农田水利学3-(2)作物需水规律
作物需水量与灌溉制度
102.8 179.4
2183.5 2148.7
58.6 66.8
17.2~25.7 18.5~36.0
1069.1 894.8
392.71 295.95
(三)土壤因素 影响作物需水量的土壤因素有土壤质地,颜色,含水量,有机质含量和养分状况等.砂 土持水力弱,蒸发较快,因此,在砂土,砂壤土上的作物需水量就大.就土壤颜色而言,黑 褐色的吸热较多其蒸发就大,而颜色较浅的黄白色反射较强,相对蒸发较少.当土壤水分多 时,蒸发强烈,作物需水量则大;相反,土壤含水量较低时,作物需水量较少. (四)农业技术 农业技术农业栽培技术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 水量消耗.密植,相对来说需水量会低些;两种作物间作,也可相互影响彼此的需水量. 土壤水分无效消耗.灌水后适时耕耙保墒中耕松土,使土壤表面有一个疏松层,就可以减少
ht
tp
式 2-3 中的 K , n , c 值可通过试验确定.此法简便,只要确定计划产量后,便可算出
:/
K ——以产量为指标的需水系数,即单位产量的需水量,m3/kg; n , c ——经验指数和常数.
/n
ET ——作物全生育期内总需水量,m3/亩; Y ——作物单位面积产量,kg/亩;
at
ETi =
图 2-1 作物需水量与产量关系示意
而必须同时改善作物生长所必需的其他条件.如
农业技术措施,增加土壤肥力等.作物总需水量与产量之间的关系可用下式表示,即:
c.
ET = KY
n
uu
平后,要进一步提高产量就不能仅靠增加水量,
ea
比例.由图 2-1 看出,单位产量的需水量随产量
sy
.c
果.因此,在一定的气象条件和农业技术措施条
作物需水量与灌溉制度
作物需水量与灌溉制度作物需水量与灌溉制度2.1作物需水量2.1.1农田水分消耗途径农田水分消耗的途径主要有植株蒸腾、棵间蒸发和深层渗漏。
（一）植株蒸腾植株蒸腾是指作物根系从土壤中吸入体内的水分，通过叶片的气孔扩散到大气中去的现象。
试验证明，植株蒸腾要消耗大量水分，作物根系吸入体内的水分有99%以上消耗于蒸腾，只有不足1%的水量留在植物体内，成为植物体的组成部分。
植株蒸腾过程是由液态水变为气态水的过程，在此过程中，需要消耗作物体内的大量热量，从而降低了作物的体温，以免作物在炎热的夏季被太阳光所灼伤。
蒸腾作用还可以增强作物根系从土壤中吸取水分和养分的能力，促进作物体内水分和无机盐的运转。
所以，作物蒸腾是作物的正常活动，这部分水分消耗是必需的和有益的，对作物生长有重要意义。
（二）棵间蒸发棵间蒸发是指植株间土壤或水面的水分蒸发。
棵间蒸发和植株蒸腾都受气象因素的影响，但蒸腾因植株的繁茂而增加，棵间蒸发因植株造成的地面覆盖率加大而减小，所以蒸腾与棵间蒸发二者互为消长。
一般作物生育初期植株小，地面裸露大，以棵间蒸发为主；随着植株增大，叶面覆盖率增大，植株蒸腾逐渐大于棵间蒸发；到作物生育后期，作物生理活动减弱，蒸腾耗水又逐渐减小，棵间蒸发又相对增加。
棵间蒸发虽然能增加近地面的空气湿度，对作物的生长环境产生有利影响，但大部分水分消耗与作物的生长发育没有直接关系。
因此，应采取措施，减少棵间蒸发，如农田覆盖、中耕松土、改进灌水技术等。
（三）深层渗漏深层渗漏是指旱田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率，向根系活动层以下的土层产生渗漏的现象。
深层渗漏对旱作物来说是无益的，且会造成水分和养分的流失，合理的灌溉应尽可能地避免深层渗漏。
由于水稻田经常保持一定的水层，所以深层渗漏是不可避免的，适当的渗漏，可以促进土壤通气，改善还原条件，消除有毒物质，有利于作物生长。
但是渗漏量过大，会造成水量和肥料的流失，与开展节水灌溉有一定矛盾。
作物节水灌溉需水规律分析
