灌水率的计算

1、精选文档作物浇灌制度农作物的浇灌制度：是指作物播种前（或水稻栽秧前）及全生育期内的灌水次数、每次的灌水日期和灌水定额。灌水定额是指一次灌水单位浇灌面积上的灌水量，各次灌水定额之和，叫浇灌定额。灌水定额和浇灌定额常以m3 /亩或mm表示，它是灌区规划及管理的重要依据。充分浇灌条件下的浇灌制度，是指浇灌供水能够充分满足作物各生育阶段的需水量要求而设计制定的浇灌制度。 总结群众丰富灌水阅历 多年来进行灌水的实践阅历是制定浇灌制度的重要依据。浇灌制度调查应依据设计要求的干旱年份，调查这些年份的不同生育期的作物田间耗水强度(mm/d)及灌水次数、灌水时间间距、灌水定额及浇灌定额。依据调查资料，可以分析确

2、定这些年份的浇灌制度。 依据浇灌试验资料制定浇灌制度 我国很多灌区设置了浇灌试验站，试验项目一般包括作物需水量、浇灌制度、灌水技术等。试验站积累的试验资料，是制定浇灌制度的主要依据。但是，在选用试验资料时，必需留意原试验的条件，不能一概照搬。 按水量平衡原理分析制定作物浇灌制度 这种方法是依据水稻淹灌水层和旱作物方案潮湿层内水量平衡的原理进行浇灌制度的制定。在实践中肯定要参考群众丰富灌水阅历和田间试验资料，即这三种方法结合起来所制定的浇灌制度才比较完善。 水稻浇灌制度水稻具有喜水耐水特性，常接受淹灌方式，因此，渗漏损失水量大，灌水次数多，浇灌定额大。浇灌制度应以满足不同时期稻田淹灌水层的深度要

3、求。通过水量平衡计算，可以确定所需要的水量。 某时段内水稻灌水定额为： mHEPH0+C 式中m为时段内水稻灌水定额；H0、H分别为时段初和时段末的稻田水层深度；E为时段内田间耗水量(蒸发、蒸腾和渗漏量)；P为时段内降雨量；C为时段内排水量。单位均为mm。 水稻浇灌制度，随着水稻品种和栽培季节的不同而异，多接受浅-深-浅的灌水方法，即分蘖和分蘖以前接受浅灌,分蘖后期到乳熟前接受深灌,乳熟以后浅灌，黄熟以后落干(有时也在分蘖末期落干晒田一次)。浇灌定额南方一般为300360m3/亩,北方常在500m3/亩以上。 旱作物浇灌制度依据旱作物的生理和生态特性，浇灌的作用在于补充土壤水分的不足，要求作物

4、生长阶段土壤方案潮湿层内土壤含水量维持在易被作物利用的范围内。其最大允许含水量为田间持水量，而最小允许含水量应保持在田间持水量的5060。 旱作物浇灌制度可通过水量平衡计算来确定。当某一时段内尚未灌水时，时段末土壤储水量为W（m3/亩），则： WW0PEK 式中W0为时段初的土壤储水量;P为时段内的有效降雨量；E为时段内农田耗水量；K为时段内地下水补给量。单位均为m3/亩。若计算时段较长,方案潮湿层加深，则在水量平衡方程式右端加上因方案潮湿层增加而增加的水量WH。 当时段末土壤储水量W 小于或等于土壤允许最小含水量的土壤储水量时，则应进行灌水。其灌水定额等于土壤允许最大储水量（田间持水量）与时

5、段末土壤储水量W的差值。旱作物浇灌制度也可用图解法来确定。 旱作物的浇灌制度随作物种类和地区不同而异。北方半干旱地区、中等干旱或干旱年，几种主要农作物浇灌制度如下。冬小麦灌水45次，分别在播种前、分蘖期、 返青-拔节期、抽穗期、灌浆期。如遇后期干旱，在成熟期也可灌水一次。灌水定额4050m3/亩。浇灌定额160220m3/亩。玉米灌水 34次，分别在拔节期、抽穗期、开花期、乳熟期进行浇灌。灌水定额约40m3/亩。浇灌定额120160m3/亩。棉花灌水24次,分别在现蕾期、开花期、花铃期、成熟期进行浇灌。灌水定额约40m3/亩。浇灌定额80160m3/亩。 其他浇灌制度：当接受喷灌、滴灌、地下浇

