸水、水分传导等过程的影响，为制定合理的灌溉制 度提供依据。
深入研究作物品种对作物需水量的影响
分析不同品种作物的需水特性，为培育节水型作物品种提供理论支持。
探索节水灌溉技术
研发新型节水灌溉设备
研发高效、低能耗的节水灌溉设备，如滴灌、喷灌等设备，提高 灌溉水的利用率。
作物需水量的定义
作物需水量是指在一定的气候 、土壤和农业技术条件下，作 物正常生长所需的水量。
它包括作物的蒸腾量和蒸发量 ，是衡量作物生长和产量的重 要指标之一。
作物需水量受到多种因素的影 响，如气候、土壤、作物种类 、生长阶段等。
02
作物需水量的影响因素
气候因素
降雨量
降雨量是影响作物需水量的主要 气候因素。适量的降雨可以满足 作物生长所需的水分，但过多或 过少的降雨都会对作物生长产生
直接测定法是通过实地观测和记录作 物需水量，包括土壤含水量、降雨量 、蒸散量等数据，然后进行综合分析 计算得出。
这种方法能够直接获取作物需水量的 实际数据，较为准确可靠，但需要耗 费大量人力物力和时间，且受天气等 自然因素影响较大。
间接计算法
01
间接计算法是通过建立数学模型 ，利用气象数据、土壤参数等间 接计算作物的需水量。
不利影响。
气温
气温的高低也会影响作物的需水 量。高温会使作物蒸腾作用加快 ，增加需水量；低温则会减缓作
物的蒸腾作用，减少需水量。
风速
风速会影响作物的蒸腾作用，风 速越大，蒸腾作用越强烈，作物
需水量也相应增加。
土壤因素
土壤类型
不同土壤类型的保水能力不同，直接 影响作物的需水量。砂质土壤保水能 力较差，需水量较大；粘质土壤保水 能力强，需水量相对较小。
第二章：作物需水量和灌溉用水量PPT
三、作物田间需水量的估算
（一）全生育期作物需水量的确定 1、以水面蒸发量为参数的需水系数法 常用“蒸发皿法”或“α值法” 大量灌溉试验资料表明，各种气象因素都与当地的水面蒸发 量之间有较为密切的关系，而水面蒸发量又与作物需水量之间 存在一定程度的相关关系。因此，可以用水面蒸发量这一参数 来衡量作物需水量的大小。这种方法的计算公式一般为：
植株蒸腾＋株间蒸发＝腾发量＝作物需水量 作物需水量＋渗漏量＝田间耗水量
二、作物需水规律
（一）作物需水量影响因素 1、气象条件 2、土壤条件 3、作物条件 4、农业技术措施
（二）作物需水特征 1、中间多，两头少，开花结果期最大。 2、存在需水临界期 （1）定义：在作物全生育期中，对缺水最敏感，如果缺水，对作 物产量影响最大的时期。 水稻：孕穗～开花 棉花：开花～幼铃期 小麦：拔节～灌浆期 （2）了解作物需水临界期的意义: ①合理安排作物布局，使用水不致集中 ②在干旱情况下，优先灌溉处于临界期的作物
(一) 水稻灌溉制度
水稻本田的灌溉制度。可分别针对泡田期及插秧以后的生育期进 行设计。
1、泡田期
泡田期的灌溉用水量(泡田定额)可用下式确定： M1=0.667(h0+S1+e1t1-P1) 式中 M1——泡田期灌溉用水量，m3/亩； h0——插秧时田面所需的水层深度，mm； S1——泡田期的渗漏量，即开始泡田到插秧期间的总渗漏量,mm； t1——泡田期的日数； e1——t1时期（泡田期）内水田田面平均蒸发强度，mm/d，可用水 面蒸发强度代替； P1——t1时期内的降雨量，mm。
四、各生育期田间需水量的确定