摘 要： 我 国作为一个农业大国每年 出口和进口的农业产片数量不计其数。对于我国而言其本身就是一个农耕民族因此农耕的技 术在五千 年的历史中一直在不断的发展和进步， 其 中应用时间最长的农业技术应当是灌溉技术， 灌溉技术的 出现应 当追溯到夏商时代， 而在战国时期灌溉 技术得 以快速发展例如郑国渠的 出现就是最好的证 明， 秦 国则开凿了举世 闻名的都江堰 ， 唐宋年 间灌溉技术也有着明显的发展而到了近代我国 依 旧十分重视灌溉技术。但是在古代我 国的灌溉技术更加注重的是灌溉的范围而如今则更加注重灌溉的节扣挫以及农作物的需水规律。 关键词 ： 节水灌溉； 需水规律； 农作物 我国是 —个农业大国，农作物的耕种行业是我 国自古以来的传统 期 ， 棉花在花铃期， 油菜在开花期需水都较多 ， 遇旱明显减产 ， 均为需水 行业 ， 而对于农作物的浇灌工作我国也早在古代就发明了灌溉法。 灌溉 的关键期。我们从上面的几种农作物就不难看出农作物对于需水量最 在我国拥有着数千年的历史并且在不断地发展 ，相对于古代灌溉以灌 高的使其还是在农作物的孕穗期和抽穗期之间。这是因为在这个 时期 溉范丽为衡量标准不同， 如今 的灌溉的标准更加多样化 ， 我国目前提倡 作物有机体生长发育最旺盛 ， 需水很多， 加上新的生殖器官处于幼嫩阶 的可持续性农业发展战略就已经将灌溉的节水性放在 了首要位置 ， 因 段 ，对外界不良环境的抵抗能力很差 ，所以一遇干旱必然造成明显减 此节水灌溉 已经成为我国灌溉工作的一重中之重。但是节水灌溉不是 产。作物的需水关键期愈长 ， 遇到不 良环境的机会也愈多， 愈需采取不 单纯的减少用水而是在科学的方法下根据农作物的需水规律合理地 向 懈的抗灾措施 。当作物需水关键期发生干旱 的时候 ， 就需要及时灌溉 ， 农作物供给水分和养分 ，下面笔者就来谈一谈关于作物节水灌溉需水 缓解 旱 睛。 规律 的相 关 问题 。 ２节水灌溉与作物需水量计算 １作 物需 水量 的分析 节水灌溉需水量并不是一 — 个 主观的方法而是必须通过计算才能够 １ ． １ 各种农作物需水量的分析。 不同种类的农作物的需水量有着明 得出的。节水灌溉需水量的计算有着几种不 同的方法下面我们就来一 显的不同，但是毫无疑问任何的农作物从播种到结出新种子都需要大 介 绍一下 。 量的水分作为支撑 。例如我们常见的玉米其在生长期单株玉米就要每 ２ ． １ 节水灌溉需水量计算法。 计算法是根据当地的天 隋况 、 作物生 天消耗掉 １ 公斤多的水而其从播种一直到收获的整个农作物生命周期 长 情况与作物作物的具体种类来计算作物蒸发蒸腾总量 ，根据蒸腾重 更是需要消耗掉 ２ ０ ０公斤左右的水。除 了食品类农作物诸如棉花类的 量的结果来对作物实施与其结果相同的水量 的灌溉。这种方法在节水 农作物其需水量也是十分巨大的 ，并且在不同的环境下其需水量也有 灌溉 中的实际应用效果并不太好 ，这一方面是因为其计算公式是极为 着一定的变化。每一公斤棉花从播种到收获所需要消耗掉的水量大概 复杂的并且能够影响它的因素过多 ，另一方 面则是因为它还要对作物 在四百到六百公斤。但是我们需要注意 的是并非其消耗的水量越多它 的生理参数进行估算 ，这使得这种方式在节水灌溉中施行起来非常困 所产出的棉花就会越多，往往大部分灌溉的水分实际上都会被浪费掉 难 ， 仅能作为一种理论的计算方式。 只有一小部分的水分才会真正被 吸收 ，一次植物的需水量要根据植物 ２ ． ２ 节水灌溉需水量土壤湿度检测法。土壤湿度检测法是一种通过 生长的不同环境以及不同阶段选择适合的给水量 。 事先在土壤内埋下土壤湿度传感器然后在灌溉前来测量土壤 的水势 ， １ ． ２ 作物蒸腾量 。作物所吸收的大量水分 ， 除一小部分用于光合作 如果测试结果先是土壤的水势低于其设定的最低限值时 ，就必须施行 这种方式是 目前 自动化程度较高的一种灌溉需水量计算方法， 但 用以制造有机物质外 ， ９ ９ ％的水分都是用于蒸腾作用消耗掉的。由于蒸 灌溉。 腾作用 ， 使作物的体温得至 保持 ， 不致于因温度急变而过热或过冷而影 是这种方法却也有着一些 问题存在 ，首先是土壤湿度传感器有着非线 响正常生长发育。