田间用水管理技术培训资料

1、田间用水管理技术田间用水管理技术孙孙 景景 生生水利部农田灌溉研究所水利部农田灌溉研究所水利部灌溉试验总站水利部灌溉试验总站20062006年年4 4月月 四川成都四川成都提提 纲纲 一、我国灌溉农业开展的历程一、我国灌溉农业开展的历程 二、节水农业的根本概念与节水途径二、节水农业的根本概念与节水途径 三、作物与水分的关系三、作物与水分的关系 四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论 五、土壤墒情监测与灌溉预报技术五、土壤墒情监测与灌溉预报技术 六、主要农作物节水高效灌溉制度六、主要农作物节水高效灌溉制度 七、田间节水灌溉技术七、田间节水灌溉技术一、我国灌溉农业的开展历程一、我国灌

2、溉农业的开展历程 灌溉农业是指种植业在土壤水分缺乏的情况下，通灌溉农业是指种植业在土壤水分缺乏的情况下，通过人工对土壤进行有节制的灌水，以补充水分的缺乏，过人工对土壤进行有节制的灌水，以补充水分的缺乏，保持作物容根层水分有一个最优状态，从而满足作物保持作物容根层水分有一个最优状态，从而满足作物生长发育对水分的需要，以获得农作物高产高效栽培生长发育对水分的需要，以获得农作物高产高效栽培目的的农业。反之，只靠自然界降水补给，不进行人目的的农业。反之，只靠自然界降水补给，不进行人工灌溉的农业，称为旱作农业，也称工灌溉的农业，称为旱作农业，也称“雨养农业。雨养农业。一、我国灌溉农业的开展历程一、我国灌

3、溉农业的开展历程灌溉农业灌溉农业水源水源输水工程输水工程灌溉管理灌溉管理灌水方式灌水方式一、我国灌溉农业的开展历程一、我国灌溉农业的开展历程 早在夏商时期，我国劳动人民在作农田规划的早在夏商时期，我国劳动人民在作农田规划的时候，就已注意到了灌溉的水源问题。时候，就已注意到了灌溉的水源问题。 到了商代，沟、洫工程开始有了文字记载洫到了商代，沟、洫工程开始有了文字记载洫指的是田间的水道，沟和洫都是灌溉农田的逐级渠指的是田间的水道，沟和洫都是灌溉农田的逐级渠系。系。 春秋战国时期，为了适应农田灌溉的需要，兴春秋战国时期，为了适应农田灌溉的需要，兴建了较大规模的农田灌溉工程，如漳水十二渠、四建了较大规

4、模的农田灌溉工程，如漳水十二渠、四川都江堰以及陕西的郑国渠等工程。川都江堰以及陕西的郑国渠等工程。 西汉农学家汜胜之在“瓠区种法中就提出了“遥润这一十分科学的灌溉技术。 后魏贾思勰著?齐民要术?一书，在?种瓜?、?种芋?等提出了“旱那么浇之的灌溉原那么。 到了元代，王祯进一步明确了“旱那么浇灌，涝那么泄去的灌溉与排水的关系。以后的历代对灌溉又有了新的开展。 一、我国灌溉农业的开展历程一、我国灌溉农业的开展历程 新中国成立以后，随着农业生产的开展，我国农田水利事业得到了迅速的开展，兴建了大量的农田水利工程。这些水利工程在抗御水旱灾害中发挥出了重要的作用，为开展我国农业生产和多种经营奠定了物质根底

5、，使全国的农田灌溉面积从解放初期的2.4亿亩，开展到2000年初的8.9亿亩，粮食产量达 52005108千克，其中相当大的局部是在我国北方地区。农田灌溉事业的开展，对保证我国农作物的高产高效起着重要的作用。一、我国灌溉农业的开展历程一、我国灌溉农业的开展历程 我国北方地区农田灌溉事业的开展大体上可划我国北方地区农田灌溉事业的开展大体上可划分为三个阶段：分为三个阶段： 1 1兴修水利工程兴修水利工程 2 2开展机井建设开展机井建设 3 3开展节水灌溉开展节水灌溉一、我国灌溉农业的开展历程一、我国灌溉农业的开展历程 灌溉用水管理灌溉用水管理 解放前解放前 水稻灌溉试验水稻灌溉试验 20 20世纪

6、世纪5050年代年代 兴建灌溉试验站并开展试验研究兴建灌溉试验站并开展试验研究 20 20世纪世纪8080年代年代 作物需水量等值图协作研究作物需水量等值图协作研究 20 20世纪世纪9090年代年代 全国灌溉试验资料数据库全国灌溉试验资料数据库 近近2020年来年来 作物非充分灌溉、调亏灌溉作物非充分灌溉、调亏灌溉 田间配套灌水技术田间配套灌水技术 20 20世纪世纪5050年代引进喷灌，年代引进喷灌，7070年代大面积开展年代大面积开展 20 20世纪世纪7070引进滴灌技术，引进滴灌技术，9090年代开始大面积开展年代开始大面积开展 20 20世纪世纪7070年代以来的地面改进灌水技术年

7、代以来的地面改进灌水技术 20 20世纪世纪9090年代以来大面积推广的覆膜灌溉技术年代以来大面积推广的覆膜灌溉技术一、我国灌溉农业的开展历程一、我国灌溉农业的开展历程田间灌溉用水管理田间灌溉用水管理二、节水农业的根本概念与节水途径二、节水农业的根本概念与节水途径根根本本概概念念 节水灌溉节水灌溉:Water-saving Irrigation :Water-saving Irrigation 在充分利用降水和土壤水的前提下在充分利用降水和土壤水的前提下高效利用灌溉水，最大限度地满足作物高效利用灌溉水，最大限度地满足作物需水，以获取农业生产的最正确经济效需水，以获取农业生产的最正确经济效益、社

