单作物系数法和双作物系数法计算作物需水量的比较研究_樊引琴
单作物系数法和双作物系数法计算作物需水量的比较研究
１ 研 究 条 件
１ １ 试验 条 件 试 验 在 位 于 陕 西杨 凌 的 西 北 农 林 科 技 大 学 灌 溉 试 验 站 进行 ．供 试 作 物 为 冬小 麦 ． ． １９ ９９年 ｌ ０月 １ ２日播 种 ，次 年 ６月 ４ 日收 割 土 壤质 地 为 中壤 土 ，Ｉ ｍ土 层 的 田 间 持水 量 为 ２ ％ ～ ３ ２ ％ ，凋 萎含水量 为 １ ％ ～１ ％ （ ５ １ ２ 眦上均 为重 量含 水量 ） ．地 下 水埋 藏 较深 ，其 向上补 给 量 可 忽 略
中 国 分类 号 ：￥ ７ ２４２ 文献标识码 ：＾ ・
作 物需水量 是制 定 流域规划 ，地 区水利 规划 及灌 排工程 规划 、设计 、管理 和农 田灌 排实施 的基本 依据 ，在农业 生产 实践 中 占有重 要地 位 因此 ．准确 地确定作 物需 水量 是十分 必要 的 作物需 水量 的 计算 方 法很 多 ，最 常用 的方法是 作物 系数一 参考 作 物需 水量 （ ｒ ）法 ，作 物 系 数反 映 作 物和 参 考 ＫＥ ． 作 物之 间需水量 的差 异 ，可用一 个 系数 来综合 反 映 ，也可 用两 个 系数 分 别来 描 述 蒸发 和蒸 腾 的 影 响 ， 即所 谓 的单作物 系数 和 双作物 系数 ．双作物 系数 是把 作物系数 分 为基础 作物 系数 和土壤 蒸发 系数 两 部 分 基 础作物 系数 说明 蒸腾作 用 ，而 土壤蒸 发 系数则 描述蒸 发部 分 ．在已往对 作物 系数 的研究 中总是 把植 株 蒸腾和 土壤蒸 发 统一考虑 ．即用单作 物 系数 ．但土壤 蒸发 与植株 蒸腾 的 比例 在作 物生育 期 内会 有 很大 变化 ．在作 物完 全覆盖地 面 以后 ，土 壤蒸 发相 对较小 ，蒸 腾 占主导地位 ；但 当作 物较小 或 比较 稀 疏 时 ，在降 雨或灌 溉后 ，土壤 蒸发 则起 主要作 用 ，可 以 占到很 大 比例 ，特别 是在 土壤 表面经 常湿 润 的条件 下 由于大 部分 作物在 生育期 中有相 当一 部分 时间地 面覆 盖不 完全 ，此 时 ，要 准确估算 作物 需 水 量就需 全面 考虑 土壤 蒸发和作 物 蒸腾
荒漠绿洲区不同作物需水特征及水效益比较
荒漠绿洲区不同作物需水 特征及水效益比较李玉义１逄焕成１陈阜２张凤华３１．中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京１０００８１２．中国农业大学农学与生物技术学院，北京１０００９４３．新疆兵团绿洲生态农业重点实验室，石河子８３２００３ 摘要：本文依据新疆石河子垦区５０年气象数据资料，利用Ｐｅｎｍａｎ －Ｍｏｎｔｅｉｔｈ公式计算分析了主要作物生长季节内的参考作物蒸散量，分析了不同作物需水量与缺水量历年变化趋势以及作物生育期需水与降水量耦合特征，并根据实地调查数据资料，对主要农作物水分生产效率及水分经济效益进行了比较。
结果表明：春小麦和冬小麦５０多年来需水量上升趋势比较明显，其他作物变化趋势相对比较平缓，７种粮食作物需水量由大到小依次为水稻＞春玉米＞冬小麦＞春大豆＞春谷子＞春小麦＞薯类；７种经济作物需水量排序依次为糖类作物＞蔬菜作物＞苜蓿＞棉花＞麻类作物＞油料作物＞瓜类作物，５～９月份作物需水与降水耦合程度较差。
该地区作物水分利用效率以春小麦、春玉米等粮食作物最高，其次为棉花、番茄和苜蓿，而葡萄、蔬菜和蟠桃等类作物相对较低；从水分经济效益比较来看，以葡萄、蟠桃、蔬菜等类作物最高，苜蓿、棉花等次之，而春小麦、春玉米等粮食作物最低。
关键词：作物需水；耦合度；水分利用效率；水分经济效益；荒漠绿洲区毛生活水平铷４０２． Ｏｍｒｆｌ，瑁：缺水量在３１７．６一ｋ量和缺水量变一雾在２４９．０ －４２４．嶂Ｈ∞－－口＿、ｃ均卜卜∞Ｃ直ａ§ａ誊糸ｇ一－叫－一一－一－＿＿ 日期（年）内耦合度分别为１２糖类作物、蔬菜作降水耦合度仅为１２ 降水满足率（％） 需水量（ｍｍ）斗降水量（ｍｍ） 降水满足率（％）钉飘早¨骨，Ｊ、Ｚ兆等瓜果菜类ｌ乍物最高，首｝Ｗ‘＿＿Ｌ＝Ｉ＝＿＿Ｌ ｒｊ辜获得，本步验证。
荒漠绿洲区不同作物需水特征及水效益比较作者：李玉义， 逄焕成， 陈阜， 张凤华作者单位：李玉义,逄焕成(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081)， 陈阜(中国农业大学农学与生物技术学院,北京100094)， 张凤华(新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,石河子832003)本文链接：/Conference_7778592.aspx。
单双作物系数法计算玉米需水量的对比研究_卢晓鹏