各种作物的蒸腾量是不同的， 因此可用蒸腾系数（ 作 性特点因此在数据传输上有着一定的延迟 ，其反应的土壤湿度实际上 物有机体每合成 １ 克干物质所蒸腾的水分克数 ）来表示作物的需水程 与真实的土壤湿度是有着一定差别的其一般都会造成超前灌溉或者是 度。蒸腾系数大 ， 表明作物需水多 ， 但利用效率低 ， 即蒸腾效率（ 作物有 滞后灌溉其同样并不适用于节水灌溉 。 机体每消耗 １ 公斤水所制造的干物质克数 ） 低； 反之 ， 表明作物需水少 ， ２ ． ３ 农作物需水量模糊决策系统 。尽管对于灌溉需水量的测算还有 利用率高。例如 ， 有调查显示 ： 水稻的蒸腾系数达 １ ０ ０ ０ ， 豌豆为 ７ ８ ８ ， 棉 着农作物电阻检测法和农作物茎杆直径检测法 ，但二者的测算方式十 花为 ６ ４ ６ ， 马铃薯为 ６ ３ ６ ， 燕麦为 ５ ９ ７ ， 大麦为 ５ ３ ４ ， 小麦为 ５ １ ３ ， 而玉米 、 分复杂在 目前进行应用还是有着很大 的困难尤其在节水灌溉上应用就 高粱 、 谷子仅为 ３ ６ ８ 、 ３ ２ ２ 、 ３ １ ０ 。当然， 蒸腾系数不是固定不变的， 随着天 更加困难 了。因此我们 目前最好的灌溉需水量的计算方法就应当是农 气、 土壤条件和栽培措施的变化而变化。 作物蓄水量模糊量决策系统。这种系统是将计算法和土壤湿度传感器 １ ． ３ 农作物需水量的计算。上面我们已经说 了， 不 同的农作物其需 检测法相结合的一种灌溉需水量计算法。 这种方法结合的两者的优 ， 水量是有所不同的，如果想要将节水灌溉的优势发挥到极致就必须先 根据农作物蒸腾量与土壤湿度检测器的水势数据两者相结合来决定节 做好农作物需水量的计算工作 。作物生长需水量估算方法一般可以分 水灌溉的需水量。 这样就避免了一种方法的偏激眭， 提高灌溉需水量计 为两类一 一 类是纯理沦Ｉ 生的通过公式直接计算 出农作物的需水量 ，另一 算 的准 确性 。 类则是先计算农作物的潜在需水量再根据它来计算弄总务的实际需水 结束语 量。这两类计算方法 中第二类计算方法在较为复杂的农作物生长环境 节水灌溉是我国 目 前必须发展的一种灌溉方式 ，但是这种灌溉方 中应用效果较好但是计算起来相对麻烦许多。在这里笔者就不对农作 式绝不能以降低农作物产量和危害农作物健康作为代价，因此做好节 物的需水量具体 汁算方法进行叙述了，毕竟我们更多所需要讲的是在 水灌溉与农作物需水量两者之间的平衡工作 ，一方面保证了植物的健 康生长另一方面也可以保证灌溉的节水性 ，这才是一种双赢的局面也 节水灌溉中农作物的需水规律问题。 ｌ － ４ 作物需水关键期。我们已经说过 ， 在不同的农作物生长期其所 是我们所最应该提倡的一种节水灌溉方式。 需要的水量也是不同的，因此进行节水灌溉时其所灌溉的水量也要有 参考 文献 所不同。 在作物的生长发育过程中， 各个时期均需有充足的水分供应才 ｆ １ １ 王立洪＇ 昝瑶节水灌溉技术Ｉ １ ． 北京： 水利水电出版社 ， ２ ０ １ １ ． 能获得高产。其中， 有的时期不但需水量多 ， 而且在遇到干旱时减产特 ｆ ２ ］ 张庆华， 李天科农 村水利与节水灌溉Ｉ Ｍ １ ． 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， ０１ 别明显 ， 这个时期便是作物的需水关键期。科研和生产实践表明 ， 各种 ２ 作物 的需水关键期是不同的。小麦在孕穗至抽穗开花期是需水的关键 『 ３ 喜丰疾 用农业节水灌溉技术【 ． 沈 阳： ＇ 辽宁科学技术出版社 ， ２ ０ ０ ２ ． 期， 需水最多， 若遇干旱， 产量锐减。水稻在花粉母细胞减数分裂期（ 从 『 ４ １ 高传 昌， 吴平． 灌溉工程 节水理论与技术 ． 郑 州： 黄河水利 出版社 ， ０５ ． 出�
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