8、会效益、生态环境效益。益、社会效益、生态环境效益。 二、节水农业的根本概念与节水途径二、节水农业的根本概念与节水途径根根本本概概念念 节水农业节水农业: water-saving Agriculture: water-saving Agriculture 充分合理利用各种可用水源，采取水利、农业、充分合理利用各种可用水源，采取水利、农业、管理等技术措施，使区域内有限的水资源总体利用率管理等技术措施，使区域内有限的水资源总体利用率最高及其效益最正确的农业，即节水高效的农业。要最高及其效益最正确的农业，即节水高效的农业。要将自然界的水转化为农作物产量，一般要经过以下四将自然界的水转化为农作物产量，

9、一般要经过以下四个环节：个环节： 1 1对水资源进行合理开发，使其成为农业可用水源对水资源进行合理开发，使其成为农业可用水源2 2将水从水源输送至田间将水从水源输送至田间3 3把引入田间的水，均匀地分配到指定的面积上贮把引入田间的水，均匀地分配到指定的面积上贮 存到土壤中存到土壤中4 4作物经根系吸收土壤水，通过作物体内生理、生作物经根系吸收土壤水，通过作物体内生理、生 化过程转化形成经济产量化过程转化形成经济产量二、节水农业的根本概念与节水途径二、节水农业的根本概念与节水途径“农业节水与节水灌溉的涵义类农业节水与节水灌溉的涵义类似，但其节水的范围更广、更深，包括似，但其节水的范围更广、更深，

10、包括生物节水、农艺节水和旱作农业节水等。生物节水、农艺节水和旱作农业节水等。它是以水为核心，研究如何高效利用农它是以水为核心，研究如何高效利用农业水资源，保障农业可持续开展。农业业水资源，保障农业可持续开展。农业节水的最终目标是建设节水高效农业。节水的最终目标是建设节水高效农业。 “ “节水农业类似节水农业类似“节水型农业，节水型农业，是指农业的一种类型，重点研究如何按是指农业的一种类型，重点研究如何按照节水的要求规划、建设和管理农业。照节水的要求规划、建设和管理农业。两种提法的研究内容和重点不同，适用两种提法的研究内容和重点不同，适用的场合不同，不能混淆或相互代替。的场合不同，不能混淆或相互

11、代替。易易混混淆淆的的两两个个概概念念农业节水农业节水节水农业节水农业二、节水农业的根本概念与节水途径二、节水农业的根本概念与节水途径节节水水途途径径源头节水源头节水开源与节流开源与节流水资源合理开发利用水资源合理开发利用输水节水输水节水减少渗漏、蒸发和径流损失减少渗漏、蒸发和径流损失田间节水田间节水减少棵间无效蒸发，降低奢侈蒸腾减少棵间无效蒸发，降低奢侈蒸腾管理节水管理节水适时适量灌水适时适量灌水二、节水农业的根本概念与节水途径二、节水农业的根本概念与节水途径主主要要技技术术措措施施农业水资源合理开发利用技术措施 水水资资源源优优化化分分配配技技术术 多多水水源源联联合合运运用用技技术术 雨

12、雨水水聚聚集集利利用用技技术术 地地下下水水利利用用技技术术 劣劣质质水水平平安安利利用用技技术术 二、节水农业的根本概念与节水途径二、节水农业的根本概念与节水途径主主要要技技术术措措施施节 水 灌 溉 工 程 措 施 管管道道输输水水灌灌溉溉技技术术 渠渠道道防防渗渗技技术术 喷喷灌灌技技术术 微微灌灌技技术术 膜膜上上灌灌技技术术 地地下下灌灌溉溉技技术术 坐坐水水种种枝枝术术 沟沟畦畦改改造造技技术术 二、节水农业的根本概念与节水途径二、节水农业的根本概念与节水途径主主要要技技术术措措施施农 艺 节 水 技 术 措 施 耕耕作作保保墒墒技技术术 覆覆盖盖保保墒墒技技术术 水水肥肥耦耦合合

13、技技术术 节节水水品品种种筛筛选选技技术术 化化控控保保水水节节水水技技术术 二、节水农业的根本概念与节水途径二、节水农业的根本概念与节水途径主主要要技技术术措措施施节 水 管 理 技 术 措 施 节节水水灌灌溉溉制制度度 土灌土灌壤溉壤溉墒预墒预情报情报监技监技测术测术与与 灌灌区区配配水水技技术术 灌灌区区量量水水技技术术 现现代代化化灌灌溉溉管管理理技技术术 三、作物与水分的关系三、作物与水分的关系 生产实践证明，农作物从播种到收获，生产实践证明，农作物从播种到收获，每时每刻都离不开水。因此，水对农作物生每时每刻都离不开水。因此，水对农作物生长发育至关重要。长发育至关重要。 无论是旱作农

14、业还是灌溉农业，都必须无论是旱作农业还是灌溉农业，都必须解决好解决好“水这个举足轻重的大问题。水这个举足轻重的大问题。 三、作物与水分的关系三、作物与水分的关系 水是农作物的命脉水是农作物的命脉 作物生命活动的维持及其生长发育都离不开水作物生命活动的维持及其生长发育都离不开水 作物干物质形成与积累的过程就是水分大量消耗的过作物干物质形成与积累的过程就是水分大量消耗的过 程，如玉米每形成一单位重量的干物质要利用或消耗程，如玉米每形成一单位重量的干物质要利用或消耗 1000 1000单位重量的水单位重量的水 从构成植物干物质的化学成分上看，植物只利用通过从构成植物干物质的化学成分上看，植物只利用通