文章编号：１００７－４９２９（２０１２）櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊殸殸殸殸１１－００１８－０４单双作物系数法计算玉米需水量的对比研究卢晓鹏１，段顺琼２，马显莹１，白树明１（１．云南省水利水电科学研究院，云南昆明６５０２２８；２．昆明市松华坝水库管理处，云南昆明６５０２０１） 摘 要：基于云南持续干旱对水资源高效利用的要求以及研究作物需水量规律的重要性，利用低纬度高原区的云南省曲靖市的陆良站１９９０－１９９２年的逐日气象资料及历史试验资料，采用ＦＡＯ－５６推荐的计算作物需水量的单作物系数法和双作物系数法，计算了陆良站玉米各阶段的需水量，并和实测值进行了对比。
结果表明：用单作物系数法和双作物系数法计算的玉米需水量与实测值是十分接近的；在地面覆盖度比较大的情况下，两者差别不大；总体上，两种方法计算的作物需水量具有很好的相关性。
关键词：玉米需水量；单作物系数法；双作物系数法 中图分类号：Ｓ２７４．１ 文献标识码：ＡＡ Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ｓｔｕｄｙ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｒｏｐ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄＤｏｕｂｌｅ Ｃｒｏｐ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ＭａｉｚｅＬＵ Ｘｉａｏ－ｐｅｎｇ１，ＤＵＡＮ Ｓｈｕｎ－ｑｉｏｎｇ２，ＭＡ Ｘｉａｎ－ｙｉｎｇ１，ＢＡＩ Ｓｈｕ－ｍｉｎｇ１（１．Ｙｕｎｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０２２８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｓｏｎｇｈｕａｂａ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｏｆｆｉｃｅ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０２０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｏｆ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｒｏｕｇｈｔ ｉｎ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｒｕｌｅ ｏｆ ｃｒｏｐ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄａｉｌｙ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｄａｔａ ｆｒｏｍ １９９０ｔｏ １９９２ａｎｄ ｔｈｅｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ ｏｆ Ｌｕｌｉａｎｇ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｑｕｊｉｎｇ Ｃｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｗ ｌａｔｉｔｕｄｅ ｐｌａｔｅａｕ ｏｆ ＹｕｎｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｍａｉｚｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｏｎ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｏｐ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｃｒｏｐ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｂｙ ＦＡＯ－５６，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｖｅｒｙ ｃｌｏｓｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔｅ；ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｍ ｉｓ ｌｉｔｔｌｅ ｕｎｄｅｒ ｌａｒｇｅｒ ｇｒｏｕｎｄ ｃｏｖｅｒａｇｅ；ｏｖｅｒａｌｌ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｍａｉｚｅｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｍａｉｚｅ；ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｏｐ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ；ｄｏｕｂｌｅ ｃｒｏｐ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ收稿日期：２０１２－０６－２８基金项目：水利部公益性行业专项经费（２０１００１０４４）；云南省科技计划项目社会事业发展专项（２０１０ＣＡ０１３）。