6、灌或进行某些特种浇灌（如施肥浇灌、 洗盐浇灌、 防冻浇灌、降温浇灌、引洪淤灌等）时，浇灌制度必需按不同要求另行制定。 对干旱缺水地区，可以制定关键时期的灌水、限额灌水或不充分灌水的浇灌制度，以求得单位水量的增产量最高或灌区总产值最高。 展望：为了准时和合理调整浇灌制度，需要加强浇灌预报工作，重点是对降水、作物耗水及土壤水分变化进行猜测预报。同时需要进一步争辩主要作物的节水型浇灌制度，以适应日益紧急的农业水资源供需关系和进展浇灌的需要。2计算浇灌制度的原理 （1）计算各时段灌水上下限及田间持水量 （2）推算浇灌制度 列表或图解计算时接受旬为时段,电算时可以日为计算时段。 先设无m、无s，计算该时

7、段末含水量 W2=W1+WT+P0+KE 假如 ，则不需浇灌,也无深层渗漏。 假如 ，则m=WmaxW2 (实际计算时宜对m取整) 灌水后W2'=W2+m 假如 ，则s=W2W田持 排水后 W2'=W田持 计算方法 （1）列表或图解逐旬计算 （2）编写电算程序，利用计算机计算 3列表法计算步骤 （1）收集基本资料； （2）计算生育期方案潮湿层内含水量； （3）计算各次降雨的入渗雨量准时段入渗雨量； （4）计算因方案潮湿层增加而增加的含水量WT； （5）计算各时段地下水补给量； （6）计算各时段田间需水量； （7）逐日计算浇灌制度； （8）校核各生育阶段及全生育期的计算结果。作物

8、需水量与浇灌制度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，通过叶片的气孔集中到大气中去的现象。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，以免作物在酷热的夏季被太阳光所灼伤。蒸腾作用还可以增加作物根系从土壤中吸取水分和养分的力量，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

9、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掩盖率加大而减小，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，地面暴露大，以棵间蒸发为主；随着植株增大，叶面掩盖率增大，植株蒸腾渐渐大于棵间蒸发；到作物生育后期，作物生理活动减弱，蒸腾耗水又渐渐减小，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，应实行措施，削减棵间蒸发，如农田掩盖、中耕松土、改进灌水

10、技术等。（三）深层渗漏深层渗漏是指旱田中由于降雨量或浇灌水量太多，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，合理的浇灌应尽可能地避开深层渗漏。由于水稻田经常保持肯定的水层，所以深层渗漏是不行避开的，适当的渗漏，可以促进土壤通气，改善还原条件，消退有毒物质，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，与开展节水浇灌有肯定冲突。在上述几项水量消耗中，植株蒸腾和棵间蒸发合称为腾发，两者消耗的水量合称为腾 发量（Evapotranspiration），通常又把腾发量称为作物需水量（Water Requireme

11、nt of Crops）。腾发量的大小及其变化规律，主要打算于气象条件、作物特性、土壤性质和农业技术措施等。渗漏量的大小主要与土壤性质、水文地质条件等因素有关，它和腾发量的性质完全不同，一般将蒸发蒸腾量与渗漏量分别进行计算。旱作物在正常浇灌状况下，不允许发生深层渗漏，因此，旱作物需水量即为腾发量。对稻田来说适宜的渗漏是有益的，通常把水稻腾发量与稻田渗漏量之和称为水稻的田间耗水量。就某一地区而言，具体条件下作物获得肯定产量时实际所消耗的水量为作物田间耗水量，简称耗水量。所以需水量是一个理论值，又称为潜在蒸散量（或潜在腾发量），而耗水量是一个实际值，又称为实际蒸散量。需水量与耗水量的单位一样，常以