15、过 植物体水分的植物体水分的0.2%0.2%左右，其余左右，其余99.8%99.8%的水分那么是通过的水分那么是通过 叶片被植物蒸腾而散失到大气中叶片被植物蒸腾而散失到大气中 作物缺水时，轻那么减产，严重时可能造成绝产作物缺水时，轻那么减产，严重时可能造成绝产一水分与作物生长发育的关系一水分与作物生长发育的关系 1.1. 水是构成作物有机体的主要成分水是构成作物有机体的主要成分 作作物物的的含含水水量量 叶片含水量可达叶重的叶片含水量可达叶重的 80 809595 根部的含水量可占根部重量的根部的含水量可占根部重量的70709090 枯燥种子的含水量占种子重量的枯燥种子的含水量占种子重量的10

16、101515 蔬菜作物其产品均是柔嫩多汁的器官，含水蔬菜作物其产品均是柔嫩多汁的器官，含水 量都在量都在9090以上，其中白菜、甘蓝、芹菜等以上，其中白菜、甘蓝、芹菜等 的含水量到达的含水量到达93939696 一水分与作物生长发育的关系一水分与作物生长发育的关系 作作物物体体内内水水分分存存在在的的状状态态水分在作物细胞内通常呈水分在作物细胞内通常呈束缚水束缚水和和自由水自由水两种状态两种状态束束缚缚水水自自由由水水靠近原生质胶体微粒而被胶体吸附不易自靠近原生质胶体微粒而被胶体吸附不易自由流动的水分。不参与代谢作用，其数量由流动的水分。不参与代谢作用，其数量多少与作物的抗性大小有密切的关系。

17、多少与作物的抗性大小有密切的关系。距离胶体较远且可以自由流动的水分。自距离胶体较远且可以自由流动的水分。自由水参与各种代谢作用，它的数量制约着由水参与各种代谢作用，它的数量制约着作物的代谢强度，如光合速率、呼吸速率、作物的代谢强度，如光合速率、呼吸速率、生长速率等。生长速率等。一水分与作物生长发育的关系一水分与作物生长发育的关系 水水分分在在作作物物生生命命活活动动中中的的作作用用水分能保持作物的固有状态水分能保持作物的固有状态水分是原生质的主要成分水分是原生质的主要成分水分是作物代谢过程的反响物质水分是作物代谢过程的反响物质水分是作物对物质吸收和运输的溶剂水分是作物对物质吸收和运输的溶剂一水

18、分与作物生长发育的关系一水分与作物生长发育的关系 2. 2. 水是制造养分的原料水是制造养分的原料 叶绿素6CO26H2O C6H12O6 2 707千焦 6O2光能一水分与作物生长发育的关系一水分与作物生长发育的关系 3. 3. 水是作物体内运输养料的载体水是作物体内运输养料的载体 作物体内所需的各种矿质营养元素是通过根系从土壤作物体内所需的各种矿质营养元素是通过根系从土壤 中吸取的中吸取的 经过根系吸收进来的矿物质营养元素，除少量就地参经过根系吸收进来的矿物质营养元素，除少量就地参 与新陈代谢活动外，大局部元素离子由导管向地上各与新陈代谢活动外，大局部元素离子由导管向地上各 局部的组织运送

19、，在向顶部运输的同时，还进行横向局部的组织运送，在向顶部运输的同时，还进行横向 运转，养分输送的动力来自于蒸腾作用运转，养分输送的动力来自于蒸腾作用 作物叶片进行光合作用所制造的有机物也要在水溶液作物叶片进行光合作用所制造的有机物也要在水溶液 状态下，借助于体内的输导组织，将养分运送到茎、状态下，借助于体内的输导组织，将养分运送到茎、 花、根、种子等器官中积累供作物生长需要。花、根、种子等器官中积累供作物生长需要。一水分与作物生长发育的关系一水分与作物生长发育的关系 4. 4. 水是调节作物生长环境的媒介水是调节作物生长环境的媒介 农作物的生长发育及产品器官的形成，都需要在一定的环农作物的生长

20、发育及产品器官的形成，都需要在一定的环境条件下才能进行。其主要的环境条件包括：境条件下才能进行。其主要的环境条件包括： 温度：空气温度和土壤温度；温度：空气温度和土壤温度； 水分：土壤含水量和空气相对湿度；水分：土壤含水量和空气相对湿度； 光照：光的组成、光的强度及光周期；光照：光的组成、光的强度及光周期； 土壤：土壤中的理化性状及土壤肥力等；土壤：土壤中的理化性状及土壤肥力等； 空气：大气、土壤中的空气；空气：大气、土壤中的空气； 生物条件：土壤微生物、杂草、病虫害等。生物条件：土壤微生物、杂草、病虫害等。二水分亏缺对作物的三种重要影响二水分亏缺对作物的三种重要影响 从使用管理水分的角度出发