作物需水量和灌溉制度讲解
而这一时段末灌水定额m
m =Wmax -Wmin= 667nH（θmax – θmin) m =Wmax -Wmin= 667H（θ′max – θ′min)
式中 m— 灌水定额，m3/亩； H— 该时段内土壤计划湿润层深度，m； n—计划湿润层内土壤的空隙率（以占土壤体积的%计）
2、基本资料的收集
P0=P-P地
(2-15)
降雨入渗量也可用降雨入渗系数来表示：
P0=αP
(2-16)
α—降雨入渗系数，其值与一次降雨量、降雨强度、降雨延续时
间以及土壤性质、地面覆盖及地形等因素有关。
一般认为一次降雨量小于5mm时，α为0； 当一次降雨量在5～50mm时，α约为0.1.～0.8； 当次降雨量大于50mm时，α=0.7～0.8。
计算思路
计算ET0； 根据作物系数Kc对ET0进行修正即可求出 作物的实际需水量ET；ET=KcET0 作物实际需水量则可根据作物生育阶段分 段计算。
(一)参照作物需水量的计算
其基本思想是：将作物腾发看作能量消耗的过程，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。
要求的范围内。
ET
ET
ET
m
P0
K
1、水量平衡方程
Wt - W0 = Wr + P0 + K + M - ET
式中： Wt, W0 — 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； P0 — 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； 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。mm 或 m3/亩
作物需水量的计算方法与分析
彭曼法计算作物需水量《灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99）》附录中对彭曼法作了介绍，《规范》推荐的是Penman-FAO方法，近年来Penman －Monteith方法得到重视，建议在计算时同时采用这两种方法，并作一比较。
（1）计算参照作物需水量Penman-FAO方法计算参考作物需水量的基本公式如下：（1）式中，——标准大气压，＝1013.25hPa；——计算地点平均气压，hPa；——平均气温时饱和水汽压与温度相关曲线的斜率，hPa/℃；——湿度计常数，＝0.66hPa/℃；——太阳净辐射，以所能蒸发的水层深度计，mm/d；——干燥力，mm/d。
可根据计算地点高程及气温从气象图表中查得，或按公式（2）直接计算数值：（2）式中，——计算地点海拔高程，m；——阶段平均气温，℃。
可按公式（3）或（4），即气象学中的马格奴斯公式计算，即：（3）或（4）式中,饱和水汽压，hPa。
可按下式计算：（5）或（6）可按公式（7）计算：（7）式中，——大气顶层的太阳辐射，可由《喷灌工程设计手册》查得，mm/d；、——计算净辐射的经验系数，可由《喷灌工程设计手册》查得；——实际日照时数；——最大可能日照时数，可由《喷灌工程设计手册》查得；；——黑体辐射，mm/d；——斯蒂芬－博茨曼常数，可取2.01×10-9mm/℃4·d；——绝对温度，可取273＋；——实际水汽压，可从当地气象站取得，或取饱和水汽压与相对湿度的乘积，hPa。
可按公式（8）计算：（8）式中，——地面以上2m处的风速(m/s)，其它高度的风速应换算为2m高处风速；——风速修正系数。
如果利用气象站的地面以上10m处的风速资料时，需乘以(2/10)0.2，换算为2m高的风速。
在日最低气温平均值大于5℃且日最高气温与日最低气温之差的平均值大于12℃时，；其余条件下，。
（2）计算作物实际需水量作物实际需水量可由参考作物潜在腾发量和作物系数计算（9）式中：——作物潜在腾发量，mm / d ；——参照腾发量，mm/d；——作物系数。
作物需水量计算方法
作物需水量计算方法嘿，咱今儿个就来唠唠作物需水量计算方法这档子事儿。
你想想啊，作物就跟咱人似的，得喝水才能长得好呀。
那怎么知道它们到底需要多少水呢？这可得好好琢磨琢磨。
咱先来说说直接测量法。
就好比咱直接去看看作物喝了多少水，这可是最直观的办法啦。
