第二章 作物需水量和灌溉用水量
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作物需水量和灌溉制度讲解作物需水量是指水分需求与作物生长发育阶段、气候环境和土壤类型等因素相结合的结果。
农作物对水分有不同的需求,在其生命周期中分为不同的生长阶段,每个阶段对水分的需求量也不同。
在农业生产中,作物需水量的准确测定对农业灌溉具有重要意义。
1.土壤水分平衡法:通过测定作物生长期内土壤水分的变化,从而计算出作物需水量。
2.蒸散发法:通过测定作物蒸腾量和蒸发量,计算作物需水量。
3.植株生理法:通过测定作物的生理指标,如根系水势、叶片蒸腾速率等,计算出作物需水量。
4.气象数据法:根据气象数据和作物需水系数,计算出作物需水量。
作物需水量的测算结果,通常以作物耗水量(ETc)来表示。
作物耗水量包括作物蒸腾量和作物蒸发量两部分。
其中,作物蒸腾量是指作物根系经过气孔排出的水汽量,是作物所需的有效灌溉水量;作物蒸发量是指作物表面水分的排出量,主要受气温、相对湿度和风速等气象因素的影响。
灌溉制度是根据作物需水量的测算结果,制定的合理灌溉方案。
灌溉制度的主要目的是提高灌溉水的利用效率,减少水分的浪费。
其中,灌溉定额是灌溉制度的核心部分,指在一定的灌溉面积上,向作物供给的灌溉水量。
灌溉定额的制定应综合考虑作物需水量、土壤水分状况、水源供给能力等因素。
常用的灌溉制度有以下几种:1.定时定量灌溉制度:按照一定的时间和数量进行灌溉,如按照一周定时定量地进行灌溉。
2.枯水轮灌制度:根据土壤水分不足的程度,适时进行灌溉,以保证作物生长发育的需要。
3.土壤水分监测灌溉制度:通过监测土壤水分状况,根据不同的需水量进行灌溉,实现精确灌溉。
4.下垂管灌溉制度:采用下垂式输水管灌溉的方式,减少水分的蒸发和损失。
在具体实施灌溉制度时,还需要考虑水源供给能力、灌溉设施条件、作物的特性等因素,综合考虑灌溉的经济效益和环境保护的要求。
综上所述,作物需水量和灌溉制度是农业生产中重要的内容。
准确测定作物需水量,并制定合理的灌溉制度,可以提高灌溉效率,减少水资源的浪费,实现农业的可持续发展。
绪论◇名词解释①农田土壤水分状况②地区水情③涝灾④渍灾⑤旱灾⑥洪灾◇问答题①农田水利学的性质和研究任务是什么?②我国的农田水利建设有何特点?③今后世界灌溉发展的趋势是什么?第一章农田水分状况和土壤水分运动◇名词解释①凋萎系数②田间持水率③吸湿水④薄膜水⑤吸湿系数◇选择题①土壤水分中与作物关系最密切的是()A、膜状水B、毛管水C、重力水D、吸湿水②作物因缺水而产生凋萎,当作物产生永久性凋萎时的土壤含水率称()A、吸湿系数B、田间持水率C、最大分子持水率D、凋萎系数③吸湿水最大时的土壤含水率称之为()A、吸湿系数B、田间持水率C、毛管持水率D、凋萎系数④悬着毛管水达到最大时的土壤含水率称之为()A、最大分子持水率B、毛管持水量C、田间持水率D、饱和含水率⑤由于降雨过大或降雨连绵造成地下水位抬高、土壤含水量过大,形成的灾害称()A、洪灾B、涝灾C、渍灾D、洪涝灾害◇问答题①什么是旱作地区的适宜农田水分状况?②什么是水稻地区的适宜农田水分状况?③为什么要调节农田水分状况?第二章作物需水量和灌溉用水量◇名词解释①植株蒸腾②株间蒸发③深层渗漏④作物需水量⑤田间耗水量⑥作物需水临界期⑦灌水定额⑧灌溉定额⑨灌溉用水量⑩灌溉设计保证率○11灌水率○12灌水率图◇问答题①什么是农作物灌溉制度?其主要内容是什么?如何制定农作物灌溉制度?制定农作物灌溉制度有何意义?②什么是灌溉设计保证率?常用的灌溉设计标准有哪些?③什么是设计典型年?如何确定设计典型年?◇计算题①用“水面蒸发为参数的需水系数法”求水稻耗水量。
已知:(1)根据某地气象站观测资料,设计年4月至8月80cm口径蒸发皿的观测资料见表1;(2)水稻各生育阶段的需水系数α值及日渗漏量见表2。
要求:根据上述资料,推求该地水稻各生育阶段及全生育期的耗水量。
②用列表法推求南方某灌区晚稻灌溉制度。
已知:(1)晚稻各生育阶段水面蒸发量和需水系数见表1(稻田渗漏量为3.01mm/d);表1 1963年晚稻逐日耗水量计算表(2)晚稻生育期降雨量见表2;表2 1963年7月~10月逐日降雨量表(mm)(3)晚稻各生育阶段设计水层见表3。