（二）通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量的方法 近代需水量的理论研究表明，作物腾发耗水是通过土壤－植物－大 气系统的连续传输过程，大气、土壤、作物三个组成部分中的任何一部 分的有关因素都影响需水量的大小。根据理论分析和试验结果，在土壤 水分充分的条件下，大气因素是影响需水量的主要因素，其余因素的影 响不显著。在土壤水分不足的条件下，大气因素和其余因素对需水量都 有重要影响。目前对需水量的研究主要是研究在土壤水分充足条件下的 各项大气因素与需水量之间的关系。普遍采用的方法是通过计算参照作 物的需水量来计算实际需水量。相对来说理论上比较完善。 有了参照作物需水量，然后再根据作物系数 对ET0进行修正，即 可求出作物的实际需水量
第二章节水灌溉基础理论总结ppt课件
（3）确定作物表面净辐射Rn
Rn Rns Rn1
n、N为实际日照
时数与最大可能日
照时数，N
24
s
Rs-太阳短波辐射
Rns 0.77 Rs
Rs
(as
bs
n N
) Ra
式中：as、bs为短波辐射比例系数，我国一些地方的as、bs值，可以从
表2-4中查的，如无实际的太阳辐射数据，可取as =0.25， bs=0.50。
修正后作物实际需水量公式： Kc Kcbks kw
Kc作物系数的修正
Kc Kcbks kw
式中： Kcb—基本作物系数，指土壤表面干燥、长势良好且供水充分时 作物需水量与ET0的比值； Ks—水分胁迫系数； Kw—反映降雨或灌水后湿土蒸发增加对作物系数影响的系数
（1）基本作物系数
• 介绍FAO推荐伦鲍斯和普鲁伊提出，并经豪威尔 等人修正的估算方法。
RHmin 100
eo (Tmin) 2
RHmax 100
其中：RHmax、RHmin为最大、最小相对湿度，%。
缺乏资料RHmax、RHmin， 而只有平均相对湿度的资
ea
RH min [ eo (Tmax) eo (Tmin) ]
100
2
料
。
（2）湿度计γ确定
0.665 103 P
P 101.3( 293 0.0065Z )5.26 293
（3）确定作物表面净辐射Rn
Rnl-净长波辐射
Rni
0.4903(Tm4ax,k
T4 m in,k
2
)(0.34 0.14
ea
)(1.35
Rs Rs0
农田水利学—作物需水量与灌溉用水量
第二章作物需水量与灌溉用水量§1 作物需水量一、作物田间水分的消耗(三种途径：叶面蒸腾、棵间蒸发和深层渗漏)叶面蒸腾：作物植株内水分通过叶面气孔散发到大气中的现象；棵间蒸发：植株间土壤或水面（水稻田）的水分蒸发；深层渗漏：土壤水分超过了田间持水率而向根系以下土层产生渗漏的现象。
解释：棵间蒸发能增加地面附近空气的湿度，对作物生长环境有利，但大部分是无益的消耗，因此在缺水地区或干旱季节应尽量采取措施，减少棵间蒸发（如滴灌<局部灌溉>、水田不建立水层）和地面覆盖等措施。
深层渗漏对旱田是无益的，会浪费水源，流失养分，地下水含盐较多的地区，易形成次生盐碱化。
但对水稻来说，适当的深层渗漏是有益的，可增加根部氧分，消除有毒物质，促进根系生长，常熟、沙河、涟水等灌溉试验站结果都表明：有渗漏的水稻产量比无渗漏的水稻产量高3.9% ～26.5%。
叶面蒸滕量＋棵间蒸发量＝腾发量＝作物田间需水量水田：田间需水量＋渗漏量＝田间耗水量由于水田不同土壤渗漏量大小差别很大，为了使不同土质田块水稻需水具有可比性，因此水稻的田间需水量不包括渗漏量，如计入渗漏量，则称为田间耗水量。
二、作物需水规律（一）影响作物需水量的因素1、气象条件主要因素，气温高、日照时间长、空气湿度低、风速大、气压低等使需水量增加；2、土壤条件含水量大，砂性大，则需水量大（棵间蒸发大）3、作物条件水稻需水量较大，麦类、棉花需水量中等，高粱、薯类需水量较少；4、农业技术措施地面覆盖、采用滴灌、水稻控灌等能减少作物需水量。