21、，作物体内的水分亏缺到什从使用管理水分的角度出发，作物体内的水分亏缺到什么程度，产量才会急剧降低，这是人们较为关心的问题。通么程度，产量才会急剧降低，这是人们较为关心的问题。通过考察水分亏缺对作物的三种主要影响，即可得到较为深刻过考察水分亏缺对作物的三种主要影响，即可得到较为深刻的认识。的认识。 1. 水分亏缺对细胞扩张延伸生长的影响；水分亏缺对细胞扩张延伸生长的影响；2. 水分亏缺对植株叶片光合作用的影响；水分亏缺对植株叶片光合作用的影响；3. 水分亏缺对受粉、受精和结实的影响。水分亏缺对受粉、受精和结实的影响。三作物对水分亏缺的适应性三作物对水分亏缺的适应性1. 逃旱：以严重牺牲产量为代价

22、；逃旱：以严重牺牲产量为代价；2. 避旱：适水生长；避旱：适水生长；3. 御旱：充分发挥自身的渗透调节功能，维持作物御旱：充分发挥自身的渗透调节功能，维持作物4. 水分状况收支平衡。水分状况收支平衡。四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论一作物需水量的概念及其影响因素一作物需水量的概念及其影响因素 作物需水量是指作物在适宜的土壤水分和肥力水作物需水量是指作物在适宜的土壤水分和肥力水平下，经过正常生长发育，获得高产时的植株蒸腾、平下，经过正常生长发育，获得高产时的植株蒸腾、棵间蒸发以及构成植株体的水量之和。棵间蒸发以及构成植株体的水量之和。 影响因素：影响因素：内部内部作物种类、品

23、种、生育期、生长状况作物种类、品种、生育期、生长状况 外部外部天气、土壤、农业措施、灌排管理天气、土壤、农业措施、灌排管理四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论二主要农作物需水量与需水规律二主要农作物需水量与需水规律 作物生育期需要多少水，何时需要灌溉，每次应作物生育期需要多少水，何时需要灌溉，每次应灌多少？要想答复这一问题，首先必须了解作物的需灌多少？要想答复这一问题，首先必须了解作物的需水规律，然后才能作到科学、合理的灌溉，以满足作水规律，然后才能作到科学、合理的灌溉，以满足作物需水的要求，到达节水高产的目的。物需水的要求，到达节水高产的目的。 四、有限水量的最优配置理论四、

24、有限水量的最优配置理论 我国稻作面积辽阔，跨越热带、亚热带与温带，我国稻作面积辽阔，跨越热带、亚热带与温带，种植面积大约为种植面积大约为31883188亿亿hm2hm2，是我国主要的粮食作物。，是我国主要的粮食作物。水稻需水量因气候、地理等环境条件以及农业栽培技水稻需水量因气候、地理等环境条件以及农业栽培技术的不同，地区间的差异极大。这种差异不仅表现在术的不同，地区间的差异极大。这种差异不仅表现在同一品种水稻的地区变化，就是在同一地区不同稻别同一品种水稻的地区变化，就是在同一地区不同稻别早稻、晚稻的需水量也有很大不同。早稻、晚稻的需水量也有很大不同。 1. 水稻水稻四、有限水量的最优配置理论四

25、、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论图图21 冬小麦日需水量过程线冬小麦日需水量过程线2. 冬小麦冬小麦2222。华北地区是我国冬小麦的主要产区，该地区冬小麦需水特性完全概括了我国小麦需水特点。华北地区是我国冬小麦的主要产区，该地区冬小麦需水特性完全概括了我国小麦需水特点, ,反映反映了小麦需水的根本规律。了小麦需水的根本规律。 四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论3. 玉米玉米2 2左右。多年来的试验和生产实践证明，单产在左右。多年来

26、的试验和生产实践证明，单产在6000kg/ 6000kg/ hm2hm2以上的高产玉米全生育期需水量为以上的高产玉米全生育期需水量为380 460mm380 460mm。北方。北方春玉米生育期长，需水量较高，达春玉米生育期长，需水量较高，达430 480mm430 480mm，产量也，产量也多在多在6750 kg/ hm6750 kg/ hm2 2以上；南方各省玉米需水量较少，一般以上；南方各省玉米需水量较少，一般低于低于390mm390mm，产量为，产量为5250 kg/ hm5250 kg/ hm2 2左右；华北地区夏玉米居左右；华北地区夏玉米居中，产量为中，产量为5250 7500 kg

27、/ hm5250 7500 kg/ hm2 2的玉米，需水量为的玉米，需水量为330 330 430mm430mm。 四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论三作物的水分生产函数与需水临界期三作物的水分生产函数与需水临界期 作物产量与需水量之间的函数关系被称为作物水作物产量与需水量之间的函数关系被称为作物水分生产函数。需水量一般用三种指标代表：灌水量、分生产函数。需水量一般用三种指标代表：灌水量、田间总供水量田间总供水量( (灌水量有效降水量土壤贮水量灌水量有效降水量土壤贮水量) )、实际蒸发蒸腾量。由于前两种指标代表的水量不一定实际蒸发蒸腾量。由于前两种指标代表的水量不一定都能被

28、作物所利用，因此，目前最常用的是作物实际都能被作物所利用，因此，目前最常用的是作物实际蒸发蒸腾量。蒸发蒸腾量。 作物水分生产函数的模式很多，但归纳起来主要作物水分生产函数的模式很多，但归纳起来主要有两大类：一是作物产量与全生育期总蒸发蒸腾量的有两大类：一是作物产量与全生育期总蒸发蒸腾量的关系；二是作物产量与各生育阶段蒸发蒸腾量的关系。关系；二是作物产量与各生育阶段蒸发蒸腾量的关系。 四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论1. 作物产量与全生育期耗水量的关系作物产量与全生育期耗水量的关系cbETaETY2四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论2. 作物产量与各阶段耗水