一、名词解释1. 作物需水量和作物耗水量、参考作物需水量2. 作物需水临界期和作物需水高峰期3. 灌溉用水量和灌水率二、简答题1. 简述作物需水量估算方法?2. 土壤水分常数有哪些?在灌溉管理中的作用是什么?三、计算题1. 某农田为壤土,据测定1m深度土壤平均干容重为1.35g/cm3,田间持水率为25%,凋萎系数为16%(均为重量含水率,下同),某日测定计划湿润层80cm平均含水率为80%的θf,灌溉下限为60%的θf,试计算(单位用mm和m3/hm2表示):(1)计划湿润层能够储存的最大有效水含量是多少?实际储存有效水含量是多少?(2)假定计算时段参考作物蒸发蒸腾量为3mm/d,作物系数为0.8,没有地下水利用量和降雨量,多少天需要灌溉?灌水定额是多少?2. 某土壤经测定入渗过程的考斯加科夫公式为it=4t-0.5(单位为mm/min),问一次灌溉60mm,需要多长时间?第一章课堂测验试题(补)一、名词解释1. 凋萎系数2.作物水分生产函数3.土壤水分特征曲线4.灌溉制度5.SPAC6.灌水率7.作物需水模系数二、简答题1. 简述用水量平衡方程确定旱作物灌溉制度的原理。
2. 作物水分亏缺判别方法有哪些?3. 农田水分不足的原因是什么?如何进行调节?4. 初绘灌水率图修正的原则是什么?5. 定性和定量描述土壤水分入渗过程。
三、计算题某农田为壤土,据测定1m深度土壤平均干容重为1.35g/cm3,田间持水率为35%,凋萎系数为12%(均为体积含水率,下同),某日测定计划湿润层80cm平均含水率为80%的θf,灌溉下限为60%的θf,试计算(单位用mm和m3/hm2表示):(1)计划湿润层能够储存的最大有效水含量是多少?实际储存有效水含量是多少?(2)假定计算时段参考作物蒸发蒸腾量为5mm/d,作物系数为0.8,该阶段有地下15mm的降雨量,多少天需要灌溉?灌水定额是多少?一、名词解释1. 灌水方法与灌水技术2. 灌溉水有效利用率与田间灌溉水储存率3. 微灌和喷灌二、简答题1. 简述喷灌系统和滴灌系统组成的异同点。
作物需水量与灌溉制度作物需水量是指作物生长发育过程中所需的水分量,不同作物对水分的需求量有所不同。
灌溉制度是为满足作物的需水量而采取的一系列灌溉措施和管理方法。
作物的需水量和灌溉制度对农田水利建设和农业生产具有重要意义。
作物需水量受多种因素影响。
首先,气候条件是影响作物需水量的主要因素之一、气温、相对湿度、日照时数等气候要素会直接影响作物水分的蒸散过程,从而影响作物的需水量。
其次,土壤水分条件也是决定作物需水量的重要因素。
土壤中的土壤质地、水分含量、水分持有能力等都会影响作物根系的吸水能力和土壤中水分的可利用程度。
此外,作物的生育时期和品种特性等也会对作物需水量产生影响。
灌溉制度是为满足作物的需水量而确定的一套管理措施。
根据作物需水量的特点,可以采取合理的灌溉制度,以确保农田水利工程的高效利用和农业生产的正常进行。
常见的灌溉制度有定时灌溉制度、定量灌溉制度和定深灌溉制度等。
定时灌溉制度是指按照一定的时间间隔进行灌溉,不考虑土壤含水量的变化。
这种灌溉制度适用于土壤具有较好的水分保持能力,而作物又对土壤水分有一定的忍耐能力的情况。
定时灌溉制度的优点是操作简单、易于掌握,但缺点是容易引起土壤水分浪费和作物的过度灌溉。
定量灌溉制度是指按照作物的需水量确定一定的灌水量进行灌溉。
根据不同作物的需水量和生长阶段的不同,可以确定相应的灌溉量。
定量灌溉制度的优点是能较好地满足作物的水分需求,减少水分的浪费和过度灌溉。
但缺点是操作难度较大,需要对作物生长的水分需求有较准确的估计。
定深灌溉制度是指按照一定的土壤水分深度进行灌溉。
通过对土壤水分的深度监测,确定作物根系所在的灌溉水分层次,达到合理利用土壤水分的目的。
定深灌溉制度的优点是能够减少地下水位下降和土壤盐碱化的风险,提高农田水利工程的水资源利用效率。
但缺点是操作较为繁琐,需要进行复杂的土壤水分监测。
综上所述,作物需水量和灌溉制度对于农田水利建设和农业生产具有重要意义。
作物需水量及灌溉制度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,所以蒸腾及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,但大部分水分消耗及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,及开展节水灌溉有一定矛盾。