农作物的灌溉制度.ppt

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农作物的灌溉制度,一、灌溉制度,灌溉制度,是,新建工程,规划设计的基础，是,已成灌区,编制和执行用水计划、合理用水的重要依据，也关系到灌区农业生产的发展，水土资源的充分利用和灌溉工程设施效益的发挥。,灌溉制度,指在一定的气候、土壤等自然条件下和一定农业技术措施下，为使作物获得高额而稳定的产量所制定的一整套向田间灌水的制度。包括：,灌水次数、,每次的,灌水日期、灌水定额,和,灌溉定额。,灌水定额,(m),：单位面积上的一次灌水量,灌溉定额,(M),：单位面积上各次灌水量之和,单位：（,1,）,m,3,mu,、,m,3,ha,（,2,）,mm,2,灌溉制度需从作物需水规律和气象条件（降水）为主要依据，从当地具体条件、多年气象资料出发，针对不同水文年，拟定湿润年、一般年、中等干旱年、特干旱年四种类型灌溉制度。,一般在灌溉工程规划、设计中多采用干旱年的灌溉制度作标准。,灌溉管理工作中则根据中、长期气象预测选用相应灌溉制度。,3,二、如何制定灌溉制度,拟定灌溉制度是为了满足规划设计以及有关部门编制用水计划所必需。在每年实际进行灌溉时，必须根据当年气候变化状况进行调整。一般根据天气预报、土壤墒情调节，另外可利用水分生理指标：细胞液浓度、叶组织吸水力、气孔开张度、土水势等。,4,作物灌溉制度的制定方法,群众长期生产中积累了丰富的经验，按照这些经验可以确定,t,、,m,、,M,、,n,在实验站进行多方案试验比较，根据实验结果确定灌溉制度。,从大气、水、土、作物等内在关系出发，进行系统分析，编制程序，利用计算机进行模拟比较，确定最优方案。,总结群众经验,根据实验确定,按照灌溉模式确定,水量平衡分析确定,根据水量平衡分析制作灌溉制度，是目前主要的确定方法。,本节主要介绍本方法。,灌溉制度的确定方法,5,1,、以群众经验化指标确定计划,多年来进行灌水的实践经验是制定灌溉制度的重要依据。灌溉制度调查应根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、灌水定额及灌溉定额。根据调查资料，可以分析确定这些年份的灌溉制度。,6,对于旱作物，湿润年份及南方地区的灌水次数少，灌溉定额小；干旱年份及北方地区的灌水次数多，灌溉定额大。,湖北省水稻泡田定额及生育期灌溉定额调查成果表,(,中等干旱年,),项目,早稻,中稻,一季晚稻,双季晚稻,泡田定额,(m,3,/,亩,),灌溉定额,(m,3,/,亩,),总灌溉定额,(m,3,/,亩,),70,80,200,250,270,330,80,100,250,350,330,450,70,80,350,500,420,580,30,60,240,300,270,360,7,我国北方地区几种主要旱作物的灌溉制度,(,调查,),作物,生育期灌溉制度,备注,灌水次数,灌水定额,(m,3,/,亩,),灌溉定额,(m,3,/,亩,),小麦,棉花,玉米,3,6,2,4,3,4,40,80,30,40,40,60,200,300,80,150,150,250,干旱年份,8,2,、根据灌溉试验资料制定灌溉制度,我国许多灌区设置了灌溉试验站，试验项目一般包括作物需水量、灌溉制度、灌水技术等。试验站积累的试验资料，是制定灌溉制度的主要依据。但是，在选用试验资料时，必须注意原试验的条件，不能一概照搬。,3,、按灌溉模式确定最优灌溉方案,4,、按水量平衡原理分析制定灌溉制度,9,灌溉制度确定,本节主要内容,水量平衡法,确定灌溉制度有两种方法：,1.,列表法,2.,图解法,10,三、充分灌溉条件下的灌溉制度,指灌溉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灌溉制度。,一）、旱作物灌溉制度的确定,二）、水稻田灌溉制度确定,11,一）、旱作物灌溉制度的确定,旱作物是依靠其主要根系从土壤中吸取水分，因此把作物主要根系吸水层作为灌溉时的土壤计划湿润层。要求该土层的储水量能保持在作物所需求的范围内。,土壤计划湿润深度指在实施灌溉时，计划调节、控制土壤水分状况的土层深度。,水量平衡原理确定，图解法、列表法进行。