29、量的关系作物产量与各阶段耗水量的关系)1 (1miiyimiETETKYY四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论2. 作物产量与各阶段耗水量的关系作物产量与各阶段耗水量的关系inimiimaETETYY1冬小麦水分敏感指数冬小麦水分敏感指数生育阶段生育阶段播种播种越冬越冬越冬越冬返青返青返青返青拔节拔节拔节拔节抽穗抽穗抽穗抽穗灌浆灌浆灌浆灌浆成熟成熟相关相关系数系数敏感指数敏感指数0.10320.05540.10070.23640.32230.20100.8974夏玉米水分敏感指数夏玉米水分敏感指数生育阶段生育阶段播种拔节播种拔节拔节抽雄拔节抽雄抽雄灌浆抽雄灌浆灌浆成熟灌浆成熟相

30、关系数相关系数敏感指数敏感指数0.09920.23680.39260.20140.9129四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论2. 作物产量与各阶段耗水量的关系作物产量与各阶段耗水量的关系 Ky Ky值反映了作物缺水对产量影响的敏感程度，是指导灌值反映了作物缺水对产量影响的敏感程度，是指导灌溉用水的溉用水的个重要指标，这可为灌区配水提供依据。在几种个重要指标，这可为灌区配水提供依据。在几种作物同时需要灌溉时，就应根据各种作物缺水对产量影响的作物同时需要灌溉时，就应根据各种作物缺水对产量影响的反响系数反响系数KyKy值大小进行排队，确定灌溉配水次序，先保浇不值大小进行排队，确定灌

31、溉配水次序，先保浇不耐旱、缺水对产量影响反响最大的作物。耐旱、缺水对产量影响反响最大的作物。 值反映了作物各生育阶段对缺水的敏感程度，其值越值反映了作物各生育阶段对缺水的敏感程度，其值越大，说明该阶段缺水引起的减产损失最大，这为有限水量在大，说明该阶段缺水引起的减产损失最大，这为有限水量在作物生育期内进行分配提供了理论上的依据。作物生育期内进行分配提供了理论上的依据。i四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论3. 作物需水临界期作物需水临界期 农作物在整个生长发育过程中，不同的生长发育时期对农作物在整个生长发育过程中，不同的生长发育时期对水分的要求不同，对水分的敏感程度也不一样。当

32、作物对缺水分的要求不同，对水分的敏感程度也不一样。当作物对缺水最敏感的时期，即由于水分缺乏，对作物产量有明显的影水最敏感的时期，即由于水分缺乏，对作物产量有明显的影响，响， 这个时期叫做作物需水临界期也称关键期。需水这个时期叫做作物需水临界期也称关键期。需水临界界期不一定是作物需水量最多的时期。作物需水临界期临界界期不一定是作物需水量最多的时期。作物需水临界期与需水量的多少对产量的影响不是一个概念。不同作物的水与需水量的多少对产量的影响不是一个概念。不同作物的水分临界期不同，如豆类是在花芽分化至开花前，块根类蔬菜分临界期不同，如豆类是在花芽分化至开花前，块根类蔬菜多在营养生长前期。各种作物的水

33、分临界期长短不等，一般多在营养生长前期。各种作物的水分临界期长短不等，一般情况，临界期时间短的作物和品种对不良水分条件的适应能情况，临界期时间短的作物和品种对不良水分条件的适应能力强，反之较弱。力强，反之较弱。 四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论3. 作物需水临界作物需水临界期期几种主要作物的水分临界期几种主要作物的水分临界期 水分临界期，细胞中原生质韧度和弹性都降低，因而忍受和抵抗干水分临界期，细胞中原生质韧度和弹性都降低，因而忍受和抵抗干旱的能力大大减弱，加之原生质韧度降低，新陈代谢增强，引起作物生旱的能力大大减弱，加之原生质韧度降低，新陈代谢增强，引起作物生长速度加快，

34、因此，在这个时期，即作物需水临界期，一定要保证水分长速度加快，因此，在这个时期，即作物需水临界期，一定要保证水分供给，绝不能使作物缺水，此期灌水，不仅有利于作物生长发育，而且供给，绝不能使作物缺水，此期灌水，不仅有利于作物生长发育，而且对水分的利用率也高。对水分的利用率也高。四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论不同作物的需水量不同，而且不同作物对缺水的反响不一样，因不同作物的需水量不同，而且不同作物对缺水的反响不一样，因 此，存在着有限水在作物间进行如何分配的问题；此，存在着有限水在作物间进行如何分配的问题；同一种作物，不同生育阶段对水分的敏感性不同，有限水分供给同一种作物，不

35、同生育阶段对水分的敏感性不同，有限水分供给在作物的不同生育阶段，最终的产量也会不一样，因此，存在着在作物的不同生育阶段，最终的产量也会不一样，因此，存在着有限水量在作物生育内进行最优分配的问题；有限水量在作物生育内进行最优分配的问题；水量有限情况下，追求的是全灌区总产最高，而非单位面积上的水量有限情况下，追求的是全灌区总产最高，而非单位面积上的产量最大，因此，对于灌区而言，应对有限水量在作物间与作物产量最大，因此，对于灌区而言，应对有限水量在作物间与作物生育期内进行最合理的分配，以使有限水的水分生产率和水分利生育期内进行最合理的分配，以使有限水的水分生产率和水分利用效率同步到达最大。用效率同步