12、m3·hm-2或mm水层表示。2.1.2影响作物需水量的主要因素（一）作物因素作物种类不同其需水量不同，表2-1反映了C3作物与C4作物需水量有很大差异，有争辩表明：作物的需水量显著高于作物，作物玉米制造1g干物质约需水349g，而作物小麦制造1g干物质需水557g，水稻为682g。表2-1 不同作物生育盛期平均日需水量和最大日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）最大日需水量（mm）需水量平均值需水量平均值C4作物玉米抽雄期19824.45.18.18.3谷子灌浆期19655.78.5C3作物小麦灌浆期198210.711.214.917.4大豆开花期19641

13、1.214.6棉花结铃期198311.722.6作物需水有如下规律：（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，其次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。（3）作物任何时期缺水，都会对其生长发育产生影响，作物在不同生育时期对缺水的敏感程度不同。通常把作物整个生育期中对缺水最敏感、缺水对产量影响最大的生育期称为作物需水临界期或需水关键期。各种作物需水临界期不完全

14、相同，但大多数消灭在从养分生长向生殖生长的过渡阶段，例如小麦在拔节抽穗期，棉花在开花结铃期，玉米在抽雄至乳熟期，水稻为孕穗至扬花期等。（二）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，因此各个因素的作用，很难一一分开。表2-2说明，当气温高，日照时数多，相对湿度小时，需水量会增加。表2-2 冬小麦生长期的气象要素与需水量年 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）19731974102.82183.558.61634.617.225.71069.1392

15、.7119741975179.42148.766.81434.018.536.0894.8295.95（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，蒸发猛烈，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凹凸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，就可以削减水量消耗

16、。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。2.1.3作物需水量的计算方法影响作物需水量的因素有气象条件（温度、日照、湿度、风速）、土壤水分状况、作物种类及其生长发育阶段、土壤肥力、农业技术措施、浇灌排水措施等。这些因素对需水量的影响是相互联系的，也是错综简单的，目前尚不能从理论上精确确定各因素对需水量的影响程度。在生产实践中，一方面是通过田间试验的方法直接测定作物需水量；另一方面常接受某些计算方法确定作物需水量。现有计算作物需水量的方法，大致可归纳为两类，一类是直接计算作物需水量，另一类是通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量。（一）直接计算需水量的方法该法是从

17、影响作物需水量的诸因素中，选择几个主要因素（例如水面蒸发、气温、日照、辐射等），再依据试验观测资料分析这些主要因素与作物需水量之间存在的数量关系，最终归纳成某种形式的阅历公式。目前常见的这类阅历公式大致有以下几种：1、以水面蒸发为参数的需水系数法（简称“值法”或称蒸发皿法）大量的浇灌试验资料表明，气象因素是影响作物需水量的主要因素，而当地的水面蒸发又是各种气象因素综合影响的结果。因腾发量与水面蒸发都是水汽集中，因此可以用水面蒸发这一参数估算作物需水量，其计算公式为：（式2-1）或 （式2-2）式中：某时段内的作物需水量，以水层深度计，mm；与同时段的水面蒸发量，以水层深度计，mm；一般接受80

18、cm口径蒸发皿的蒸发值，若用20cm口径蒸发皿，则；各时段的需水系数，即同时期需水量与水面蒸发量之比值，一般由试验确定，水稻=0.91.3，旱作物=0.30.7；阅历常数。由于“值法”只需要水面蒸发量资料，所以该法在我国水稻地区曾被广泛接受。在水稻地区，气象条件对及的影响相同，故应用“值法”较为接近实际，也较为稳定。对于水稻及土壤水分充分的旱作物，用此式计算，其误差一般小于20%30%；对土壤含水率较低的旱作物和实施潮湿浇灌的水稻，因其腾发量还与土壤水分有亲密关系，所以此法不太适宜。2、以产量为参数的需水系数法（简称“值法”）作物产量是太阳能的累积与水、土、肥、热、气诸因素的协调及农业技术措施