可以用一些专门的仪器设备，像什么蒸渗仪之类的，来精确地测量出作物到底消耗了多少水分。
这就好像咱每天记录自己喝了几杯水一样，清楚明白得很呢！还有一种叫经验公式法。
哎呀呀，这就有点像咱生活中的一些小窍门儿。
通过长期的观察和积累，总结出一些公式来估算作物需水量。
比如说根据作物的种类啦、生长阶段啦、气候条件啦等等因素，套进公式里就能算出个大概来。
就好像咱知道了自己的身高体重，能大概估摸出穿多大码的衣服一样。
再说说水量平衡法。
这就好比是一个大账本，把进来的水和出去的水都算得清清楚楚。
作物吸收的水，加上土壤蒸发掉的水，再加上其他一些损失的水，等于进来的水，比如降水、灌溉水这些。
这样一对比，不就知道作物大概需要多少水了嘛。
咱举个例子啊，种玉米的时候，要是不搞清楚它需要多少水，乱浇水或者浇少了水，那玉米能长得好吗？肯定不行呀！所以这计算方法可重要了呢。
那为啥要这么在意作物需水量的计算呢？这不是明摆着的嘛！水可是生命之源呀，作物没了合适的水，就跟咱人没饭吃一样，能有好气色吗？能茁壮成长吗？肯定不能呀！只有知道了它们需要多少水，咱才能更好地照顾它们，让它们结出又大又饱满的果实来。
而且呀，这计算方法还能帮咱节约用水呢！可别小瞧了这一点，水可不是取之不尽用之不竭的。
要是都乱浇水，浪费了多少水资源呀！通过准确计算，咱就能恰到好处地给作物供水，既不浪费水，又能让作物长得好好的。
总之呢，作物需水量计算方法可不是什么花架子，那是实实在在有用的东西。
咱种地的农民伯伯们可得好好掌握，这样才能种出好庄稼，有个好收成呀！这可不就是咱都希望看到的嘛！所以说呀，这作物需水量计算方法，咱可得重视起来，好好研究研究，让咱的土地变得更加肥沃，让咱们的生活因为这些丰收的果实而更加美好！。
单双作物系数法计算玉米需水量的对比研究_卢晓鹏
文章编号：１００７－４９２９（２０１２）櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊殸殸殸殸１１－００１８－０４单双作物系数法计算玉米需水量的对比研究卢晓鹏１，段顺琼２，马显莹１，白树明１（１．云南省水利水电科学研究院，云南昆明６５０２２８；２．昆明市松华坝水库管理处，云南昆明６５０２０１） 摘 要：基于云南持续干旱对水资源高效利用的要求以及研究作物需水量规律的重要性，利用低纬度高原区的云南省曲靖市的陆良站１９９０－１９９２年的逐日气象资料及历史试验资料，采用ＦＡＯ－５６推荐的计算作物需水量的单作物系数法和双作物系数法，计算了陆良站玉米各阶段的需水量，并和实测值进行了对比。
结果表明：用单作物系数法和双作物系数法计算的玉米需水量与实测值是十分接近的；在地面覆盖度比较大的情况下，两者差别不大；总体上，两种方法计算的作物需水量具有很好的相关性。
关键词：玉米需水量；单作物系数法；双作物系数法 中图分类号：Ｓ２７４．１ 文献标识码：ＡＡ Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ｓｔｕｄｙ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｒｏｐ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄＤｏｕｂｌｅ Ｃｒｏｐ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ＭａｉｚｅＬＵ Ｘｉａｏ－ｐｅｎｇ１，ＤＵＡＮ Ｓｈｕｎ－ｑｉｏｎｇ２，ＭＡ Ｘｉａｎ－ｙｉｎｇ１，ＢＡＩ Ｓｈｕ－ｍｉｎｇ１（１．Ｙｕｎｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０２２８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｓｏｎｇｈｕａｂａ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｏｆｆｉｃｅ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０２０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｏｆ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｒｏｕｇｈｔ ｉｎ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｒｕｌｅ ｏｆ ｃｒｏｐ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄａｉｌｙ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｄａｔａ ｆｒｏｍ １９９０ｔｏ １９９２ａｎｄ ｔｈｅｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ ｏｆ Ｌｕｌｉａｎｇ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｑｕｊｉｎｇ Ｃｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｗ ｌａｔｉｔｕｄｅ ｐｌａｔｅａｕ ｏｆ ＹｕｎｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｍａｉｚｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｏｎ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｏｐ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｃｒｏｐ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｂｙ ＦＡＯ－５６，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｖｅｒｙ ｃｌｏｓｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔｅ；ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｍ ｉｓ ｌｉｔｔｌｅ ｕｎｄｅｒ ｌａｒｇｅｒ ｇｒｏｕｎｄ ｃｏｖｅｒａｇｅ；ｏｖｅｒａｌｌ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｍａｉｚｅｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｍａｉｚｅ；ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｏｐ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ；ｄｏｕｂｌｅ ｃｒｏｐ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ收稿日期：２０１２－０６－２８基金项目：水利部公益性行业专项经费（２０１００１０４４）；云南省科技计划项目社会事业发展专项（２０１０ＣＡ０１３）。
作物需水量的计算方法及分析
曼法计算作物需水量"灌溉与排水工程设计规〔GB50288-99〕"附录中对曼法作了介绍，"规"推荐的是Penman-FAO方法，近年来Penman－Monteith方法得到重视，建议在计算时同时采用这两种方法，并作一比拟。
〔1〕计算参照作物需水量Penman-FAO方法计算参考作物需水量的根本公式如下：〔1〕式中，——标准大气压，＝1013.25hPa；——计算地点平均气压，hPa；——平均气温时饱和水汽压与温度相关曲线的斜率，hPa/℃；——湿度计常数，＝0.66hPa/℃；——太阳净辐射，以所能蒸发的水层深度计，mm/d；——枯燥力，mm/d。
可根据计算地点高程及气温从气象图表中查得，或按公式〔2〕直接计算数值：〔2〕式中，——计算地点海拔高程，m；——阶段平均气温，℃。
可按公式〔3〕或〔4〕，即气象学中的马格奴斯公式计算，即：〔3〕或〔4〕式中,饱和水汽压，hPa。
可按下式计算：〔5〕或〔6〕可按公式〔7〕计算：〔7〕式中，——大气顶层的太阳辐射，可由"喷灌工程设计手册"查得，mm/d；、——计算净辐射的经历系数，可由"喷灌工程设计手册"查得；——实际日照时数；——最大可能日照时数，可由"喷灌工程设计手册"查得；；——黑体辐射，mm/d；——斯蒂芬－博茨曼常数，可取2.01×10-9mm/℃4·d；——绝对温度，可取273＋；——实际水汽压，可从当地气象站取得，或取饱和水汽压与相对湿度的乘积，hPa。
可按公式〔8〕计算：〔8〕式中，——地面以上2m处的风速(m/s)，其它高度的风速应换算为2m高处风速；——风速修正系数。
如果利用气象站的地面以上10m处的风速资料时，需乘以(2/10)0.2，换算为2m高的风速。
在日最低气温平均值大于5℃且日最高气温与日最低气温之差的平均值大于12℃时，；其余条件下，。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 作物需水量的计算方法
FAO 作物需水量专家咨询组 (Allen 等 , 1994) 推荐充分供水条件下采用的作物需水量计算公式
如下 :
ET =KcET 0
(1)
ET =(Kcb +Ke )ET0
(2)
式中 :ET0 为参考作物需水量 ;K c 为综合作物系数 ;Kcb 为基础作物系数 ;K e 为土壤蒸发系数 .