36、到达最大。 四作物有限水的最优配置理论四作物有限水的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论四、有限水量的最优配置理论四作物有限水的最优配置理论四作物有限水的最优配置理论返青后同样灌两水的冬小麦产量、水分利用效率差异比较返青后同样灌两水的冬小麦产量、水分利用效率差异比较灌水日期灌水日期总耗水量（总耗水量（mmmm）产量（产量（kg/hmkg/hm2 2）WUEWUE（kg/mkg/m3 3）3 3月月2727日、日、4 4月月2929日日475.9475.96308.66308.61.331.333 3月月2727日、日、5 5月月7 7日日460.0460.06503.36503.31.411

37、.413 3月月2727日、日、5 5月月1414日日476.1476.16219.86219.81.311.314 4月月1818日、日、5 5月月1414日日470.1470.17170.07170.01.531.53五、土壤墒情监测与灌溉预报技术五、土壤墒情监测与灌溉预报技术一作物所需水分的来源一作物所需水分的来源耙耱保墒耙耱保墒 镇压保墒镇压保墒 中耕保墒中耕保墒 覆盖保墒覆盖保墒1. 天然降水；天然降水；2. 人工浇灌的水；人工浇灌的水；3. 地下水。地下水。土土壤壤水水保墒保墒措施措施五、土壤墒情监测与灌溉预报技术五、土壤墒情监测与灌溉预报技术二水分在土壤中存在的形态二水分在土壤中

38、存在的形态水分在土壤中存在的形态有三种：水分在土壤中存在的形态有三种： 固态水固态水 汽态水汽态水 液态水液态水吸湿水吸湿水膜状水膜状水 毛管水毛管水 重力水重力水 凋萎系数凋萎系数 田间持水量田间持水量 1. 重量百分数表示法重量百分数表示法 五、土壤墒情监测与灌溉预报技术五、土壤墒情监测与灌溉预报技术三土壤水分的表示与计算方法三土壤水分的表示与计算方法100%0221mmmmQ2. 体积百分数表示法体积百分数表示法 土壤含水量体积土壤含水量体积=土壤含水重量土壤容重土壤含水重量土壤容重 3. 以土壤吸力表示土壤水分状况以土壤吸力表示土壤水分状况 1. 土壤墒情的判断土壤墒情的判断 五、土壤

39、墒情监测与灌溉预报技术五、土壤墒情监测与灌溉预报技术四土壤墒情判断与监测四土壤墒情判断与监测 我国北方干旱地区的农民把土壤含水量的多少称我国北方干旱地区的农民把土壤含水量的多少称为土壤墒情。他们根据土壤颜色及手中握土凭经验感为土壤墒情。他们根据土壤颜色及手中握土凭经验感觉来判断土壤墒情，一般把土壤墒情分为觉来判断土壤墒情，一般把土壤墒情分为: 汪水汪水 黑墒黑墒 黄墒黄墒 灰墒灰墒 干土干土 2. 土壤墒情的监测土壤墒情的监测 五、土壤墒情监测与灌溉预报技术五、土壤墒情监测与灌溉预报技术四土壤墒情判断与监测四土壤墒情判断与监测 土壤墒情监测即是直接监测农作物当前土壤水分土壤墒情监测即是直接监测

40、农作物当前土壤水分的供给状况。的供给状况。 直接测定法直接测定法 间接测定法间接测定法 五、土壤墒情监测与灌溉预报技术五、土壤墒情监测与灌溉预报技术五实时灌溉预报五实时灌溉预报 实时灌溉预报的核心是水量平衡方程。它是以农实时灌溉预报的核心是水量平衡方程。它是以农田水量平衡计算为根底，以土壤含水率或土壤方案湿田水量平衡计算为根底，以土壤含水率或土壤方案湿润层贮水量预报为中心，通过循环计算，确定各日土润层贮水量预报为中心，通过循环计算，确定各日土壤水分状况，然后判断是否需要灌溉，并计算出应灌壤水分状况，然后判断是否需要灌溉，并计算出应灌水量和发布灌溉预报。根据土壤墒情的预测预报方式水量和发布灌溉预

41、报。根据土壤墒情的预测预报方式不同，农田灌溉预报方法又可分为不同，农田灌溉预报方法又可分为: 正推法正推法 反推法反推法 六、主要农作物节水高效灌溉制度六、主要农作物节水高效灌溉制度 作物灌溉制度是根据作物需水量和需水规律，在充分作物灌溉制度是根据作物需水量和需水规律，在充分利用自然降水的条件下，经过分阶段水量平衡计算，并经利用自然降水的条件下，经过分阶段水量平衡计算，并经大田试验验证确定的灌水定额、灌水时间和灌溉定额。它大田试验验证确定的灌水定额、灌水时间和灌溉定额。它既是指导农田灌溉的重要依据，也是制定水利灌溉规划、既是指导农田灌溉的重要依据，也是制定水利灌溉规划、设计灌溉工程以及编制灌区

42、用水方案的根本依据。因此，设计灌溉工程以及编制灌区用水方案的根本依据。因此，灌溉制度制定的合理与否，对工程规模、投资数额和经济灌溉制度制定的合理与否，对工程规模、投资数额和经济效益、科学用水等有着直接的联系。特别是在水资源缺乏效益、科学用水等有着直接的联系。特别是在水资源缺乏的干旱半干旱地区，它将直接影响着节水型农业的建设。的干旱半干旱地区，它将直接影响着节水型农业的建设。长期以来世界各国对作物灌溉制度研究予以高度重视，其长期以来世界各国对作物灌溉制度研究予以高度重视，其重要意义即在于此。重要意义即在于此。 六、主要农作物节水高效灌溉制度六、主要农作物节水高效灌溉制度 作物灌溉制度包括的内容有

