实验一 玉米的灌溉制度设计和灌水率的设计

实验一玉米的灌溉制度设计和灌水率的设计

一、实验目的

正确分析所提供的各种资料，掌握作物灌溉制度和灌水率的设计原理、方法和步骤。

二、仪器设备

绘图工具、计算器

三、实验内容

基本资料分析。

1、玉米的地域分布

玉米的种植区域遍布全国各省（区、市），而根据适宜种植的程度又较集中分布在从东北三省经冀、鲁、豫、陕走向西南的一个狭长地带，该地带玉米种植面积占全国玉米总面积的70%，产量接近玉米总产量的4/5。

根据地理位置、地势、气温、无霜期长短等条件确定玉米的播种期和种植制度，并将玉米大致分为春播和夏播两类。我国北方北纬40度以北，多为春季播种，为春玉米。北纬38度以南，气温较高，无霜期多在190天以上，玉米夏季播种，为夏玉米。冀、晋、陕、鲁及新疆等省区，靠北部种植春玉米，南部复种夏玉米，中部春、夏玉米交叉种植。长江以南一些地区有一年三熟的秋玉米，而广西、海南等省区，还可以在冬季种植玉米。

2、玉米的需水规律

无论是春玉米还是夏玉米、北方玉米还是南方玉米，需水模系数（指各生育阶段需水量占全生育期总需水量的百分比）的变化趋势均是从小到大，再由大到小。各生育阶段需水情况如下：

（1）播种～拔节阶段：植株蒸腾量很小，其水分多数消耗在棵间蒸发中，玉米这个生育阶段在全生育期内时间最长，春、夏玉米分别占全生育期天数的

32.4%～35.6%和30.3%～31.9%，但需水模系数最低，春玉米占23.9%～24.2%，而夏玉米仅占16.7%～22.8%。

（2）拔节～抽雄阶段：不论是春玉米还是夏玉米，此生育阶段都处于气温较高的季节。玉米在拔节以后，由于植株蒸腾的速率增加较快，日需水强度不断增大。该阶段经历时间，春玉米34～40天，北方夏玉米25～32天，南方夏玉米

仅18～25天。该阶段需水模系数普遍较高，春玉米为28.2%～33.5%，在灌溉条件下的夏玉米达28.3%～36.5%。

（3）抽雄～灌浆阶段：是玉米形成产量的关键期。该阶段时间较短，春玉米18～24天，夏玉米16～21天。需水模系数的区域差异性较大，辽宁春玉米平均为17.9%，而山西北部春玉米达28.4%，安徽中部夏玉米为23.7%。

（4）灌浆～成熟阶段：除部分春玉米外，此阶段多数地方气温渐降，叶片也开始发黄，该阶段持续时间：春小麦30～36天，夏玉米22～28天。黄河以北地区，无论春玉米或夏玉米，需水模系数大都为25%左右。而南方多数省份，生育期正常供水情况下，夏玉米需水模系数一般29%～34%，春玉米也在27%以上。

四、实验成果 玉米的灌溉制度表 分区

水文年份

灌水定额（立方米/亩） 灌溉定额（立方米/亩）

产量水平（千克/

亩）

播前

苗期

拨节

抽穗

灌浆

中区

一般年

15

15

25

25

2

125 420 东北区

一

般年 14

14

24

24

19

120 408 西北区

一般年 14

14

23

23

1

8

115 403 西南区

一般年 13

13

21

21

1

7

105 402 东南区

一

般年 13

13 22 22

1

8

110

404

灌水率计算表格

建设方案，其灌溉保证率取50%和75%。工程灌溉形式为管道防渗，灌溉水利用系数取0.8。

灌溉用水量

（1）种植面积及植物种植比例的确定

根据当地气侯、土壤、种植习惯、劳力等确定560亩耕地全部种植玉米。

（2）作物有效降雨量

有效降雨分作物播前有效降雨和生产期内有效降雨量两项。由于当地无资料，雨量资料采用附件地区五台县城雨量站50年的实测资料频率分析，采取P=50%,P=75%的典型年分别为1996年和2000年。典型年降雨量见表4-1，降雨量有效利用系数见表4-2

失后，计算播前及生育期有效降雨量，计算结果见表4-3.扣除办法采用了“山西省水利厅《灌溉管理》”一书中的推荐方法。

（3）作物需水量

a、作物产量及需水系数的确定

作物需水量的确定，采用以计划产量为参数的需水系数法。

作物计划产量，根据本地区历年作物产量，结合五台县农业规划的数值确定。作物需水系数，是根据省水科所灌溉试验资料及附近灌区的试验资料确定，玉米需水系数为0.5.

b、作物总需水量计算

作物总需水量计算公式：E=KY

式中：E —作物总需水量（方/亩）

K —需水系数（方/公斤）

Y —作物亩产量（公斤/亩）

根据上式可计算出玉米在生育期内总需水量E=500×0.5=250m3/亩。

（4）净灌溉定额的确定

灌溉定额采用计算公式：

M=M1+M2

M1=666.7Hγ(βmax-β0)-P′有效

M2=E-P有效-W1+W2

上式中：

M —灌溉定额（m3/亩）

M1—作物播前灌水定额

M2—作物生育期灌溉定额

H —土壤计划湿润层最大深度，取H=0.6米

γ—土壤干容重，取1.42t/m3

βmax—播前土壤田间持水率，即土壤含水率上限，取βmax=24%

β0—播前土壤耕作层内平均含水率，取最大持水率的60%。

P′有效—播前有效降雨量，mm

P有效—作物生育期有效降雨量，mm

E——作物生育期内总需水量

W1——播前土壤耕作层要求含水量，其值为666.7 Hγβ1，β1按最大持水率的60%计

W2——收割前耕作层含水量，其值为666.7 Hγβ2，β2按最大持水率的80%计

计算成果见表,4-4