确定 K c ini 值时需考虑降雨或灌溉的影响 .土壤蒸发分 2 个阶段 :在第一阶段 , 潜在蒸发速率 Eso =
1.15ET0 , 所需时间 t 1 =REW Eso .当湿润间隔时间 tw <t1 时 , 也就是整个过程处在蒸发的第一阶段
时 , K c ini =1.15 ;当 tw >t1 时 , 即蒸发的第二阶段时 , 计算公式为 :
TEW -(TEW -REW)exp -(tw -t 1)Eso 1 +TEWRE-WREW
Kc ini =
twET0
TEW
(4)
式中 :TEW 为总蒸发水量 (mm);REW 为易蒸发水量 (mm), 本文取 REW =9mm ;tw 为湿润间隔时
间 (d);t 1 为第一阶段蒸发所需时间 (d), ;Eso为潜在土壤蒸发速率 (mm d), ;ET0 为初期参考作物
目前关于作物需水量的计算 , 大多采用单作物系数法 .本文旨在利用位于陕西杨凌的西北农林科 技大学灌溉试验站的资料 , 对单作物系数法和双作物系数法计算的作物需水量进行比较 , 分析其差异 及原因 , 以便为准确地计算作物需水量以及制定科学 、 合理的灌溉制度提供依据 .
1 研究条件
1.1 试验条件 试验在位于陕 西杨凌的西北 农林科技大学灌 溉试验站进行 .供试作物 为冬小麦 , 1999 年 10 月 12 日播种 , 次年 6 月 4 日收割 .土壤质地为中壤土 , 1m 土层的田间持水 量为 23 %～ 25 %, 凋萎含水量为 11 %～ 12 % (以上均为重量含水量).地下水埋藏较深 , 其向上补给量可以忽略 不计 .试验站内设有气象站 , 可获得每日的气象资料 .用田间的大型称重式蒸渗仪测定作物的实际蒸 发蒸腾量 , 蒸渗仪面积为 2.5m ×2.5m , 深 3m , 采用优良的称重系统 , 具有很高的分辨率和精度 , 用 数据采集系统自动采集和记录数据 .本实验数据每 15min 采集一次 , 可得到短时段内的蒸发蒸腾量 . 1.2 作物生育期的划分 将冬小麦全生育期分为 4 个阶段 :初期 、 发育期 、 中期和后期 .初期阶段
为 :K c ini1 =0.7 (非冻土期), K c ini2 =0.4 (冻土期), K c mid =1.15 , Kc end =0.25 ;当地的作物系数值需 要按湿润频率和气候条件对推荐值进行调整[ 2] .
2.2.1 初期阶段作物系数 (Kc ini )的确定 初期阶段土壤蒸发在作物需水量中占主导地位 , 因此 ,
收稿日期 :2000-11-21 基金项目 :高等学校博士点基金和国家留学回国人员启动基金资助项目的部分内容 . 作者简介 :樊引琴 (1976-), 女 , 陕西宝鸡人 , 硕士 , 研究方向 :节水灌溉 .
