现代节水灌溉技术 作物需水量与灌溉制度的确定 19.docxVIP

二、充分灌溉条件下的旱作物灌溉制度 用水量平衡分析法制定旱作物的灌溉制度时，通常以作物主要根系吸水层作为灌水时的土壤计划湿润层，并要求该土层内的储水量能保持在作物所要求的范围内。 1. 水量平衡方程 对于旱作物，在整个生育期中任何一个时段t，土壤计划湿润层（H）内储水量的变化可以用下列水量平衡方程表示（见图2-6）： 图2-6 土壤计划湿润层水量平衡示意图 （2-8） 式中W0，Wt——时段初和任一时间t时的土壤计划湿润层内的储水量； Wr——由于计划湿润层增加而增加的水量，如计划湿润层在时段内无变化则无此项； Po——保存在土壤计划湿润层内的有效雨量； K——时段t内的地下水补给量，即K=kt，k为t时段内平均每昼夜地下水补给量； M——时段t内的灌溉水量； ET——时段t内的作物田间需水量，即ET=et，e为t时段内平均每昼夜的作物田间需水量。 以上各值可以用mm或m3/亩计。 为了满足农作物正常生长的需要，任一时段内土壤计划湿润层内的储水量必须经常保持在一定的适宜范围以内，即通常要求不小于作物允许的最小储水量（Wmin）和不大于作物允许的最大储水量（Wmax）。在天然情况下，由于各时段内需水量是一种经常的消耗，而降雨则是间断的补给。因此，当在某些时段内降雨很小或没有降雨量时，往往使土壤计划湿润层内的储水量很快降低到或接近于作物允许的最小储水量，此时即需进行灌溉，补充土层中消耗掉的水量。 例如，某时段内没有降雨，显然这一时段的水量平衡方程可写为： （2-9） 式中 Wmin——土壤计划湿润层内允许最小储水量； 其余符号同前。 图2-7 土壤计划湿润层（H）内储水量变化 如图2-7所示，设时段初土壤储水量为Wo，则由式（2-9）可推算出开始进行储水时的时间间距为： （2-10） 而这一时段末灌水定额m为： （2-11） 或 （2-12） 式中 m——灌水定额，m3/亩 H——该时段内土壤计划湿润层的深度，m； n——计划湿润层内土壤的空隙率（以占土壤体积的%计）; ,——该时段内允许的土壤最大含水率和最小含水率（以占土壤空隙体积的%计）； γ——计划湿润层内土壤的干容重，t/m3; ，——同、，但以占干土重%计。 同理，可以求出其他时段在不同情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灌溉制度。 2. 基本资料的收集 拟定的灌溉制度是否正确，关键在于方程中各项数据如土壤计划湿润层深度、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。 （1）土壤计划湿润层深度（H）土壤计划湿润层深度系指在旱田进行灌溉时，计划调节控制土壤水分状况的土层深度。它随作物根系活动层深度、土壤性质、地下水埋深等因素而变。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，并为以后根系生长创造条件，需要在一定土层深度内有适当的含水量，一般采用30~40cm；随着作物的成长和根系的发育，需水量增多，计划湿润层也应逐渐增加，至生长末期，由于作物根系停止发育，需水量减少，计划层深度不宜继续加大，一般不超过0.8~1.0m。在地下水位较高的盐碱化地区，计划湿润层深度不宜继续加大0.6m。计划湿润层深度应通过试验来确定，下面给出冬小麦、棉花不同生育阶段的计划湿润层深度，如表2-5、表2-6所示。 表2-5 冬小麦土壤计划湿润层深度和适宜含水率表 生育阶段 土壤计划湿润层深度（cm） 土壤适宜含水率（以田间持水率的百分数计） 出苗 30~40 45~60 三叶 30~40 45~60 分蘖 40~50 45~60 拔节 50~60 45~60 抽穗 50~80 60~75 开花 60~100 60~75 成熟 60~100 60~75 表2-6棉花土壤计划湿润层深度和适宜含水率表 生育阶段 土壤计划湿润层深度（cm） 土壤适宜含水率（以田间持水率的百分数计） 幼苗 30~40 55~70 现蕾 40~60 60~70 开花 60~80 70~80 吐絮 60~80 50~70 （2）土壤最适宜含水率及允许的最大、最小含水率、土壤最适宜含水率（θ适）随作物种类、生育阶段的需水特点、施肥情况和土壤性质（包括含盐状况）等因素而异，一般应