43、：农作物播种前及全生长作物灌溉制度包括的内容有：农作物播种前及全生长期内的灌水次数、灌水时间、灌水定额和灌溉定额。灌水期内的灌水次数、灌水时间、灌水定额和灌溉定额。灌水定额是指单位耕地面积上的一次灌溉水量，常以定额是指单位耕地面积上的一次灌溉水量，常以“mi表表示。而灌溉定额那么是指单位耕地面积上农作物播种前和示。而灌溉定额那么是指单位耕地面积上农作物播种前和全生长期内的总灌溉水量，常以全生长期内的总灌溉水量，常以“M表示，可用下式计表示，可用下式计算：算： niimM1六、主要农作物节水高效灌溉制度六、主要农作物节水高效灌溉制度 灌溉制度的制订，依赖于灌区内农作物的组成情况和灌溉制度的制订，

44、依赖于灌区内农作物的组成情况和各种农作物的需水量，以及灌区内的水源供给情况和农作各种农作物的需水量，以及灌区内的水源供给情况和农作物生长期内的有效降雨量等因素，且多用于来年或今后，物生长期内的有效降雨量等因素，且多用于来年或今后，带有预测和预定的性质。由于天然降水是个随机变量，因带有预测和预定的性质。由于天然降水是个随机变量，因此，作物的灌溉定额就有了频率的概念。同样，灌溉制度此，作物的灌溉定额就有了频率的概念。同样，灌溉制度也有频率的概念。无论水源供水条件如何，制定科学、合也有频率的概念。无论水源供水条件如何，制定科学、合理的作物灌溉制度均应以充分利用天然降水、减少水源供理的作物灌溉制度均应

45、以充分利用天然降水、减少水源供水和最大限度地提高灌溉水的有效利用率为原那么。水和最大限度地提高灌溉水的有效利用率为原那么。六、主要农作物节水高效灌溉制度六、主要农作物节水高效灌溉制度 充分灌溉是指水源供水充足，能够全部满足作物的需充分灌溉是指水源供水充足，能够全部满足作物的需水要求，此时的最优灌溉制度应是根据作物需水规律及天水要求，此时的最优灌溉制度应是根据作物需水规律及天气条件、作物生长发育状况和土壤墒情等对农作物进行适气条件、作物生长发育状况和土壤墒情等对农作物进行适时、适量的灌溉，使其生长条件能够得到最大限度的满足，时、适量的灌溉，使其生长条件能够得到最大限度的满足，并且不应产生地面径流

46、和深层渗漏，既要确保获得最高产并且不应产生地面径流和深层渗漏，既要确保获得最高产量，又应具有较高的水分生产效率。量，又应具有较高的水分生产效率。 一水源供水充足条件下农作物的实时灌溉制度一水源供水充足条件下农作物的实时灌溉制度六、主要农作物节水高效灌溉制度六、主要农作物节水高效灌溉制度灌溉定额：灌溉定额： 一水源供水充足条件下农作物的实时灌溉制度一水源供水充足条件下农作物的实时灌溉制度WSPETMgm0灌水时间：灌水时间： 适宜土壤水分下限控制指标适宜土壤水分下限控制指标作物水分生理控制指标作物水分生理控制指标灌水定额：灌水定额： 方案湿润层深度方案湿润层深度 一般稻田灌溉制度是指本田灌溉或是

47、稻田的灌溉。一般稻田灌溉制度是指本田灌溉或是稻田的灌溉。而水稻本田灌溉制度实际上是水稻各生育期的水层而水稻本田灌溉制度实际上是水稻各生育期的水层深度的合理组合。深度的合理组合。 旱旱 作作 物物水水 稻稻六、主要农作物节水高效灌溉制度六、主要农作物节水高效灌溉制度1. 灌溉定额灌溉定额二水量有限条件下的农作物最优灌溉制度二水量有限条件下的农作物最优灌溉制度(1) 单方耗水净收益最大的经济耗水量与经济灌溉定额单方耗水净收益最大的经济耗水量与经济灌溉定额 WPCPYPETNxwye1ygexyweaPWSPPaPPCacET)(WSPETWgeee六、主要农作物节水高效灌溉制度六、主要农作物节水高

48、效灌溉制度1. 灌溉定额灌溉定额二水量有限条件下的农作物最优灌溉制度二水量有限条件下的农作物最优灌溉制度(2)水分生产效率最高的经济耗水量与省水灌溉定额水分生产效率最高的经济耗水量与省水灌溉定额ETcbaETETcbETaETETYWUE2acETe六、主要农作物节水高效灌溉制度六、主要农作物节水高效灌溉制度二水量有限条件下的农作物最优灌溉制度二水量有限条件下的农作物最优灌溉制度表表413 冬小麦、夏玉米的经济耗水量与经济灌溉定额冬小麦、夏玉米的经济耗水量与经济灌溉定额m3/hm2作物作物水文年型水文年型单方耗水净收益最大单方耗水净收益最大水分生产效率最高水分生产效率最高ETeWeETeWe冬

49、小麦冬小麦25%4148.01440.03792.01084.050%4156.02085.01721.075%4159.52372.52005.095%4161.02495.02126.0夏玉米夏玉米25%4306.0458.04234.0386.050%4309.61086.61011.075%4313.21688.21609.095%4318.32559.32475.0六、主要农作物节水高效灌溉制度六、主要农作物节水高效灌溉制度二水量有限条件下的农作物最优灌溉制度二水量有限条件下的农作物最优灌溉制度2. 有限水量作物生育期内的最优分配方法有限水量作物生育期内的最优分配方法 采用动态规划方