— 50 —
从播种开始的早期生长时期 , 土壤根本或基本没有被作物覆盖 (地面覆盖率小于 10 %);发育阶段从 初始生长阶段结束到作物有效覆盖土壤表面 (地面覆盖率 70 %～ 80 %)的一段时间 ;中期阶段从充 分覆盖到成熟开始 , 叶片开始变色衰老的一段时间 ;后期阶段从中期结束到生理成熟或收获的一段时 间 .根据陕西杨凌当地的气候条件及作物的实际生长状况 , 各生育阶段的长度分别取为 :130d (越冬 前 60d , 越冬期 70d), 50d , 37d , 20d .初期较长是因为冬小麦需要经历很长的越冬期 , 在越冬期土壤 冻结 , 地上部分停止生长 , 土壤蒸发和植株蒸腾都非常小 , 所以把越冬期划入初期阶段 .
ΔET mm
-1.89 9.91 4.23
-2.73 9.52
R (%)
-2.14 12.20
3.47 -5.61
2.80
计算值 mm
88.01 81.52 127.07 48.08 344.68
2.1 参考作物需水量的计算 参考作物需水量 (ET0)的计算方法很多 , 本文采用标准化 、 统一化后 的 FAO Penman -Monteith 公式[ 1] :
ET0
0.408 Δ(Rn =
-G)+γT
900 +273
u2
Δ +γ(1 +0.34u2)
(es
-ea )
(3)
式中 :ET0 为参考作物需水量 (mm d);Rn 为作物表面的净辐射量 (MJm -2d -1);G 为土壤热通量
Kc =Kc(推荐) +[ 0.04(u2 -2)-0.004(RHmim -45)]
h 3
0.3
(5)
式中 :RHmin为计算时段内每日最小相对湿度的平均值 (%), 20 %≤RH ≤80 %;u2 为计算时段内 2m
高处的日平均风速 (m s), 1m s ≤u2 ≤6m s ;h 为计算时段内的平均株高 (m), 0.1m ≤h <10m .
需水量的平均值 (mm d).式中各参数的计算见参考文献 [ 2] .
2.2.2 中期和后期作物系数 (K c mid , K c end )的确定 根据 FAO -56 提供的 K c mid 和 K c end , 当中期和后
期最小相对湿度的平均值 RHmin ≠45 %, 2m 高处的日平均风速 u2 ≠2.0m s 时 , 按下式调整 :
DO I :10.13243/j .cnki .slxb.2002.03.009 2002 年 3 月
水 利 学 报
SHUILI XUEBAO
文章编号 :0559-9350 (2002) 03-0050-05
第3期
单作物系数法和双作物系数法计算作物需水量的比较研究
樊引琴1 , 蔡焕杰1
(MJm-2 d-1);T 为平均气温 (℃);U2 为 2m 高处的平均风速 (m s);es 为饱和水汽压 (kPa);ea 为
实际水汽压 (kPa);Δ为饱和水汽压与温度曲线的斜率 (kPa ℃);γ为干湿表常数 (kPa ℃).
2.2 单作物系数 (综合作物系数 Kc )的计算 FAO -56 推荐的冬小麦各生育阶段的单作物系数分别
2m s , 且 K cb >0.45 时 Kcb mid 和 Kcb end 按下式调整 :
Kcb =K cb(推荐) +[ 0.04(u2 -2)-0.004(RHmin -45)]
h 3
0.3
(6)
3.3.2 土壤蒸发系数 (Ke ) 在较大降雨或灌溉后表土湿润 , K e 达到最大值 ;当表土干燥时 , K e
很小 , 甚至为零 .土壤蒸发系数可用下式确定 :
K e =Kr(Kc max -K cb)≤ fewK c max
(7)
式中 :Ke 为土壤蒸发系数 ;K cb 为基础作物系数 ;K c max 为降雨或灌溉后作物系数的最大值 ;K r 为由
累积蒸发水深决定的表层土壤蒸发衰减系数 ;few 为发生棵间蒸发的土壤占全部土壤的比例 .式中各
图 1 全生育期内计算的 ET 与实测值逐日变化过程
表 2 给出了各生育阶段 2 种方法的计算值与实测值的绝对偏差和相对偏差 , 从表中可以看出 , 在 作物生长的初期 、 发育期和后期 , 用双作物系数计算的作物需水量明显地比用单作物系数计算的作物 需水量更接近蒸渗仪的实测值 ;在中期 , 用单作物系数计算的作物需水量和用双作物系数计算的作物 需水量十分接近 , 绝对偏差分别为 4.23mm 和 5.34mm , 相对偏差分别为 3.5 %和 4.4 %, 单作物系数 法计算的绝对和相对偏差稍低 .从全生育期来看 , 双作物系数计算的作物需水量比单作物系数计算的 作物需水量更接近实测值 .