（二）作物需水特性1、中间多，两头少；开花结实期需水量最大2、存在需水临界期需水临界期：在作物全生育期中，对缺水最敏感，影响产量最大的时期。
几种作物的需水临界期：水稻孕穗至开花期棉花开花至幼铃形成期小麦拨节至灌浆期了解作物需水临界期的意义：1、合理安排作物布局，使用水不至过分集中；2、在干旱情况下，优先灌溉正处需水临界期的作物。
农田水利学
农田水利作业（二）班级：环规（规划）10-03 姓名：杨蕾学号：201045521、影响作物需水量的因素有哪些？作物需水模系数及用途？作物需水临界期？答：因素：①植物蒸腾、株间蒸发、深层渗漏、作物品种、土壤、气候、生产力水平。
②：作物需水模系数：即在生育阶段作物需水量占全生育期作物需水量的百分数，可从实验资料中取得。
用途：可以估算作物各生育阶段的需水量。
③：作物需水临界期：指作物对水分胁迫特别敏感的生长发育阶段。
2．灌水方法？全面灌溉？局部灌溉？全面与局部灌溉的区别及适用条件？局部灌溉优点？答：①：灌水方法：就是灌溉水进入田间并湿润根区土壤的方法与方式。
②：全面灌溉：灌溉时湿润整个农田根系活动层内的土壤，比较适合于密植植物，分为地面灌溉和喷灌两种。
③：局部灌溉：灌溉时枝湿润作物周围的土壤，远离作物根部的行间或棵间的土壤仍然保持干燥。
④：区别：全面灌溉全面湿润整个农田，适用于水量充足，坡度均匀的地方。
局部灌溉只湿润作物周围土壤，适用于水量较少，地形叫平坦的地方。
⑤：局部灌溉的优点：灌水均匀，节约能量，灌水流量小；对土壤和地形适应能力强；能提高作物产量，增强耐盐能力；便于自动控制，明显节省劳力。
3．节水灌溉技术包括哪些？节水灌溉工程措施有哪些？答：①：节水灌溉有喷灌、渗灌、滴灌、为喷灌、涌灌、膜上灌。
②：工程措施：坎儿井、节制闸、渡槽、倒虹吸、桥梁等。
4．以地表水为水源的灌溉取水方式有几种？适用条件？答：①：无坝引水，适用于灌区附近河流水位、流量均能满足灌溉要求时。
②：有坝（低坝）引水，适用于河流水源虽较丰富，但水位较低时。
③：抽水取水，适用于河流水量比较丰富，但灌区位置较高，修建其他自流引水工程困难或不经济时。
④：水库取水，适用于河流流量、水位均不能达到要求时。
5．排水沟的沟深与沟距的关系？答：在同一排水沟深度条件下，排水沟的间距愈小，地下水下降速度愈快，在一定时间内地下水的下降值愈大；反之，排水沟的间距愈大，地下水下降愈慢，在规定时间内地下水的下降值愈小。
农田水利学——精选推荐
农田水利学1．影响作物需水量的因素有哪些？作物需水模系数及用途？作物需水临界期？答；①影响作物需水量的因素有；气象条件，土壤含水状况，作物种类及其生长发育阶段、农业技术措施、灌溉排水措施。
②作物需水模系数是作物某一生育阶段田需水量占生生育期需水量的百分比，它的用途；估算作物各生育阶段的需水量，即先确定全生育期作物需水量，然后在按照各生育阶段需水规律，以一定比例进行分配。
③作物需水临界期：作物全生育期中因需水得不到满足，最易影响生长发育并导致减产最大的时期2．灌水方法？全面灌溉？局部灌溉？全面与局部灌溉的区别及适用条件？局部灌溉优点？答；①灌水方法：灌水方法就是灌溉进入田间并湿润根区土壤的方法与方式。
②全面灌溉，包括地面灌溉（畦灌、沟灌、淹灌、漫灌）和喷灌；局部灌溉，包括渗灌、滴灌、微喷灌、涌灌和膜上灌。
③全面灌溉与局部灌溉的区别，全面灌溉；灌溉时湿润整个农田根系活动层内的土壤。
局部灌溉；灌溉时只湿润作物周围的土壤，远离作物根系部的行间或课间的土壤仍然保持干燥。