19、综合作用的结果。因此，在肯定的气象条件和农业技术措施条件下，作物田间需水量将随产量的提 图2-1 作物需水量与产量关系示意图高而增加，如图2-1所示，但是需水量的增加并不与产量成比例。由图2-1看出，单位产量的需水量随产量的增加而渐渐减小，说明当作物产量达到肯定水平后，要进一步提高产量就不能仅靠增加水量，而必需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：（式2-3）或 （式2-4）式中：作物全生育期内总需水量，m3/亩；作物单位面积产量，kg/亩；以产量为指标的需水系数，即单位产量的需水量，m3/kg；、阅历指数和常数。式2-

20、3中的、值可通过试验确定。此法简便，只要确定方案产量后，便可算出需水量；同时，此法把需水量与产量相联系，便于进行浇灌经济分析。对于旱作物，在土壤水分不足而影响高产的状况下，需水量随产量的提高而增大，用此法推算较牢靠，误差多在30%以下，宜接受。但对于土壤水分充分的旱田以及水稻田，需水量主要受气象条件把握，产量与需水量关系不明确，用此法推算的误差较大。上述公式可估算全生育期作物需水量。在生产实践中，过去常习惯接受需水模系数估算作物各生育阶段的需水量，即依据已确定的全生育期作物需水量，然后依据各生育阶段需水规律，以肯定比例进行安排，即（式2-5）式中：某一生育阶段作物需水量；需水模系数，即某一生育

21、阶段作物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或运用类似地区资料分析确定。按上述方法求得的各阶段作物需水量在很大程度上取决于需水模系数的精确程度。但由于影响需水模系数的因素较多，如作物品种、气象条件以及土、水、肥条件和生育阶段划分的不严格等，使同一生育阶段在不同年份内同品种作物的需水模系数并不稳定，而不同品种的作物需水模系数则变幅更大。因而，大量分析计算结果表明，用此方法求各阶段需水量的误差常在±（100%200%），但是用该类方法计算全生育期总需水量仍有参考作用。（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争辩表明，作物腾发耗水是土壤-植

22、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。依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，其余因素对需水量的影响不显著；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，作物需水量的计算方法是通过计算参照作物的需水量来计算实际需水量。有了参照作物需水量，然后再依据作物系数对进行修正，得到某种作物的实际需水量。在水分亏缺时，再用进行修正，即可求出某种作物在水分亏缺时的实际需水量。所谓参照作物需水量（Reference Crop Evapotranspiration）是指高度全都、生长旺盛

23、、地面完全掩盖、土壤水分充分的绿草地（8-15cm高）的蒸发蒸腾量，一般是指在这种条件下的苜蓿草的需水量，由于这种参照作物需水量主要受气象条件的影响，所以都是依据当地的气象条件分阶段计算的。1、参照作物需水量的计算计算参照作物需水量的方法很多，大致可归纳为阅历公式法、水气集中法、能量平衡法等。其中以能量平衡原理比较成熟、完整。其基本思想是：将作物腾发看做能量消耗的过程，通过平衡计算求出腾发所消耗的能量，然后再将能量折算为水量，即作物需水量。依据能量平衡原理以及水汽集中等理论，英国的彭曼（Pen-man）提出了可以利用一般的气象资料计算参考作物蒸发蒸腾量的公式。后经联合国粮农组织修正，正式向各国

24、推举。其基本形式如下：（式2-6）式中：参考作物需水量，mm/d；标准大气压下的温度函数，其中为平均气温时饱和水汽压随温度之变率，即（其中为饱和水汽压，为平均气温）；为湿度计常数，；海拔高度影响温度函数的改正系数，其中为海平面的平均气压，=1013.25hPa；太阳净辐射，以蒸发的水层深度计，mm/d，可用阅历公式计算，从有关表格中查得或用辐射平衡表直接测取；干燥力，mm/d，=0.26（1+0.54）（），其中为当地的实际水汽压，为离地面2m高处的风速，m/s。2、实际需水量的计算已知参照作物需水量后，在充分供水条件下，接受作物系数对进行修正，即得作物实际需水量，即：（式2-7）式中的与应取