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。
水稻需水规律及合理灌溉方法
农 技 推 广农业开发与装备 2013年第2期2.3 适当密度。
据当地地形的实际情况，采用单行拉线打塘条播。
行距60cm～75cm，株距35cm～65cm，以地块肥力高低进行调整，肥力高地块适当密植，肥力低地块适当稀植。
每塘留苗2株，每保苗4200～5000株为宜。
为避免核桃与玉米相互影响和争肥，每棵核桃四周当年必须空留不少于1m2生长空间（以后逐年扩大范围，留足树冠下正投影面积），使玉米与核桃能够正常生长。
播种时，为使苗齐苗壮，防止烧芽，种子与肥料应间隔6.7～10cm。
此外，每亩用30%克百威2～3kg与种子混拌后再播种，可防治地下害虫蛀芽以保证苗齐。
2.4 配方施肥。
基肥：每亩施腐熟农家肥2000kg、复合肥25kg、过磷酸钙25kg、硫酸钾15kg、硫酸锌2～2.5kg；苗期肥料：4～5叶期每亩施尿素9～10kg作断奶肥。
9～10叶期每亩施尿素7～8kg和钾肥8～9kg作攻秆肥；穗肥：抽穗前10d （即 大喇叭口期）重施攻苞肥，以速效性氮肥为主，每亩施尿素15～17kg为宜。
2.5 中耕除草。
及时清除杂草，一季至少薅锄2～3次，定苗进行1次，浅中耕（3～4.5cm深）；拔节进行一次1～2次，中耕苗旁宜浅，行间宜深（9～12cm）。
2.6 病虫害防治。
玉米叶主要病害是玉米大、小斑病，大、小斑病的预防和防治适期为花丝抽出前后或发病初期，用50%多菌灵可湿性粉剂500～1000倍液或80%代森铵可湿性粉剂500～100倍液或70%甲基托布津可湿性粉剂500～800倍液喷雾全株叶片，间隔7天喷一次，连续喷2～3次为宜。
虫害主要是玉米蚜虫、螟虫。
玉米蚜虫防治：一是及时清除田间地头杂草，消灭玉米蚜虫的孳生基地；二是在玉米心叶期有蚜株率达50%，百株蚜量达2000头以上时，可用50%抗蚜威3000倍液，或40%乐果1500倍液，或2.5%敌杀死3000倍液均匀喷雾，也可用上述药液灌心。
玉米螟虫防治：化学防治的最佳时间是心叶末期，此时是低龄幼虫最大限度地潜伏在心叶丛中为害的时刻。
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。
作物需水规律与灌溉节水
作物需水规律与灌溉节水作者：张金平来源：《新农业》2015年第08期水是生命的源泉，是一切作物正常生长发育过程所必不可少的条件之一。
一个地方的水分条件好坏，对农业生产影响极大。
“风调雨顺，五谷丰登”，“有收无收在于水，收多收少在于肥”这两句农谚，就是水分条件与农业收成关系方面的简明总结。
今天，我国已建成了许多水利设施，但旱涝问题尚未彻底解决，即便将来真正解决了旱涝问题，还是要讲究科学用水，合理灌溉。
因此，为了夺取农业的高产稳产，注重灌溉与节水的协调，就需要了解和掌握农作物的需水规律，弄清降水、湿度、土壤水分与作物生长发育的关系。
1 作物体含水各种农作物体内含的水分很多，一般作物含80%左右，蔬菜和块茎作物含90%～95%，某些水生作物含水竟达98%以上。
作物体内富含水分，是为了使细胞保持膨压，以维持生长状态。
同时，作物的生理活动，包括光合作用、蒸腾作用、根系吸收作用和养分的运输等，均需有充足的水分供应，否则，作物就不能进行正常的生长和发育，也不能获得较好的产量和品质。
2 作物需水量2.1 作物耗水量各种农作物，从播种出苗到结出新的种子，都需要大量的水分。
例如，1株玉米，在生长期中每天要消耗1.64公斤水，一生要消耗200多公斤水。
小麦等粮食作物，形成1公斤干物质，在潮湿的气候条件下要消耗250～350公斤水；在较为干燥地区则要消耗450～500公斤水；在一般的气候条件下，亩产350公斤干物质需要消耗21万～28万公斤水，相当于1亩地上积有310～420毫米的水层。
每生产1公斤棉花茎、枝、叶等干物质，需耗水400～600公斤。
以亩产150公斤子棉计算，总干物质重约500公斤，就要消耗20万～30万公斤水。