,12,1,）、水量平衡方程,2,）、拟定旱作物灌溉制度所需要基本资料,土壤计划湿润深度,土壤最适含水率,有效降雨量,P0,地下水补给量,K,湿润层增加而增加水量,3,）、旱作物播前定额确定,4,）、生育期灌溉制度拟定,13,1,）、水量平衡方程,全生育期任一时段,t,内，土壤计划湿润层,H,储水量变化可用下式表示：,Wt-W0=,收入,-,支出,=WT+P+M+K-,（,E+Q+T,）,=WT+,（,P-Q-T,）,+M+K-E,=WT+P0+M+K-E,根据水量平衡原理：某一定时段内，所有的,来水量应等于去水量和时段内土壤储水量的,变化量。,P0+M+K=E+,W,WT,：因湿润层增加而增加的水量,P0,：有效降雨量,为满足作物正常生长，任一时,段土壤计划湿润层储水量必须保持,在一定适宜范围。通常不少于允许,最小储水量,Wmin,，不大于允许最大,储水量,Wmax,。,计划湿润层增加深度,14,15,若某一时段没有降水：,Wmin=W0-E+K,=W0-t,（,e-K,）,灌溉时间（,灌溉预报,）：,t=(W0-Wmin)/,（,e-K,）,灌水定额：,m=Wmax-Wmin,=AH,（,vmax-vmin,）,=10000H,（,mmax-mmin),16,2,）、拟定旱作物灌溉制度所需要基本资料,土壤计划湿润深度,经验确定：,冬小麦：幼苗期,0.3-0.4m,分蘖期,0.4-0.5m,拔节期,0.5-0.6m,抽穗,0.6-0.8m,灌浆成熟,0.8-1.0m,棉花：幼苗期,0.3-0.4m,现蕾期,0.4-0.6m,开花结铃,0.6-0.8m,吐絮,0.6-0.8m,玉米：幼苗期,0.3-0.4m,拔节期,0.4-0.5m,孕穗,0.5-0.6m,抽穗,0.6-0.8m,成熟,0.8m,随作物生长，计划层深度逐渐增加。不同作物或者同一作物不同生育期计划湿润层深度可有一定变化。,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,。,17,土壤最适含水率,冬小麦：发芽出苗、分蘖期,70%,越冬,70%,返青、拔节期,60-70%,拔节以后,70-80%,棉花：播种期,70%,苗期,55-70%,现蕾期,60-70%,开花结铃,70-80%,吐絮,55-70%,玉米：播种期,60-80%,苗期,60-70%,拔节孕穗,60-70%,抽穗开花,70-75%,成熟,70%,18,土壤含水率不可能保持在最适不变，应控制在最大、最小含水率之间。,vmax=v,田 不产生深层渗漏,vmin=0.45-0.6v,田 不小于凋萎系数,19,20,盐碱化严重地区，依作物不同生育阶段允许的溶液浓度为控制条件：,mmin=100s/,s:,根系吸水层中易溶盐数量（干土重,%,）,：允许盐类溶液浓度（水重,%,）,21,有效降雨量,P0,：蓄存在土壤计划湿润层内可供作物利用的雨量。指天然降雨量排除地面径流和深层渗漏量后的雨量。,P0=P=P-P,径流,-P,渗漏,：降雨有效利用系数，,其值与一次降雨量、降雨强度、降雨延续时间、土壤性质、地面覆盖及地形等因素有关。,一般根据资料确定：,一般认为一次降雨量小于,5mm,时，,为,0,；当一次降雨量在,5,50mm,时，,约为,1.0,；当次降雨量大于,50mm,小于,100mm,时，,=1.0,0.8,；,100-150,时，,=0.8,0.7,；大于,150,时为,0.7,。,安徽：淮北平原,0.65,江淮丘陵,0.55-0.65,皖南山区,0.45-0.55,陕西：小麦 春季,0.95,夏秋,0.9,棉花夏季,0.799-0.924,玉米夏季,0.671,河南、山西：,0.7-0.8,黑龙江：,P50mm 0.7-0.8,22,地下水补给量,K,：地下水借土壤毛管作用上升至作物根系吸水层，被作物利用,根据当地试验、调查资料估算，相当可观。,中壤土,:,地下水埋深,2.5m,忽略,1.5-2.5m,利用量,40-80m3/mu,（,600-1200m3/ha,）,1.0-2.0m,补给量占作物需水量,20%,23,陕西洛惠渠经验公式：,式中：,H,为地下水埋深，,m,；,ETc,为作物腾发量，,mm/d,；,B,为地下水补给系数,参考值见下表。