25、相同单位。作物系数是指某一阶段的作物需水量与相应阶段内的参考作物蒸发蒸腾量的比值，它反映了作物本身的生物学特性、产量水平、土壤耕作条件等对作物需水量的影口向。依据各地的试验，作物系数不仅随作物而变化，更主要的是随作物的生育阶段而异，生育初期和末期的较小，而中期的较大。表2-3列出大田作物和蔬菜在中期、后期的值；表2-4为主要作物各生育阶段的作物系数值。表2-5列出了山西冬小麦作物系数值；表2-6为湖北省中稻作物系数值。表2-3 大田作物和蔬菜在中期、后期的值作物生育阶段气象条件最低相对湿度>70%最低相对湿度<20%风速05m/s风速58 m/s风速05 m/s风速58 m/s玉米

26、中期1.051.101.151.20后期0.550.550.600.60棉花中期1.051.101.151.20后期0.650.650.650.70花生中期1.051.101.151.20后期0.550.550.600.60薯类中期1.051.101.151.20后期0.70.70.750.75大豆中期1.051.101.151.20后期0.450.450.450.45小麦中期1.051.101.151.20后期0.250.250.200.20十字花科植物中期0.951.101.051.10后期0.800.850.900.95黄瓜中期0.900.900.951.00后期0.700.700.75

27、0.80表2-4 主要作物各生育阶段的作物系数值作 物初期阶段前期阶段中期阶段后期阶段收获期全生育期小 麦0.3-0.40.7-0.81.05-1.200.65-0.750.20-0.250.80-0.90玉 米0.3-0.50.7-0.851.05-1.200.8-0.950.55-0.60.75-0.90棉 花0.4-0.50.7-0.81.05-1.250.8-0.90.65-0.700.80-0.90高 粱0.3-0.40.7-0.751.0-1.150.75-0.80.5-0.550.75-0.85大 豆0.3-0.40.7-0.81.0-1.150.7-0.80.4-0.50.75

28、-0.9花 生0.4-0.50.7-0.80.95-1.100.75-0.850.55-0.600.75-0.80向日葵0.3-0.40.7-0.81.05-1.20.7-0.80.35-0.450.75-0.85马铃薯0.3-0.50.7-0.81.05-1.20.85-0.950.70-0.750.75-0.90注：表中第一个数字表示在高湿（最小相对湿度>70%）和弱风（风速< 5m·s-1）条件下。其次个数字表示低湿（最低相对湿度<20%）和大风（风速>5 m·s-1）条件下。2-5 山西省冬小麦作物系数值生育阶段播种一越冬越冬一返青返青一拔节

29、拔节一抽穗抽穗一灌浆灌浆一收割全生育期0.860.480.821.001.160.870.87表2-6 湖北省中稻作物系数值月 份567891.031.351.501.400.94近些年来，我国在计算作物需水量和绘制作物需水量等值线图时多接受上述公式。在浇灌与排水工程设计规范中也推举接受这一公式。由于该公式计算简单，一般都用计算机完成。在实际应用时，可从已鉴定过的作物需水量等值线图中确定。3、作物需水量等值线图任何物理量，只要它在空间呈连续变化，又不因入为措施导致快速、大幅度变动，即可用等值线图来表示其空间分布规律。影响作物需水量的主要因素为气象因素和非气象因素，气象因素是在空间呈连续变化的物

30、理量；非气象因素主要是指土壤水分条件、产量水公平，若把非气象因素维持在肯定水平，这样便可以用等值线图来表示作物需水量空间变化规律。依据作物需水量的定义，非气象因素实际上已限定在同一水平，这就是作物要生长在适宜的水分条件下；而实现高产（潜在产量）时的需水量。对土壤水分条件与产量水平全国协作组已做了统一规定，依据统一的要求进行设计与试验，这样就在全国范围内取得了同一非气象因素水平下的需水量值。全国主要作物需水量等值线图，是接受作物系数法计算每一个县的作物需水量值，依据式2-6用统一的计算机程序进行计算并绘制的。在实际应用时，可直接查用已鉴定的作物需水量等值线图。对北方干旱缺水地区来说，浇灌水源满足