随着棉花产量的不断提高，所需的营养物质逐渐增多，耗水量也相应增加。
但并不是产量越高，耗水量越多。
据试验，一般亩产225～300公斤子棉的总耗水量需35万～45万公斤。
2.2 作物蒸腾量作物所吸收的大量水分，除一小部分用于光合作用以制造有机物质外，99%的水分都是用于蒸腾作用消耗掉的。
生物节水—农作物需水规律与需水量
第八章 生物节水
第一节 农作物需水规律与需水量
6．花生 花生适宜生长的土壤含水量一般在5000～7000m3／hm2，
花生种子吸水达自身的50%左右才能萌芽。土壤水分低于田间 持水量的40%，则幼苗出土缓慢，水分过多，易引起烂种。苗 期需水量占全生长期总需水量为16%～31%（北方普通型大花 生）或19%～20%（南方珍珠型小花生），水分过多可造成主 茎徒长，推迟开花结荚。营养生长前期缺水，对花生的生长影 响较小，豆荚开始形成（出现第一个果）到豆荚出全，这一阶 段包括开花、下针和果仁生长的大部分时间内，是花生需水的 关键期。
第八章 生物节水
第一节 农作物需水规律与需水量
1．小麦 冬小麦每公顷生产5250～7500 kg的需水量为3000～5250
m3。冬小麦需水量是由叶面蒸腾量与棵间土壤蒸发量组成。前 者为生理需水，而后者为生态需水。从节水角度讲，棵间蒸发 所占的比例越小越好，关键是如何提高栽培技术水平，降低棵 间蒸发量，以提高水的利用效率。据农田灌溉研究所测定，不 同产量水平棵间蒸发比例不同。667 m2产193.3 kg麦田棵间蒸 发量占总需水量的 32.8%；产365.7 kg占总需水量的21.27%； 产 463.7 kg占总需水量的19.3%。棵间蒸发量所占比例随着产 量水平的提高在逐渐降低。当产量水平达到 667 m2产400kg时， 棵间蒸发量所占比例基本上稳定在20%左右，如产量再增加棵 间蒸发量所占比例基本上不变。从全生育期来看，初期所占比 例在60%～90%，而后期逐渐降低，一般在10%以下。
第八章 生物节水
第一节 农作物需水规律与需水量
4．水稻 水稻田需水量包括叶面蒸腾、棵间蒸发和稻田渗漏量。水
稻的需水量随地区、品种和水文年份而异。水稻在返青、拔节、 抽穗到乳熟前期，对水分反应敏感，其中孕穗期和抽穗期是水 稻一生中需水的高峰期，是需水的关键期。因此，在水稻生长 的各个时期采用不同的灌溉技术或排水技术，以调动水稻自身 调节机能和适应能力，可以达到节水高产的目标。
农田水利学3-(2)作物需水规律
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各种气象资料表
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返回算例
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返回算例
ET0 CW.Rn 1W . f u.ea ed
N为最大日照时数， n为实测日照时数。 σ为斯瑞藩—鲍茨曼常数
2.01*10-9（mm/日度4）
Tk为绝对温度: 273+T
ET0 CW.Rn 1W . f u.ea ed
ea、ed为平均气温下
空气的饱和水汽压与实 际平均水汽压(102Pa )。
以上各数据可从气象站获得 （一般为表格），或换算得 到。 国内也绘制了参考作物 需水量等值线图，对计算作 物需水量很有实用价值。
大气圈
Rs为到达地面的阳光辐射能量；
Rs (0.25 0.5n / N )Ra
Ra为大气圈外接受的阳光辐射能 量(可查表)
作物需水规律—需水量
Rnl为净长波辐射量，计算式:
Rnl f T . f ed . f n / N
f T Tk4
f ed 0.34 0.044 ed
f n / N 0.1 0.9(n / N)
如，某地区4-9月份R=423.6卡/平方厘米/日，则平均 潜在腾发量=423.6/1500=0.282cm/日
受风力、海拔、地理位置、作物叶面积等影响，实际情况要复杂得多!