,作物,B,土壤类型,沙壤土,中壤土,粘壤土,冬小麦,0.4,0.5,0.6,夏玉米,0.3,0.4,0.5,棉花,0.3,0.4,0.5,24,湿润层增加而增加水量,WT=,（,H2-H1,）,Av,=10000,（,H2-H1,）,m,25,灌水量的计算（,M,）,一次灌水量（,M,）计算公式：,P0+M+K=E+,W,一次灌水最大量计算式：,M,=,W,max,-W,min,=,667 H,（,max,-,min,）,M,M,=,W,max,-W,实,=,667 H,（,max,-,实,）,在解决以上各种数据之后，可以进行编程计算求得灌溉制度，也可以用图解法进行灌溉制度的制定。,26,各相关资料及计算关系,27,3,）、旱作物播前定额确定,M1=AH,（,vmax-v0,）,=10000 H,（,mmax-m0,）,v0,：播前计划湿润土层平均含水率,(,孔隙百分比计）,28,4,）、生育期灌溉制度拟定,根据水量平衡原理，用图解法或列表法制定生育期的灌溉制度,图解法,列表法,29,图解法,在方格纸上，以横坐标表示时间，按作物生育期内的,旬,、月划分；纵坐标上部表示水量（降水量、田间需水量），下部表示土壤储水量,m3/ha,将设计年降雨量按时段绘于图上部,绘制作物田间需水量,E,，因计划湿润层增加而获得水量,WT,，地下水补给量,K,积累曲线，及净耗水量,（,E-WT-K,）,累计曲线,把依各旬的,H,、,max,、,min,求出的,Wmax,、,Wmin,绘于图下,自作物播种后土壤计划湿润层储水量,W0,处开始逐旬减去（,E-WT-K,）值,，即引曲线平行于（,E-WT-K,）曲线，,遇降雨加上,P0,，得实际储水量变化曲线,W,当,W,接近,Wmin,时即进行灌水,m,，灌水定额也加在,W,曲线上,如此反复至生育期末，即可得到全生育期灌水定额、灌水时间、灌水次数及灌溉定额,M2=mi,旱作物总灌溉定额,M,是播前定额,M1,与生育期灌溉额,M2,之和,.,M=M1+M2,30,将图中每次灌水量，即灌水定额相加，即得到作物生育期的灌溉定额,M,2,，即,M,2,=m,1,+m,2,+.+m,n,31,生育,阶段,起止日期,（日期,-,日期）,H,m,W,max,m,3,/,亩,W,min,m,3,/,亩,W,0,m,3,/,亩,ET,m,3,/,亩,W,来,W,来,-ET,（,m,3,/,亩）,M,m,3,/,亩,灌水时间,日,/,月,W,t,m,3,/,亩,P,0,W,T,小计,幼,21/4-30/4,1/5-10/5,11/5-20/5,21/5-31/5,1/6-10/6,11/6-20/6,0.5,117.3,70.4,105.6,99.1,90,98.9,105.8,108.1,11.2,11.2,11.2,11.2,11.2,11.2,4.7,2.1,20.1,18.1,13.5,15.3,0,0,0,0,0,0,4.7,2.1,20.1,18.1,13.5,15.3,8.9,6.9,2.3,4.1,6.5,9.1,99.1,90,98.9,105.8,108.1,112.2,现蕾,21/6-30/6,1/7-10/7,0.6,140.7,84.4,112.2,115.5,48.4,48.3,0,6.1,11.7,11.7,11.7,17.8,36.7,30.5,40,25/6,115.5,85,花铃,11/7-20/7,21/7-31/7,1/8-10/8,11/8-20/8,0.7,164.2,98.5,85,110.4,116.9,148.1,32.8,32.8,32.7,32.7,12.4,33.5,18.0,17.4,5.8,5.8,5.9,5.9,18.2,39.3,23.9,23.3,6.5,14.6,8.8,9.4,40,40,15/7,5/8,110.4,116.9,148.1,138.7,吐絮,21/8-31/8,1/9-10/9,11/9-20/9,21/9-30/9,1/10-10/10,0.8,187.7,112.6,138.7,152.5,166.5,161.1,135.3,31.1,31,31,31,31,0.2,40.3,20.9,0.5,4.3,4.7,4.7,4.7,4.7,4.6,4.9,45.0,25.6,5.2,8.9,14,26.2,5.4,25.8,22.1,40,25/8,152.5,166.5,161.1,135.3,113.2,总计,21/4-10/10,450,160,32,33,2,、水稻田灌溉制度确定,水稻在不同生育阶段要求田面维持一定深度水层，土壤水分基本处于饱和状态。