31、不了作物全生育期实行充分浇灌的要求，作物全生育期内有些阶段的土壤含水率低于适宜水分下限，在此条件下的作物蒸发蒸腾量低于充分供水下的作物需水量，土壤水分亏缺愈严峻，这种降低愈显著。在缺水条件下常接受土壤水分修正系数法确定作物蒸发蒸腾量。即（式2-8）式中：缺水条件下作物的实际蒸发蒸腾量；意义同前；土壤水分修正系数，其物理意义是指缺水条件下的作物蒸发蒸腾量与充分供水条件下的蒸发蒸腾量的比值，与土壤含水率有关。可用下式计算（式2-9）式中：凋萎系数（占干土重的%计）；土壤的临界含水率（即毛管断裂含水率）（占干土重的%计）；计算时段内平均土壤含水率（占干土重的%计）；、由实测资料分析确定的阅历系数，随

32、作物生育阶段和土壤条件而变化。康绍忠把冬小麦生育期划分为出苗-越冬前、越冬-返青、返青后-抽穗开花、灌浆-成熟四个阶段，把春小麦分为出苗-分蘖、分蘖后-拔节孕穗、抽穗开花-灌浆、乳熟-成熟四个阶段。然后分阶段求出了四个站的、值如表2-7所示。表2-7 土壤水分修正系数幂函数公式中的阅历系数值作物种类站名参数生育阶段冬小麦西北农大1.0030.9510.9660.9780.7811.5130.3510.958山西临汾0.9570.9360.9770.9900.6691.1610.8920.696春小麦甘肃武威1.0081.0820.9860.9740.6950.6420.7890.682陕西榆林

33、0.9920.9861.0280.9640.7410.7070.7360.6632.2作物浇灌制度2.2.1浇灌制度的内涵及确定方法（一）浇灌制度的内涵浇灌制度是指某作物在肯定的气候、土壤等自然条件和肯定的农业技术措施下，为了获得较高而稳定的产量及节省用水，所制定的一整套农田浇灌的制度，包括灌水定额、浇灌定额、灌水时间及灌水次数这四项内容。灌水定额是指一次灌水单位浇灌面积上的灌水量，浇灌定额是指播种前和全生育期内单位面积上的总灌水量，即各次灌水定额之和。灌水定额和浇灌定额的单位常以m3·hm-2或mm表示，它是灌区规划及管理的重要依据。农作物在整个生育期中实施浇灌的次数即为灌水次数。

34、灌水时间以年、月、日表示。制订浇灌制度的主要依据之一是降雨量和降雨量在年内、年际的安排，所以同一种作物在不同水文年有不同的浇灌制度，另一个基本依据是作物需水量。浇灌制度随作物种类、品种和自然条件及农业技术措施的不同而变化。而且浇灌制度是在尚未建成灌区的规划、设计阶段或在已成灌区的管理工作的灌水季节之前加以确定的；因此，总带有些估量特征，在以后的执行过程中很可能要依“看天”（气候条件）、“看地”（农田水分状况）、“看庄稼”（作物生长状况和需水特征）的原则进行适当的修正。因此必需以作物需水规律和气象条件（特殊是降水）为主要依据，从当地具体条件、多年气象资料动身，针对不同水文年份，即按作物生育期降雨

35、频率，拟定潮湿年（频率为25%）、一般年（频率为50%）和中等干旱年（频率为75%）及特旱年（频率为95%）四种类型的浇灌制度。一般在浇灌工程规划、设计中多接受干旱年的浇灌制度作为标准，但在浇灌管理工作中则应依据中、长期气象预报选用相应的浇灌制度。浇灌制度是浇灌工程规划设的基础；是已成灌区编制和执行用水方案、合理用水的重要依据；也关系到灌区内土壤肥力状况和作物产量、品质的提高；以及灌区水土资源的充分利用与浇灌工程设施效益的发挥。浇灌的目的，就是要使肯定水资源产生出最佳的经济效益。就浇灌的经济效益而言，它受两方面的条件约束，即水资源与土地。当土地条件成为主要限制因素时，应考虑怎样进行浇灌才能使单