作物需水规律—需水量
1948年由彭曼提出，经多次修正，1979年联 合国粮农组织向各国推荐的具体计算式为：
辐射项
空气动力项
农田水利学复习纲要
一、判断题1、农作物的灌溉制度是指播种前及全生育期的灌水次数、灌水日期、灌水定额及灌溉定额。
2、作物需水量是指农作物生长发育过程中，从播种至收获消耗于植株叶面蒸腾和株间蒸发的水分的总和。
3、对于旱作物，湿润年份及南方地区的灌水次数少，灌溉定额小；干旱年份及北方地区的灌水次数多，灌溉定额大。
4、机组式喷灌系统应该选在丘陵地区。
5、畦灌是灌溉水沿畦田长边方向成薄水层流动，在流动中主要借重力作用湿润土壤的一种灌水方法。
6、沟灌是灌溉水沿作物行间的灌水沟流动，在流动过程中，主要靠毛细管作用湿润土壤的灌水方法。
7、畦灌优点是技术简单，工程费用小，缺点是易形成深层渗漏和表土板结，浪费水量并恶化土壤结构8、淹灌适用于玉米。
9、覆膜灌溉也属于地面灌溉的一种方式。
10、沟灌优点是大大减少了深层渗漏节省水量，不会造成表土板结而破坏土壤结构，整地工作量比畦田大，先平后做沟。
11、畦灌适用于小麦、谷子等窄行密播作物以及牧草等的灌溉。
12、沟灌适用于窄行距的中耕作物。
13、灌溉水有效利用率是指灌水后，储存于计划湿润层内的水量与实际灌入田间的水量的比值。
14、20%原则是指控制支管上任意两个喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头的20%。
15、多风地区发展喷灌较好多风地区发展喷灌较好。
16、体积含水率（又称容积含水率）是指单位体积土壤中土壤水所占的比例。
17、质量含水率（又称重量含水率）是指单位质量土壤中土壤水所占的比例。
18、单位换算：1m3/亩=1.5mm。
19、选择喷灌系统时应不必考虑作物种类、耕作方式因素。
20、影响作物灌溉制度的因素有作物种类、品种，自然条件，农业技术措施。
21、喷灌系统的隐蔽工程必须在施工期间进行验收，价差合格后方可进行下道工序。
施工期间验收应由监理部门或水利主管部门负责。
22、灌溉水利用系数是灌入田间的水量（或）流量与灌溉系统引入总水量（或流量）的比值。
23、渠道防渗率是指灌区固定渠道最大过水表面中防渗面积与总面积的比值。
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
作物需水规律与节水灌溉系统设计
作物需水规律与节水灌溉系统设计一、引言水是生命之源，对于农作物的生长更是至关重要。
了解作物的需水规律，并据此设计合理的节水灌溉系统，对于提高农业水资源利用效率、保障粮食安全和促进农业可持续发展具有重要意义。
二、作物需水规律（一）不同作物的需水特性不同的作物在生长过程中对水分的需求存在显著差异。
例如，水稻是一种水生作物，整个生育期都需要大量的水；而小麦、玉米等旱作作物在不同生长阶段的需水量则相对较少。
此外，蔬菜、水果等经济作物的需水规律也各有特点。
（二）作物生长阶段与需水量的关系作物的生长通常可以分为苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期等阶段。
在苗期，作物根系尚未充分发育，需水量相对较少；随着生长的推进，进入分蘖期和拔节期，作物的生长速度加快，需水量逐渐增加；在抽穗期和灌浆期，作物对水分的需求达到高峰，以保证籽粒的形成和充实。
（三）影响作物需水的环境因素气候条件，如温度、湿度、光照和风速等，都会对作物的需水量产生影响。
高温、干燥、强风和充足的光照通常会导致作物蒸腾作用增强，从而增加需水量。
土壤质地和肥力也会影响作物的需水情况。
疏松、保水能力差的土壤，作物容易缺水；而肥沃的土壤可以提高作物的水分利用效率。
三、节水灌溉系统的类型与特点（一）喷灌系统喷灌是通过喷头将水均匀地喷洒在田间。
其优点是可以控制灌溉水量和范围，适应不同地形和作物；缺点是受风的影响较大，在风力较强时可能会导致喷洒不均匀，且设备投资和运行成本相对较高。
（二）滴灌系统滴灌是将水一滴一滴地直接输送到作物根部附近的土壤。
这种方式能够大大减少水分的蒸发和渗漏损失，提高水分利用效率，尤其适用于缺水地区和对水分要求较高的作物。
但滴灌系统容易堵塞，需要定期维护。
（三）微喷灌系统微喷灌结合了喷灌和滴灌的特点，通过微喷头将水以较小的流量喷洒出来。
它适用于蔬菜、花卉等作物，既能满足作物的水分需求，又能增加空气湿度。
（四）渠道灌溉系统这是一种传统的灌溉方式，通过修建渠道将水引入田间。
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作物需水规律— 作物需水规律 需水量
2、作物需水量与潜在需 、 水量
作物需水量计算的 数学模型
ET=k*f(M)
在实际中，作物因子、土壤及 其它因子另作系数k处理。
作物需水规律— 作物需水规律 需水量
目前国内外多采用参考作物 (紫花苜蓿 的蒸发蒸腾量 紫花苜蓿)的蒸发蒸腾量 紫花苜蓿 (ET。)来表示气象因子对作 。 来表示气象因子对作 物需水量的影响（ 物需水量的影响（苜蓿需水 量主要受气象条件的影响） 量主要受气象条件的影响） 通过参考腾发量的计算， 通过参考腾发量的计算，间 接计算实际腾发量： 接计算实际腾发量： ET =K * K *ET0
受风力、海拔、地理位置、作物叶面积等影响，实际情况要复杂得多!