适用条件；④局部灌溉的优点；第一，水的利用率高；第二，灌水均匀性好；第三，对土壤透水性的适应性好，第四，不破坏土壤的团粒结构强，第五，管理劳动力高3．节水灌溉技术包括哪些？节水灌溉工程措施有哪些？答；节水灌溉技术包括；喷灌技术、微灌技术、低压管道灌溉技术、管道灌溉工程施工与运行管理、渠道衬砌与防渗、地面灌溉节水技术节水灌溉工程措施；渠道衬砌、管道输水灌溉、低压管道灌溉、喷灌、微喷灌。
4．以地表水为水源的灌溉取水方式有几种？适用条件？答；①以地表水为水源的灌溉取水方式：无坝引水、有坝引水、抽水取水、水库取水。
②无坝引水适用条件；灌区附近流水位、流量均能满足灌溉要求。
有坝引水适用条件；河流水源丰富，但地下水位较低抽水取水使用条件；河流流量比较丰富，但灌区位置比较高，修建其他自流引水工程困难或不经济水库取水适用条件；河流流量、水位均不能满足灌溉需求5．排水沟的沟深与沟距的关系？答；排水沟的沟深与沟距的关系；在同一排水沟深度的情况下，排水沟的间距愈小，地下水下降速度愈快，在一定的时间内地下水的下降值愈大；反之，排水沟的间距愈大，地下水位下降愈慢，在规定时间内地下水下降值也愈小。
农田水利学：2章1作物需水量与影响因素知识讲解
2．产量法： 作物产量反映了水、土、肥、热、气、
光等因素的协调及农业措施的综合作用。 在一定条件下，作物需水量将随产量的提 高而增加。但是需水量的增加并不与产量 成比例，
单位产量的需水量随产量的增加而逐渐减 小，说明当作物产量达到一定水平后，要进一 步提高产量就不能仅靠增加水量，而必须同时 改善作物生长所必需的其它条件。
1．作物需水量 作物需水量：生长在大面积上的无病虫害 作物，土壤水分和肥力适宜时，在给定的 生长环境中能取得高产潜力的条件下为满 足植株蒸腾、棵间蒸发、组成植株体所需 要的水量。
生态需水量应该是指一个特定区域内 的生态系统的需水量，而并不是指单单的 生物体的需水量或者耗水量.
作物需水量就等于植株蒸腾量和棵间 蒸发量之和，即所谓的“蒸发蒸腾量”
②土壤颜色而言，黑褐色土壤吸热较多，其
蒸发较大，而颜色较浅的黄白色土壤反射较 强，相对蒸发较少。
③土壤含水量较高时，蒸发强烈，作物需水
量较大；相反，土壤含水量较低时，作物需 水量较少。
（4）农业技术 农业栽培技术水平的高低直接影响水量消耗的速 度。粗放的农业栽培技术，可导致土壤水分的无 效消耗。灌水后适时耕耙保墒、中耕松土，将使 土壤表面形成一个疏松层，这样可减少水量的消 耗。
法估算作物各生育阶段的需水量，即先确 定全生育期作物需水量，然后按照各生育 阶段需水规律，以一定比例进行分配。
ETi = Ki ET
式 中 ： ETi— 某 一 生 育 阶 段 作 物 需 水 量 ； Ki—需水量模比系数，即作物各生育阶段需
水量占全生育期作物需水量的百分数，可以
从试验资料中取得。
作物需水量是农业用水的主要组成部分，也 是整个国民经济中消耗水分的最主要部分。它是 水资源合理开发、利用所必需的重要资料，同时 也是灌排工程规划、设计、管理的基本依据。
农田第二章
（二）通过潜在需水量计算需水量方法 潜在需水量：土壤水分充分，能完全满足作物腾发
耗水要求 的需水量，通常土壤含水率为田间持水率的80%～85%
以上。 1.潜在需水量计算： （1）布莱尼-克雷多法：以气温和昼长时间推算，在土 壤充分供水时，作物潜在需水量随月平均气温，每月白 昼小时占全年白昼小时的百分数变化。
深，作物生长初期根系浅，但为了维持土壤微生物活动，给以 后根系生长创造条件，需在一定深度内保持适当的水分，采用 0.3～0.4m，随着作物的生长和根系发育，计划湿润层为0.8～ 1.0m。
若地下水位较高的盐碱化地区不宜大于0.6m。 见表2-11.