50、法，可按时间顺序，将某种作物采用动态规划方法，可按时间顺序，将某种作物的整个生育期划分为假设干个阶段，把作物灌溉制度的整个生育期划分为假设干个阶段，把作物灌溉制度的优化设计过程看作是一个多阶段决策过程，认为各的优化设计过程看作是一个多阶段决策过程，认为各阶段决策所组成的最优策略可使整个过程的整体效果阶段决策所组成的最优策略可使整个过程的整体效果到达最优，因此，可根据产量与阶段耗水量的关系，到达最优，因此，可根据产量与阶段耗水量的关系，利用动态规划法对作物的最优灌溉制度进行了分析。利用动态规划法对作物的最优灌溉制度进行了分析。 六、田间节水灌溉技术六、田间节水灌溉技术 水送到田间以后，如何浇灌是

51、水送到田间以后，如何浇灌是大有学问的。不少地方的农民仍然大有学问的。不少地方的农民仍然固守着旧的观念，认为浇地就是浇固守着旧的观念，认为浇地就是浇灌灌“地，要浇足浇够水，于是沿地，要浇足浇够水，于是沿袭几千年来的传统方法，采取大水袭几千年来的传统方法，采取大水漫灌，浇地时，把整个田块都放满漫灌，浇地时，把整个田块都放满水。如果田间土地不平整，高上下水。如果田间土地不平整，高上下低，要使地块都漫上水，所用水量低，要使地块都漫上水，所用水量就要更大。其实浇地的目的是让庄就要更大。其实浇地的目的是让庄稼根部获得和保持必需的水量，其稼根部获得和保持必需的水量，其余地方完全没有必要，浇很深的水余地方完全

52、没有必要，浇很深的水更是巨大的浪费。更是巨大的浪费。 用了这么多的水，施了用了这么多的水，施了如此多的肥，庄稼却长如此多的肥，庄稼却长不好，花钱费力还污染不好，花钱费力还污染环境，真是不划算哟！环境，真是不划算哟！ 节水灌溉技术是指灌溉水节水灌溉技术是指灌溉水( (包括降水包括降水) )进入农田进入农田后，通过采用良好的灌溉方法，最大限度地提高灌后，通过采用良好的灌溉方法，最大限度地提高灌溉水利用率和利用效率的灌溉技术。溉水利用率和利用效率的灌溉技术。 好的灌水技术不仅灌水均匀，而且节水、节能、好的灌水技术不仅灌水均匀，而且节水、节能、省工，使土壤保持良好的物理化学性状，提高土壤省工，使土壤保

53、持良好的物理化学性状，提高土壤肥力，从而获得最正确效益。肥力，从而获得最正确效益。 六、田间节水灌溉技术六、田间节水灌溉技术 节水灌溉技术一般包括地面节水灌溉技术、喷节水灌溉技术一般包括地面节水灌溉技术、喷灌和微灌等新的灌水技术，其中地面节水灌溉技术灌和微灌等新的灌水技术，其中地面节水灌溉技术包括小畦包括小畦“三改灌水技术、长畦分段短灌、宽窄三改灌水技术、长畦分段短灌、宽窄式畦沟结合灌溉、薄膜覆盖灌溉、涌流灌溉和水平式畦沟结合灌溉、薄膜覆盖灌溉、涌流灌溉和水平畦田灌溉等；微灌包括滴灌、微喷灌、涌泉灌溉畦田灌溉等；微灌包括滴灌、微喷灌、涌泉灌溉( (小管出流灌溉小管出流灌溉) )和脉冲灌溉等。由

54、于喷灌、微灌技和脉冲灌溉等。由于喷灌、微灌技术大多通过管道输水，并需要一定压力而进行，也术大多通过管道输水，并需要一定压力而进行，也称压力灌溉。称压力灌溉。 六、田间节水灌溉技术六、田间节水灌溉技术 对于相对较小的灌水定额，采用喷灌、微灌等对于相对较小的灌水定额，采用喷灌、微灌等技术无疑会较好地解决灌水均匀度的问题，而且近技术无疑会较好地解决灌水均匀度的问题，而且近年来喷、微灌在我国已了较快的开展，但由于工程年来喷、微灌在我国已了较快的开展，但由于工程投资较大，加之管理水平跟不上，因此，我国农田投资较大，加之管理水平跟不上，因此，我国农田灌溉目前仍是采用传统的地面灌溉技术为主。在水灌溉目前仍是采用传统的地面灌溉技术为主。在水资源紧缺的形势下，如何通过田间工程技术改造，资源紧缺的形势下，如何通过田间工程技术改造，使得先进的节水灌溉制度或非充分灌溉制度得以实使得先进的节水灌溉制度或非充分灌溉制度得以实施，已成为提高农田水分利用效率和生产效率的核施，已成为提高农田水分利用效率和生产效率的核心所在。心所在。六、田间节水灌溉技术六、田间节水灌溉技术 一、节水型畦灌技术一、节水型畦灌技术六、田间节水灌溉技术六、田间节水灌溉技术 小畦灌灌水技术小畦灌灌水技术 长畦分段短灌灌水技术长畦分段短灌灌水技术 宽浅式畦沟结台灌水技术宽浅式畦沟结台灌水技术 二、节水型沟灌技术二、节水型沟灌技术