作物全生长期或其中某时段消耗于作物蒸腾、棵间蒸发以及构成植物组织的水量,也叫作物田间需水量。由于构成植物组织的水量与蒸腾及棵间蒸发相比,其量很小,一般小于它们之和的百分之一,故在实际计算中以蒸腾量与棵间蒸发量之和代表作物需水量。蒸腾量与棵间蒸发量之和称蒸发蒸腾量,也叫腾发量或蒸散发量(Evapotranspiration),实用上,把需水量与蒸发蒸腾量视为同义语。需水量有时段概念。
作物全生长期或其中某时段消耗于作物蒸腾、棵间蒸发以及构成植物组织的水量,也叫作物田间需水量。由于构成植物组织的水量与蒸腾及棵间蒸发相比,其量很小,一般小于它们之和的百分之一,故在实际计算中以蒸腾量与棵间蒸发量之和代表作物需水量。蒸腾量与棵间蒸发量之和称蒸发蒸腾量,也叫腾发量或蒸散发量(Evapotranspiration),实用上,把需水量与蒸发蒸腾量视为同义语。需水量有时段概念。例如,作物生长期需水量,某生长阶段需水量,月,旬需水量以及日、时需水量等。其单位以深度(毫米、厘米)或单位面积上的水量(米3/亩)计。
蒸腾是水汽离开活植物体进入大气的过程,它包括角质蒸腾和气孔蒸腾。前者是水透过植物表皮进入大气的直接散发,其量较小;后者是水从植物吸收膜进入细胞间隙,再经过气孔进入大气的水汽扩散,其量较大。
棵间蒸发,指农田中作物植株之间的各种蒸发。对于旱作物,它包括棵间土壤的水分蒸发和田面上的积雪、霜、露等水分蒸发;对于淹灌时期的水稻田,是稻田水层的水面蒸发。对于大多数作物,在生长初期,棵间蒸发较大,蒸腾较小,随着植株生长,叶面积指数加大,棵间蒸发下降,蒸腾上升,至中期、后期,蒸腾量显著地超过棵间蒸发量,在全生长期总腾发量之中,蒸腾量占50~80%,棵间蒸发量占20~50%。需水量大小受作物本身及其环境条件的影响。因此,对于同一种作物,在不同地区,或在不同的年份或季节里,其需水速率是不同的。对于一定的作物及一定的生长阶段,土壤含水率低于一定范围(一般为土壤毛管断裂含水率)时,土壤含水率愈高,需水量愈大。辐射愈强,日照时间愈长,气温愈高,风速愈大,空气湿度愈低,则需水量愈大。需水量可以实测(见灌溉试验),无实测资料或实测资料不足时可以用计算方法(见作物需水量估算)确定,根据各地实测成果,中国几种主要作物全身长期需水量的大致范围如表所示。
作物需水量是农业方面最主要的水分消耗部分,也是整个国民经济中消耗水分的最主要部分,故在计划和实施水资源的开发利用时必须具备作物需水量方面的知识。作物需水量是确定作物灌溉制度以及地区灌溉用水量的基础,是制定流域规划,地区水利规划灌排工程的规划、设计管理以及农田灌排实施的基本依据。因此,进行作物需水量的试验研究以探索其变化规律,一直是灌溉、排水科学领域中的重要课题。随着世界上各方面用水量的不断增长,水源不足问题日益突出,对作物需水量的研究也日益重要,在干旱与半干旱地区,尤为重要。
世界上从18世纪后期虽已开始,但从20世纪以后才有专门和比较系统的试验研究。中国从20世纪20年代开始进行了少数作物的需水量试验,从50年代中期开始,陆续在全国各地建立灌溉试验站,至80年代初期,已有站点一百多处,对全国各地的主要作物进行了需水量试验,积累了大量实测资料及一定的理论分析成果。目前国内外已经能够根据气象、土壤和作物条件,用经验的或半经验的方法,近似地计算作物需水量。
主要作物全生长期需水量的范围 (单位:米3/亩)
今后发展的趋势,是采用现代化手段,更精确地测定作物需水量,同时深入探讨作物需水量变化的机理,用半理论或理论的方法,比较精确、可靠地计算作物需水量,并且从增产、省水等要求出发,分析研究调节和控制作物需水量的标准及方法。
与作物需水量有关的名词及其含义,目前尚未统一。有的把作物获取高产条件下蒸发蒸腾量叫作物需水量;也有的把农田的全部消耗水分,包括蒸发蒸腾、田间渗漏、灌水的田间水量损失以及整地、移栽、冲洗等所需的水量总称需水量,而把本条目中所指的作物需水量称为作物耗水量。
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