36、位面积上的产量最佳且品质也好；当水资源为主要约束条件时，应考虑适当削减浇灌定额，使有限的水浇灌更多的农田，使单位浇灌用水量的增产幅度最大。前者为充分供水条件下的浇灌制度，这也是时至今日普遍接受的浇灌制度；后者正是我们目前需要争辩的节水型浇灌制度，尤其是水资源状况日愈紧急的今日，争辩节水型浇灌制度更有实际意义。无论是充分供水型的还是节水型的浇灌制度，其核心问题是确定浇灌定额及其在作物生长期时程上的安排。一个好的浇灌制度应当是省水和经济效益高的。（二）制定浇灌制度的方法常接受以下四种方法来确定浇灌制度：1、总结群众丰产灌水阅历经过多年的实践、摸索，各地群众都积累了不少确定浇灌制度的方法。如我国北方

37、农夫把土壤水分状况称为墒情，将土壤墒情分为：汪水、黑墒、黄墒、潮干土和干土等几类，常在耕种前或作物生长期间进行验墒，即依据土壤潮湿程度、土色深浅和揉捏成形等来推断土壤的含水量及其有效性，以确定灌水时间和浇灌水量。这些阅历与方法应成为制定浇灌制度最贵重的资料。2、依据浇灌试验资料制定浇灌制度为了实施科学浇灌，我国很多灌区设置了浇灌试验站，试验项目一般包括作物需水量、浇灌制度、灌水技术和浇灌效益等。试验站积累的试验资料，是制定浇灌制度的主要依据。但是，在选用试验资料时，必需留意原试验的条件（如气象条件、水文年度、产量水平、农业技术措施、土壤条件等）与需要确定浇灌制度地区条件的相像性，在认真分析争辩

38、对比的基础上，确定浇灌制度，不能生搬硬套。3、依据作物的生理指标制定浇灌制度作物对水分的生理反应可从多方面反映出来，利用作物各种水分生理特征和变化规律作为浇灌的指标，能更合理的保证作物的正常生长发育和它对水分的需要。目前可用于确定灌水时间的生理指标：冠层-空气温度差、细胞液浓度、叶组织水势和气孔开张度等。当然，有关作物对土壤水分相应的生理指标特征与变化规律仍处于乐观的探究之中，将来这部分争辩成果将会对浇灌制度的合理制定供应更为牢靠的科学依据。4、按水量平衡原理分析制定作物浇灌制度这是目前生产实践中应用较为普遍的方法，有肯定的理论依据，比较完善，但必需依据当地具体条件，参考群众丰产灌水阅历和田间

39、试验资料，这样才能使得所制定的浇灌制度更为合理与完善。2.2.2充分浇灌条件下旱作物的浇灌制度图2-2 土壤方案潮湿层水量平衡示意图充分浇灌条件下的浇灌制度，是指浇灌供水能够充分满足作物各生育阶段的需水量要求而制定的浇灌制度。长期以来，入们都是按充分浇灌条件下的浇灌制度来规划、设计浇灌工程的。当浇灌水源充分时，也依据这种浇灌制度来进行灌水。因此，争辩制定充分浇灌条件下的浇灌制度有重要意义。下面就简要介绍一下应用水量平衡原理确定旱作物的浇灌制度的方法。（一）水量平衡法基本原理水量平衡法以作物各生育期内土壤水分变化为依据，从对作物充分供水的观点动身，一般要求在作物各生育期内，方案潮湿层内的土壤含水

40、率（水稻为方案水层深度）维持在作物适宜含水量的上限和下限之间，若土壤含水量降至下限时，则应进行灌水，以保证作物充分供水。就旱作物的整个生育期而言，任一时段中，任一时段方案潮湿层中含水量的变化，取决于需水量和来水量的多少，其来去水量见图2-2。土壤方案潮湿层内的水量平衡可表示为：（式2-10）或： （式2-11）式中：，分别为时段始、末单位面积方案潮湿层的土体储水量（mm）；，分别为时段始、末单位面积方案潮湿层的平均含水率（cm3·cm-3）；方案潮湿层深度（mm）；由于方案潮湿层深度增加而在单位面积上增加的水量（mm），如时段内方案潮湿层变化则无此项，一般取时段内方案潮湿层深度全都，