21
3.播种时土壤储水量W0 W0=(80%～85%）田间持水率
W0 Wt E P0 K WT M
Wmin W0 E K W0 t(e k) W0 te ke
t W0 Wmin (d ) ek
m Wmax Wmin 667 tu (max min ) / shui
20
（二）拟定旱作物灌溉制度所需的基本资料 1.作物需水量E及各生育阶段的需水量 (1)直接估算法，水面蒸发或产量作为参数；（2）通过潜 在需水量。 2.土壤计划湿润层深度H H:旱作物生长发育要求进行灌水时，计划湿润的土层深度。 H: 取决于旱作物主要根系分布的深度，随生长发育逐渐加
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5.分类：设计年灌溉制度、用水灌溉制度 （1）设计年灌溉制度，用水灌溉制度：按一定水文年度确定的 作物需水量和设计代表年降雨并考虑地下水补给，土壤条件而 拟定的灌溉制度
水资源充足地区：设计年灌溉制度可适时适量按作物需水 要求定。
水资源缺乏地区：设计年灌溉制度从经济角度出发，探索 大面积范围内形成灌溉经济效益最高的各种灌溉制度，使灌溉 用水发挥最高的经济效益。 (2)用水灌溉制度：用水管理部门根据当年水源、降雨、地下水 情况、土壤、农业技术条件拟定。
农田水利学：2章1作物需水量与影响因素
提高水分利用效率
科学合理的灌溉方法和配套措施 可以提高作物的水分利用效率。
减少水分浪费
减少灌溉的漏损和蒸发，可以防 止水分的浪费。
现代高效灌溉技术
采用现代高效灌溉技术，可以最 大程度地提高水分利用效率。
作物需水量的估算方法
为了准确估算作物的需水量，可以采用不同的方法。
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气象数据法
根据气象数据和作物特性来估算作物需水量。
不同生长阶段的作物对水的需求量不同。
气象因素和土壤因素的影响
气象因素和土壤因素对作物需水量有重要影响。
气象因素
气温、降水量、风速等气象因素会影响作物对水的 需求。
土壤因素
土壤质地、土壤湿度等土壤因素也会影来自作物对水 的需求。水分利用效率及其对作物生长的影响
水分利用效率是指作物在单位用水量下的产量。它是评估作物水分利用情况的重要指标。
农田水利学：2章1作物需 水量与影响因素
本章将探讨作物需水量及其影响因素。了解作物需水量以及如何影响需水量 的因素对农田水利至关重要。
作物需水量概述
作物需水量是指作物在生长发育过程中所需的水量。它是一个重要的农业指标，直接影响作物的产量和质量。
生长阶段
不同生长阶段的作物需水量各不相同。
气候条件
炎热和干燥的气候下，作物需水量更高。
2
实测法
通过实地观测，测量作物对水的需求量。
3
模型法
利用数学模型来推算作物的需水量。
影响因素的综合判定
作物需水量的估算需要综合考虑各种因素。
根据作物特性
不同作物的生长特性和需水量差异较大。
根据气象条件
根据当地的气象情况，进行综合判断。