作物需水规律— 作物需水规律 需水量
1948年由彭曼提出，经多次修正，1979年联 年由彭曼提出，经多次修正， 年由彭曼提出 年联 合国粮农组织向各国推荐的具体计算式为： 合国粮农组织向各国推荐的具体计算式为：
辐射项
空气动力项
ET = C[W.Rn + (1−W ). f (u)(ea − ed )] . 0
ET0 =f(M)
上式表达的是作物蒸腾量与气 象的关系. 象的关系
作物需水规律— 作物需水规律 需水量
国际粮农组织推荐的参考作物需水量计算的数学模型—彭 国际粮农组织推荐的参考作物需水量计算的数学模型 彭 是按能量平衡原理来计算的。 曼公式是按能量平衡原理来计算的 曼公式是按能量平衡原理来计算的。 将作物腾发看作能量消耗过程， 将作物腾发看作能量消耗过程 ， 通过能量平衡计算求出腾 发过程所消耗的能量， 然后再将能量折算为水量， 发过程所消耗的能量 ， 然后再将能量折算为水量 ， 即作 物需水量。 而能量的来源就是太阳的辐射能量， 物需水量 。 而能量的来源就是太阳的辐射能量 ， 这个能 量是可以计算的，约为太阳辐射能量40%。能量与水气 量是可以计算的，约为太阳辐射能量 。 化的能量关系是：每蒸发1克水 克水， 卡的热能， 化的能量关系是：每蒸发 克水，消耗 600 卡的热能， 即农田水分消耗将等于(0.4R卡/平方厘米 即农田水分消耗将等于 卡 平方厘米)/(600卡/ 卡 平方厘米 立方厘米)=R/1500厘米 。 因此 只要测出能量的消耗 厘米。 立方厘米 厘米 因此,只要测出能量的消耗 即转化量，就可推算出水分的气化量。 量，即转化量，就可推算出水分的气化量。 某地区4-9月份 月份R=423.6卡 /平方厘米 日 ， 则平均 平方厘米/日 如 ， 某地区 月份 卡 平方厘米 潜在腾发量=423.6/1500=0.282cm/日 潜在腾发量 日
Ra为大气圈外接受的阳光辐射能 为大气圈外接受的阳光辐射能 可查表) 量(可查表 可查表
作物需水规律— 作物需水规律 需水量
Rnl为净长波辐射量，计算式:
f (T ) = σTk4
R nl = f (T ). f (e d ). f (n / N )
f (ed ) = 0.34 − 0.044 ed
对旱地 对水田
作物田间（农田） 作物田间（农田）耗水量的结构关系
作物需水规律— 作物需水规律 需水量
不同作物、不同地区、不同水文年作物需水量不同
作物需水规律— 作物需水规律 需水量
3、作物需水量的确定 、
（1）影响因素分析 ） 影响作物需水的因素很多， 影响作物需水的因素很多，归纳 起来有自然 人为两大类 自然和 两大类。 起来有自然和人为两大类。自 然因素包括气象 土壤、 气象、 然因素包括气象、土壤、作物 3种，人为因素有灌排措施、 灌排措施、 种 人为因素有灌排措施 耕作措施等 耕作措施等。 由于各种因素相互联系， 由于各种因素相互联系，错综复 杂，目前还难以从理论上进行 精确计算， 精确计算，但可以以一两种主 要因素建立模型计算。 要因素建立模型计算。
第二章
农田灌溉原理
（二）作物需水规律
第二节： 第二节：作物需水规律
农田水分调节的目的就是要为作物生长创造一个 良好的环境，那么对作物生长而言， 良好的环境，那么对作物生长而言，究竟什么样 的环境是良好的呢？这就要研究作物的需水规律， 的环境是良好的呢？这就要研究作物的需水规律， 研究作物的生长对水的需求问题。同时， 研究作物的生长对水的需求问题。同时，农业生 产是一个经济活动，要考虑经济效益， 产是一个经济活动，要考虑经济效益，这就提出 了作物水分生产函数问题。 了作物水分生产函数问题。 1、作物需水量 、 2、作物水分生产函数 、
f (n / N ) = 0.1 + 0.9(n / N )
N为最大日照时数， 为最大日照时数， 为最大日照时数 n为实测日照时数。 为实测日照时数。 为实测日照时数 σ为斯瑞藩 鲍Байду номын сангаас曼常数 为斯瑞藩—鲍茨曼常数 为斯瑞藩
2.01*10-9（mm/日度4） 日度
Tk为绝对温度: 273+T 为绝对温度
物 蒸腾 SPAC 系 统 中 的 水 分 运 移 物 水
水
作物需水规律— 作物需水规律 需水量
4、作物需水量的计算 、