所以确定灌溉制度时，以淹灌层水层深度变化为依据。,因育秧移栽，水稻灌溉分秧田灌溉、本田灌溉。,34,水稻本田的灌溉制度包括,泡田期,及插秧以后的,生育期,两个部分。其灌溉定额为：,M,M,1,M,2,35,1,、泡田定额（,M,1,）计算：,由三部分组成：,一是使一定土层达到饱和时所需水量；,二是建立插秧时田面水层深度,三是泡田期的田间渗漏量和田面蒸发量。,可用下式计算：,M,1,0.667,H,（,1,0,）,+0.667h,0,+0.667(st,1,+et,1,-p,1,),h,0,H,et,1,st,1,p,1,H,为饱和土层深度；,e,为泡田期间平均蒸发强度；,s,为泡田期间平均渗漏强度；,t1,为泡田时间，,p1,为泡田期间有效降雨；,h0,为田面水深。,36,泡田定额按土壤、地势、地下水埋深和耕犁深度相类似田块上的实测资料决定。,一般在,h,0,=30,50mm,条件下，泡田定额大约等于以下数值：,粘土和粘壤土,为,50,80m,3,亩；,中壤土和沙壤土,为,80,120m,3,亩,(,地下水埋深大于,2m,时,),或,70,100m,3,亩,(,地下水埋深小于,2m,时,),；,轻沙壤土,为,100,160m,3,亩,(,地下水埋深大于,2m,时,),或,80,130m,3,亩,(,地下水埋深小于,2m,时,),。,37,2,、生育期灌溉制度确定,确定生育期灌溉制度,首先,要按照各地试验资料，合理写出水稻不同生长阶段的适宜淹灌水层的,上限和下限（,参数,）,，,然后,根据生育期任何一个时段,t,的农田,来水与耗水,，建立水量平衡方程，用水量平衡方法确定各时段的灌溉制度，其水量平衡方程式如下：,h,1,+(P+m-C-E)=h,2,h1,时段初田面水深；,p,时段内降雨；,m,时段内灌溉；,c,时段内排水；,E,时段内蒸发量；,h2,时段末田面水深,(1),基本算式,h,E,s,p,c,m,38,表中水层为：适宜水层下限,(h,min,),；适宜水层上限,(h,max,),；降雨后最大蓄水深度,(H,P,),(2),参数确定,39,水稻,各生育阶段淹灌水层深度,单位：,mm,作物,早,稻,中,稻,双季晚稻,返青,分蘖前,分蘖末,拔节孕穗,抽穗开花,乳熟,黄熟,5,30,50,20,50,70,20,50,80,30,60,90,10,30,80,10,30,60,10,20,10,30,50,20,50,70,30,60,90,30,60,120,10,30,100,10,20,60,落干,20,40,70,10,30,70,10,30,80,20,50,90,10,30,50,10,20,60,落干,40,h,1,+P+m-C-E=h,2,h,max,h,min,h,1,h,2,m=h,max,-h,min,(3),平衡推算,41,3,、算例：,基本资料如下：,（,1,）早稻生育期各阶段耗水强度。见前表；,（,2,）生育期降雨量。见表中第,5,栏；,（,3,）各生育期适宜水层深度。见下表。,根据灌区具体条件，采取,浅灌深蓄,方式灌溉，黄熟期自然落干。,计算过程列于表中。,42,此表可由实验获得，也可以查有关当地资料整理得到。,43,h,1,+P+m-C-E=h,2,44,8.5,45,8.5,h,1,+P+m-C-E=h,2,46,h,1,+P+m-C-E=h,2,47,经计算，可求得灌水次数为,10,次,，灌溉定额为,340mm,，即,227,立方米,/,亩；若泡田定额为,80,立方米,/,亩，则总灌溉定额为,M=227+80=307m,3,/,亩。由计算表可得到,灌水时间,和,每次灌水量,。由此得到灌溉制度的全部四个要素。,48,欢迎提问！,？,49,思考题,1,、基本概念：灌水定额、灌溉定额、灌溉制度、有效降水、计划湿润层,2,、掌握制定稻田灌溉制度的列表法,3,、掌握制定旱地灌溉制度的图解法参数的确定、图表的制定方法等,4,、掌握制定旱地灌溉制度的列表法,50,