根据土壤状况
土壤质地和保水能力会对需水量产生影响。
第二部分 作物需水量
n n 4 Rn = 0.75(a + b )Ra −σTk (0.56 − 0.079 ed )(0.1+ 0.9 N N
n n 4 Rn = 0.75(a + b )Ra −σTk (0.56 − 0.079 ed )(0.1+ 0.9 ) N N
n n 4 Rn = 0.75(a + b )Ra −σTk (0.56 − 0.079 ed )(0.1+ 0.9 ) N N
–随着作物的生长和叶面积的增加，需水量值 也不断增大，在作物苗期，需水量值较小， 当作物进入生长盛期，需水量增加很快，叶 面积最大时，作物需水量出现高峰；到作物 成熟期，需水量值又迅速下降。
3. 作物需水量的影响因素
• 农业技术措施
–耕作：灌水后适时耕耙保墒、中耕松 土，将使土壤表面形成一个疏松层， 这样可减少水量的消耗。 –灌溉排水措施
二、通过参照作物需水量计算 实际作物需水量的方法 间接法） （间接法）
参照作物需水量 • 参照作物：地面完全覆盖，生长正常，高矮整 参照作物 齐的矮草地（8-15cm高）--苜蓿草， • 指土壤水分充分，能完全满足作物腾发耗水要 求条件的需水量。 • 它不受土壤含量的影响，只与气象因素 气象因素有关。 气象因素
2. 作物需水量
• 植株蒸腾＋株间蒸发＝作物需水量 植株蒸腾＋株间蒸发＝ • 又称为腾发量、蒸发蒸腾量、蒸散量、农田总 蒸发量。 • 需水量的单位：常以m3亩-1或mm水层表示。 • 作物需水量研究和估算的重要意义（灌排工程 规划、设计的依据）。
3. 作物需水量的影响因素
• 气象条件 气象条件－温度、日照、湿度、风速、 辐射 • 土壤特性 土壤特性－含水状况 • 作物特性 作物特性－作物种类及其生长发育阶段
1作物需水量
1作物需⽔量§1 作物需⽔量⼀、作物⽥间⽔分的消耗(三种途径：叶⾯蒸腾、棵间蒸发和深层渗漏)叶⾯蒸腾：作物植株内⽔分通过叶⾯⽓孔散发到⼤⽓中的现象；棵间蒸发：植株间⼟壤或⽔⾯（⽔稻⽥）的⽔分蒸发；深层渗漏：⼟壤⽔分超过了⽥间持⽔率⽽向根系以下⼟层产⽣渗漏的现象。
解释：棵间蒸发能增加地⾯附近空⽓的湿度，对作物⽣长环境有利，但⼤部分是⽆益的消耗，因此在缺⽔地区或⼲旱季节应尽量采取措施，减少棵间蒸发（如滴灌<局部灌溉>、⽔⽥不建⽴⽔层）和地⾯覆盖等措施。
深层渗漏对旱⽥是⽆益的，会浪费⽔源，流失养分，地下⽔含盐较多的地区，易形成次⽣盐碱化。
但对⽔稻来说，适当的深层渗漏是有益的，可增加根部氧分，消除有毒物质，促进根系⽣长，常熟、沙河、涟⽔等灌溉试验站结果都表明：有渗漏的⽔稻产量⽐⽆渗漏的⽔稻产量⾼3.9% ~ 26.5%。
叶⾯蒸滕量＋棵间蒸发量＝腾发量＝作物⽥间需⽔量⽔⽥：⽥间需⽔量＋渗漏量＝⽥间耗⽔量由于⽔⽥不同⼟壤渗漏量⼤⼩差别很⼤，为了使不同⼟质⽥块⽔稻需⽔具有可⽐性，因此⽔稻的⽥间需⽔量不包括渗漏量，如计⼊渗漏量，则称为⽥间耗⽔量。