(西北农林科技大学 农业水土工程实验室 , 陕西 杨凌 712100)
摘 要 :本文采用 FA0-56 推荐的计算作物需水量的单作物系数和双作 物系数方法 , 应用陕西杨 凌地区的 资料 , 分别计算了作物需水量 , 并和蒸渗仪的实测 值进行了 对比 , 分 析了其 差异及 原因 .结果 表明 , 在 地面部 分覆盖 的情况下 , 双作物系数法比单作物系数法更接近实 测值 , 而 在地面完全覆盖情况下 , 两者差别不大 . 关键词 :作物需水量 ;蒸渗仪 ;作物系数 中图分类号 :S274.2 文献标识码 :A
=0.9 , Kc end =0.3 ;基础作物系数分别为 Kcb ini =0.2 , Kcb mid =0.9 , K cb end =0.2 .由于本实验在冬小麦
的越冬期进行了一次冬灌 (I =54mm), 越冬期与越冬前的作物系数基本相近 , 所以在整个初期阶段 取为一个值 . 3.2 修正后两种方法的计算值与实测值的对比 图 1 是计算的作物需水量与实测值在全生育期的逐 日变化过程 .从图 1 可以看出 , 在大多数情况下 , 计算值和实测值非常类似 , 实测值受偶然因素的干 扰 , 波动较大 , 计算值比较稳定 .在初期和后期 , 计算的 ET 比实测值稍低 ;在发育期和中期 , 计算 的 ET 比实测值稍高 .单作物系数的计算值反映了各阶段 ET 的平均值 , 而双作物系数的计算值能很 好地反映降雨或灌溉后 ET 的变化 .灌溉后的前几天计算的 ET 比实测值大 , 可能是由于过高地估算 了土壤蒸发系数 (K e).
作物需水量是制定流域规划 , 地区水利规划及灌排工程规划 、 设计 、 管理和农田灌排实施的基本 依据 , 在农业生产实践中占有重要地位 .因此 , 准确地确定作物需水量是十分必要的 .作物需水量的 计算方法很多 , 最常用的方法是作物系数 —参考作物需水量 (KcET 0)法 .作物系数反映作物和参考 作物之间需水量的差异 , 可用一个系数来综合反映 , 也可用两个系数分别来描述蒸发和蒸腾的影响 , 即所谓的单作物系数和双作物系数 .双作物系数是把作物系数分为基础作物系数和土壤蒸发系数两部 分 .基础作物系数说明蒸腾作用 , 而土壤蒸发系数则描述蒸发部分 .在已往对作物系数的研究中总是 把植株蒸腾和土壤蒸发统一考虑 , 即用单作物系数 .但土壤蒸发与植株蒸腾的比例在作物生育期内会 有很大变化 .在作物完全覆盖地面以后 , 土壤蒸发相对较小 , 蒸腾占主导地位 ;但当作物较小或比较 稀疏时 , 在降雨或灌溉后 , 土壤蒸发则起主要作用 , 可以占到很大比例 , 特别是在土壤表面经常湿润 的条件下 .由于大部分作物在生育期中有相当一部分时间地面覆盖不完全 , 此时 , 要准确估算作物需 水量就需全面考虑土壤蒸发和作物蒸腾 .