41、即=0；时段内单位面积上入渗的有效降水量（mm）；时段内单位面积上平均降水的入渗强度（mm·d-1）；时段内单位面积上地下水（或下部土层）对方案潮湿层土壤的补给量（mm）；时段内单位面积上地下水（或下部土层）对方案潮湿层土壤的平均补给强度（mm·d-1）；时段内单位面积上的灌水量（mm；m3·hm-2）；时段内的平均灌水强度（mm·d-1）；时段内的作物需水量（mm；m3·hm-2）；时段内作物的平均蒸散强度（mm·d-1）。为了满足作物正常生长的要求，任一时段内土壤方案潮湿层的土壤含水率（或储水量）必需经常保持在肯定的适宜范围内，即

42、通常要求不少于作物允许的最小允许含水率（或最小允许储水量）和不大于作物允许含水量（或最大储水量）。但方案潮湿层的平均土壤含水量（或储水量）降低到或接近于最小允许值（或）时，即需进行浇灌，以补充土壤水分，维持作物的正常生长。例如某时段内没有降雨，明显这一时段的水量平衡方程可写为：（式2-12）图2-3 土壤方案潮湿层（）内储水量变化式中：土壤方案潮湿层内允许最小储水量；其余符号意义同前。如图2-3所示，设时段初土壤储水量为，则由式2-12可推算出开头进行灌水时间间距为：（式2-13）而这一时段末的灌水定额为：（式2-14）式中：灌水定额，m3/亩；该时段内土壤方案潮湿层的深度，m；、该时段内允许

43、的土壤最大含水率和最小含水率（以干土重的%计）；、方案潮湿层土壤的干密度和水密度，kg·m-3。同理，可以求出其它时段在不同状况下的灌水时距与灌水定额，从而确定出作物全生育期内的浇灌制度。（二）水量平衡法参数的确定拟定的浇灌制度是否合理，关键在于方程中各项数据，如土壤方案潮湿层深度、作物允许的土壤含水量变化范围以及有效降雨量等选用是否合理。因此在拟定浇灌制度的过程中，水量平衡方程中各参数的精确确定是重要的。1、有效降水量有效降雨量系指自然降雨量扣除地面径流和深层渗漏量后，蓄存在土壤方案潮湿层内可供作物利用的雨量。在生产实践中，一般用降雨入渗系数来表示（式2-15）式中：降雨入渗系数，

44、其值与一次降雨量、降雨强度、降雨连续时间、土壤性质、地面掩盖及地形等因素有关。般认为一次降雨量小于5mm时，为0；当一次降雨量在550mm时，约为1.00.8；当次降雨量大于50mm时，=0.700.80。2、土壤方案潮湿层深度土壤方案潮湿层深度系指在对旱作物进行浇灌时，方案调整把握土壤水分状况的土层深度。它取决于旱作物主要根系活动层深度，随作物的生长发育而逐步加深。在作物生长初期，根系虽然很浅，但为了维持土壤微生物活动，并为以后根系生长制造条件，需要在肯定土层深度内保持适当的含水率，一般接受3040cm；随着作物的成长和根系的发育，需水量增多，方案潮湿层也应渐渐增加，至生长末期，由于作物根系停止发育，需水量削减，方案潮湿层深度不宜连续加大，一般不超过0.81.0m。在地下水位较高的盐碱化地区，方案潮湿层深度不宜大于0.6m。依据试验资料，列出几种作物不同生育阶段的方案潮湿层深度，如表2-8所示。表2-8 冬小麦、棉花、玉米各生育期较为典型的方案潮湿层深度冬小麦生育期幼苗期分蘖期拔节期抽穗期灌浆期方案潮湿层深度0.3-0.4m0.4-0.5m0.5-0.6m0.6-0.8m0.8-1.0m棉花生育期幼苗期现蕾期开花结铃期吐絮期方案潮湿层深度0.3-0.4m0.4-0.6m0.6-0.8m0.6-0.8m玉米生育期幼苗期拔节期孕穗期抽穗