⼆、作物需⽔规律（⼀）影响作物需⽔量的因素１、⽓象条件主要因素，⽓温⾼、⽇照时间长、空⽓湿度低、风速⼤、⽓压低等使需⽔量增加；２、⼟壤条件含⽔量⼤，砂性⼤，则需⽔量⼤（棵间蒸发⼤）３、作物条件⽔稻需⽔量较⼤，麦类、棉花需⽔量中等，⾼粱、薯类需⽔量较少；４、农业技术措施地⾯覆盖、采⽤滴灌、⽔稻控灌等能减少作物需⽔量。
（⼆）作物需⽔特性１、中间多，两头少；开花结实期需⽔量最⼤２、存在需⽔临界期需⽔临界期：在作物全⽣育期中，对缺⽔最敏感，影响产量最⼤的时期。
⼏种作物的需⽔临界期：⽔稻孕穗⾄开花期棉花开花⾄幼铃形成期⼩麦拨节⾄灌浆期了解作物需⽔临界期的意义：１、合理安排作物布局，使⽤⽔不⾄过分集中；２、在⼲旱情况下，优先灌溉正处需⽔临界期的作物。
三、经验公式法确定作物⽥间需⽔量（⼀）全⽣育期作物⽥间需⽔量的确定１、α值法（蒸发⽫法）前⾯已讲过，⽓温、⽇照、湿度、风速、⽓压等⽓象因素是影响作物需⽔量的最重要的因素，⽽⽔⾯蒸发正是上述各种⽓象因素综合作⽤结果，因此作物的⽥间需⽔量与⽔⾯蒸发量之间存在⼀定程度的相关关系。
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高而增加。但是需水量的增加并不与产量
成比例，
单位产量的需水量随产量的增加而逐渐减 小，说明当作物产量达到一定水平后，要进一
步提高产量就不能仅靠增加水量，而必须同时
改善作物生长所必需的其它条件。
2．产量法（K值法）：
用作物产量计算作物需水量的表达式为：
式中：ET―全生育期的需水量（mm）；
作物需水量是农业用水的主要组成部分，也
是整个国民经济中消耗水分的最主要部分。它是
水资源合理开发、利用所必需的重要资料，同时 也是灌排工程规划、设计、管理的基本依据。
二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的估算 ETc 的估算方法有两类，一类是直接计算法， 另一类是通过参考作物蒸发蒸腾量 ET0 与作 物系数Kc估算的方法。
①不同种类的作物需水量有很大的差异； ②不同品种的作物需水量有很大差异；
③不同生育阶段需水量不同；
④不同长势的作物需水量不同。
（2）气象因素
气象因素是影响作物需水量的主要因素，它 不仅影响蒸腾速率，也直接影响作物的生长发育。 当气温高、日照时数多、相对湿度小时，需 水量会增加。
（3）土壤因素
①影响作物需水量的土壤因素主要有质地、颜色、
Y―作物单位面积的产量（kg亩-1）；K―需
水系数（m3kg-1），为单位产量的需水量。
对于旱作物，在土壤水分不足而影响 高产的情况下，需水量随产量的提高而增 大，用产量法推算较可靠。
（一）直接计算 在生产实践中，习惯采用所谓模系数 法估算作物各生育阶段的需水量，即先确 定全生育期作物需水量，然后按照各生育 阶段需水规律，以一定比例进行分配。
（或潜在腾发量），而耗水量是一个实际值，
又称实际蒸散量。
生态需水量应该是指一个特定区域内 的生态系统的需水量，而并不是指单单的 生物体的需水量或者耗水量.