）、直接计算法 （1）、直接计算法 ）、 a、以产量和需水的相关关系 、 计算 ET=K*Y b、以水面蒸发和作物需水的 、 相关关系计算 ET=a*E0 实践中常采用实验法和 实践中常采用实验法和 实验法 计算法来确定需水量 计算法来确定需水量 计算法分为直接计算和 计算法分为直接计算和 直接计算 间接计算两种 间接计算两种
U f (u ) = 0.271 + 2 100
U2为距地面2m高处的日平均 为距地面 高处的日平均 风速(km／d)； 风速 ／ ；
作物需水规律— 作物需水规律 需水量
ET = C[W.Rn + (1−W ). f (u)(ea − ed )] . 0
Rn为太阳净辐射量； 为太阳净辐射量； 为太阳
返回算例
ET = C[W.Rn + (1−W ). f (u)(ea − ed )] . 0
返回算例
ET = C[W.Rn + (1−W ). f (u)(ea − ed )] . 0
返回算例
ET = C[W.Rn + (1−W ). f (u)(ea − ed )] . 0
返回算例
ET = C[W.Rn + (1−W ). f (u)(ea − ed )] . 0
ET = C[W.Rn + (1−W ). f (u)(ea − ed )] . 0
ea、ed为平均气温下
空气的饱和水汽压与实 际平均水汽压(102Pa )。
以上各数据可从气象站获得 （一般为表格），或换算得 到。 国内也绘制了参考作物 需水量等值线图，对计算作 物需水量很有实用价值。
ET = C[W.Rn + (1−W ). f (u)(ea − ed )] . 0
昼夜因子 海拔 因子 太阳短波 辐射 风函数 饱和水气压 实际水气压
此式以能量转换为主,同时考虑到空气动力学等气象因素。
作物需水规律— 作物需水规律 需水量
ET = C[W.Rn + (1−W ). f (u)(ea − ed )] . 0
式中： 式中：
ETo为参考作物蒸发蒸腾量 为参考作物蒸发蒸腾量 (mm／d)； ／ ； C为补偿昼夜天气变化的修正 为补偿昼夜天气变化的修正 系数； 系数； W为与温度和海拔高度有关的 为与温度和海拔高度有关的 权重因子； 权重因子； f(u)为风函数， 为风函数， 为风函数
作物需水量： 作物需水量：把作物生育期内 的作物蒸发蒸腾量之和称之 为作物需水量。 为作物需水量。 作物潜在需水量： 作物潜在需水量：“生长在大 面积上的无病虫作物， 面积上的无病虫作物，在最 佳的水、 佳的水、肥等土壤条件和生 长环境中， 长环境中，能获得最高增产 潜力所需满足蒸发蒸腾的水 量”。是作物需水量的最大 值。
各种气象资料表
Rn = Rns − Rnl
Rns = (1 − a )Rs
Rs = (0.25+ 0.5n / N )Ra
Rnl = f (T). f (ed ). f (n / N)
返回算例
ET = C[W.Rn + (1−W ). f (u)(ea − ed )] . 0
返回算例
ET = C[W.Rn + (1−W ). f (u)(ea − ed )] . 0
）、作物需水量 （一）、作物需水量
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。因此，它是水资源开发利 用时的必需资料，同时也是灌排工程规划、设计、管理 的基本依据。目前全世界的用水量不断增长，水资源不 足日益突出，对作物需水量的研究和估算，已成为一个 重要研究课题。
植物体 蒸腾
植物体 输水 根系 吸水
实践中常采用实验法和 实践中常采用实验法和 实验法 计算法来确定需水量 计算法来确定需水量
作物需水规律— 作物需水规律 需水量
（2）作物需水量计算 ） 的数学模型
对影响作物蒸发蒸腾的主 要因素气象 气象(M)、 作物 要因素 气象 、 (C)、土壤(S)以及农业 、土壤 以及农业 以及 (P) 数 学 模 作 型 ET=f(M、C、S、P) 、 、 、
Rn = Rns − Rnl
Rns为太阳净短波辐射量； 为太阳净短波辐射量； 为太阳
Rns = (1 − a )Rs
a为地面反射率，对大部分作物 为地面反射率， 为地面反射率 取15％-25％； ％ ％； Rs为到达地面的阳光辐射能量； 为到达地面的阳光辐射能量； 为到达地面的阳光辐射能量