痤凝排水新技术 百问百答 (第二期) 第2章作物水分生产西数 在学习“灌溉排水新技术”误程前，大家对灌溉拜水工程一般 都有不同程度的了解，但有关基本概念和知识可能不够清，不够 确，不够完整。本课程的第2章按照专业的需求和专业特点，对于作 物水分生产函数及灌凝制度等相关基础知识进行了介绍。 11、什么是作物水分生产函数？如何确定自变量 和因变量？ 农业生产的本质就是如何苑分利用上述三种资源，获得尽可能 的产出，以满足人类需要。一般情况下，生产资源投入数量不。所 能获得的产出数量也就不同。反映这种投入与产出之间技术经济的翅 量关系的函数称为生产函数。作物产量与水分因子之间的数学关系称 为作物水分生产函数(ater 确定作物水分生产函数模型，首先要选定其因变量和自变量，才 能写出具体表达式来. 因变量只有一个，即产量。按经济日标不同， 量可以是果实 根茎或整个地上部分（如牧草）。产量可以表示成绝对值，亦可取相 对值如实际*量与最高产量的比值。 白变量应能反映作物水分软况，它可以用不同的物理量代替。例 1
1 灌溉排水新技术 百问百答 （第二期） 第 2 章 作物水分生产函数 在学习“灌溉排水新技术” 课程前，大家对灌溉排水工程一般 都有不同程度的了解，但有关基本概念和知识可能不够清晰，不够准 确，不够完整。本课程的第 2 章按照专业的需求和专业特点，对于作 物水分生产函数及灌溉制度等相关基础知识进行了介绍。 11、什么是作物水分生产函数？如何确定自变量 和因变量？ 农业生产的本质就是如何充分利用上述三种资源，获得尽可能多 的产出，以满足人类需要。一般情况下，生产资源投入数量不同，所 能获得的产出数量也就不同。反映这种投入与产出之间技术经济的数 量关系的函数称为生产函数。作物产量与水分因子之间的数学关系称 为作物水分生产函数（Water production function）。 确定作物水分生产函数模型，首先要选定其因变量和自变量，才 能写出具体表达式来。 因变量只有一个，即产量。按经济目标不同，产量可以是果实、 根茎或整个地上部分（如牧草）。产量可以表示成绝对值，亦可取相 对值如实际产量与最高产量的比值。 自变量应能反映作物水分状况，它可以用不同的物理量代替。例
如量显然是一种较理想的代普量。在一定气候、十壤、作物条件 下，热腾显大时光合作用强，产量就高。为了方便，现有的作物水分 生产函数模型多以腾发量成其相对值（如实际腾发量与最大腾发量之 比)作为自变量。 水分作为生产函数的自变量一般用三种指标表示：灌水量(W) 实际腾发（森发蒸腾》量(5土壤含水址(：表示因变量产量 的指标也有三种：单位面积产量(7)，平均产量(K=YW),边际A 量三罗取)。边际产量指水量变动时引起的产量变动率。为水分 生产函数的一阶导数，在经济学中称为增值或增显。从数学定义可知 边际产 证尚线上 一点的 12、按总量计算的作物水分生产函数是如何表达 的？ 在供水受限制的多件下，可以按全生省内总水量满足作物 大需水址(E工)程度及其对最终产量的影响米确定作物水分生产 数，这种生产函数通常是以产承反应系数(K)解释相对产量的下 降数(1-X/K)与全生有期相对腾发量差额总量[1-E工67]之 间的关系，因此可简称为飞，法。只体表达式为 实际发量《E了。)和大腾发量（ET》之比，表示水程度 缺水可能持续发生在全生有期内，也可以发生在某 个生期。 说，作物整个生有期的缺水增多时，对苜葡、花生、红花、甜菜等作 物（第I类）的减产比例较小(K1)。就各个生长期而言，缺水弓 起的减产在芹养生长期和成然期相对要少些，而在开花期和产品形成 期则相对要多一些 2
2 如蒸腾量显然是一种较理想的代替量。在一定气候、土壤、作物条件 下，蒸腾量大时光合作用强，产量就高。为了方便，现有的作物水分 生产函数模型多以腾发量或其相对值（如实际腾发量与最大腾发量之 比）作为自变量。 水分作为生产函数的自变量一般用三种指标表示：灌水量（ W ）， 实际腾发（蒸发蒸腾）量（ ETa ），土壤含水量( )。表示因变量产量 的指标也有三种：单位面积产量( Y )，平均产量( K = Y /W )，边际产 量( y = dY / dW )。边际产量指水量变动时引起的产量变动率，为水分 生产函数的一阶导数，在经济学中称为增值或增量。从数学定义可知， 边际产量是产量特征曲线上任一点的斜率。 12、按总量计算的作物水分生产函数是如何表达 的？ 