作物需水量就等于植株蒸腾量和棵间 蒸发量之和，即所谓的“蒸发蒸腾量”
作物需水量包含生理和生态需水两个方面。
作物生理需水：作物生命过程中各种生理活动（如
含水量、有机质含量、养分状况等。砂土持水力弱，
蒸发较快，因此，在砂土上的作物需水量就大。
②土壤颜色而言，黑褐色土壤吸热较多，其
蒸发较大，而颜色较浅的黄白色土壤反射较 强，相对蒸发较少。
③土壤含水量较高时，蒸发强烈，作物需水
量较大；相反，土壤含水量较低时，作物需 水量较少。
（4）农业技术 农业栽培技术水平的高低直接影响水量消耗的速 度。粗放的农业栽培技术，可导致土壤水分的无 效消耗。灌水后适时耕耙保墒、中耕松土，将使 土壤表面形成一个疏松层，这样可减少水量的消 耗。
3、作物需水量的估算方法有哪些？各有何特点？
4、解释参照作物。
物进入生长盛期，需水量增加很快，叶面积
最大时，作物需水量出现高峰；到作物成熟
期，需水量值又迅速下降。
在整个作物的生育期内，植株蒸腾和棵
间蒸发两者互为消长。
每种作物都有需水高峰期，需水高峰期
一般处于作物生长旺盛阶段。
一、作物需水量与影响因素 作物在不同生育时期对缺水的敏感程 度不同，在作物整个生育期中通常把对缺 水最敏感、缺水对产量影响最大的时期称 为作物需水临界期或需水关键期。
ETc = aE0＋ b
1．水面蒸发量法（蒸发皿法或α 值法）： α— 需水系数或蒸发系数，为需水量与水面蒸 发量的比值，由实测资料确定，一般水稻田的 α= 0.9～1.3，旱作的α= 0.3～0.7。 一般水稻用α 值法比较好。
2．产量法：
作物产量反映了水、土、肥、热、气、
光等因素的协调及农业措施的综合作用。
吸水层以下土层渗漏的现象。
1．作物需水量 作物需水量：生长在大面积上的无病虫害 作物，土壤水分和肥力适宜时，在给定的 生长环境中能取得高产潜力的条件下为满 足植株蒸腾、棵间蒸发、组成植株体所需 要的水量。
作物耗水量就某一地区而言，指具体条件下 作物获得一定产量时实际所消耗的水量。 需水量是一个理论值，又称为潜在蒸散量
直接计算作物蒸发蒸腾量的方法均为经验公 式法，即根据作物蒸发蒸腾量和主要气象要 素以及作物产量等实测成果，用回归分析方 法确定。
（一）直接计算
1．水面蒸发量法（蒸发皿法或α 值法）： 水面蒸发量与作物需水量之间存在一定ห้องสมุดไป่ตู้度
的相关关系，因此可用水面蒸发量这一参数来计
算作物需水量：ETc =αE0 或
开阔（地块的长度 和宽度都大于200m） 矮草地（草高815cm）上的腾发量
实际需水量的计算
参照作物 需水量
ET kc ( ET0 )
实际作物 需水量 作物系数：随作 物不同，随生育 阶段不同
思考题：
1、解释作物需水量、作物耗水量，有何区别？
2、解释作物需水关键期、作物需水系数、作物
水分利用效率；
各种作物需水临界期不完全相同，但
大多数出现在从营养生长向生殖生长的过
渡阶段，在作物需水临界期缺水，会对产
量产生很大影响。
作物需水系数：生产单位产量作物（如 1kg小麦）的需水量（mm kg-1）。 作物水分利用效率：作物每消耗单位水量 所能生产的产量(kg/mm或kg/m3。
2．影响作物需水量的主要因素 1）作物因素
ETi = Ki ET
式 中 ： ETi— 某 一 生 育 阶 段 作 物 需 水 量 ； Ki—需水量模比系数，即作物各生育阶段需 水量占全生育期作物需水量的百分数，可以 从试验资料中取得。
通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量
参照作物需水量
土壤水分充足、地
面完全覆盖、生长
正常、高矮整齐的
蒸腾作用、光合作用等）所需要的水分。植株蒸腾
实际上是作物生理需水的一部分。 作物生态需水：指生育过程中，为给作物正常生长 发育创造良好的生长环境所需要的水分。棵间蒸发 即属于作物的生态需水。
作物在不同生长阶段的需水规律为：随着
作物的生长和叶面积的增加，需水量值也不
断增大，在作物苗期，需水量值较小，当作
一、作物需水量与影响因素
1．作物需水量 植株蒸腾 棵间蒸发 农田水分消耗的途径
深层渗漏或田间渗漏
地表径流 组成植株体的一部分
植株蒸腾：作物将根系从土壤中吸收的水
分，通过叶片的气孔蒸散到大气中的现象。
棵间蒸发：植株间土壤或田面的水分蒸发。
深层渗漏：旱地中由于降雨量或灌溉水量太
多，使土壤水分超过了田间持水量，向根系