在供水受限制的条件下，可以按全生育期内总供水量满足作物最 大需水量（ ETm ）程度及其对最终产量的影响来确定作物水分生产函 数。这种生产函数通常是以产量反应系数（ Ky ）解释相对产量的下 降数（ 1−Ya /Ym ）与全生育期相对腾发量差额总量［ m a ET ET 1− ］之 间的关系，因此可简称为 Ky 法。具体表达式为 1－ m a Y Y = K y − m a ET ET 1 实际腾发量（ ETa ）和最大腾发量（ ETm ）之比，表示缺水程度。 缺水可能持续发生在全生育期内，也可以发生在某一个生育期。一般 说，作物整个生育期的缺水增多时，对苜蓿、花生、红花、甜菜等作 物（第Ⅰ类）的减产比例较小（Ky1）。就各个生长期而言，缺水引 起的减产在营养生长期和成熟期相对要少些，而在开花期和产品形成 期则相对要多一些
人部分作物的相刈产量（上/Y。》与相对腾发量之何呈直线关系， 该直线斜率即为K值，这种直线关系适用于缺水额（即1-ET/ET) 不超过05范围。水，值是在适宜生长环境及高水平栽培技术下，通过 实地试验来确定。 全土育期作物水分生产函数的数学模型还有其他形式，二次地 物线形式，如有兴趣可参见其他相关书籍。 13、分阶段考虑的作物水分生产函数模型有何共 同假定？常见模型有哪几种？有何特点？ 分阶段考虑的作物水分尘产函数横型的共同假定是： (1》各阶段缺水，即实际腾发量小于最大腾发量时，均对作物 生长发育不利，最路形成的产量将会降低。 (2》全生育期由较水造成的减产，是各个生有阶段敏水效应的 综合结来。 核阶段缺水效应的综合方式不同，可将横型分为下列三种： (》加法模型 这种模型不考虑各阶段之间缺水对产量影响，同时认为各阶段的 缺水效应可简单地叠加。例如，新梯瓦尔特提山的模型 ET.-ET 式中：，为作物生育阶段的序号：n为全生育期阶段个数：B,为第，阶 段敏感性参数：其余符号同前。 加法模型考虑了各阶段不同水平缺水对总产量的影响，使用也较 简单。问是，它将各阶段缺水对产量的彩响孤立起来并简单地叠加， 显然不够合理，例如，当某一阶段严重缺水政使作物死亡时就不会获 得任何产量，但由如法模型却可以计算出产量来。所以，通常加法模 型适用子较湿润地区或天然降雨基本能满足作物对水分的最低要求 3
3 大部分作物的相对产量（ Ya /Ym ）与相对腾发量之间呈直线关系， 该直线斜率即为 Ky 值。这种直线关系适用于缺水额（即 1− ETa / ETm ） 不超过 0.5 范围。 Ky 值是在适宜生长环境及高水平栽培技术下，通过 实地试验来确定。 全生育期作物水分生产函数的数学模型还有其他形式，如二次抛 物线形式，如有兴趣可参见其他相关书籍。 13、分阶段考虑的作物水分生产函数模型有何共 同假定？常见模型有哪几种？有何特点？ 分阶段考虑的作物水分生产函数模型的共同假定是： （1）各阶段缺水，即实际腾发量小于最大腾发量时，均对作物 生长发育不利，最终形成的产量将会降低。 （2）全生育期由缺水造成的减产，是各个生育阶段缺水效应的 综合结果。 按阶段缺水效应的综合方式不同，可将模型分为下列三种： ⑴ 加法模型 这种模型不考虑各阶段之间缺水对产量影响，同时认为各阶段的 缺水效应可简单地叠加。例如，斯梯瓦尔特提出的模型 式中： i 为作物生育阶段的序号； n 为全生育期阶段个数； i 为第 i 阶 段敏感性参数；其余符号同前。 加法模型考虑了各阶段不同水平缺水对总产量的影响，使用也较 简单。但是，它将各阶段缺水对产量的影响孤立起来并简单地叠加， 显然不够合理，例如，当某一阶段严重缺水致使作物死亡时就不会获 得任何产量，但由加法模型却可以计算出产量来。所以，通常加法模 型适用于较湿润地区或天然降雨基本能满足作物对水分的最低要求 m i m a n i i m a ET ET ET Y Y − = −=1 1
的地区。在干早地区是否适用，尚需根据当地情况分析评价或更多试 验资料进行验证与改进， (2)相乘函数模型 这种模型以乘法形式反映各阶段缺水效应之间的联系。这样，每 一阶段的缺水不仅影响木阶段，还对以后的阶段产生影响。若其中某 一阶段严重缺水，相对腾发量接近于零，则最后形成的产量亦接近于 零。这一概念符合干早、半干早地区的籽实或块根为产量的作物情况。 在相乘模型中，詹森(Jensen)公式最为典型，它是用各阶段相 对腾发量来计算相对产量，即 式中：无表示作物对阶段缺水的敏感性指标，方愈大，表示该阶段 缺水对产量的彩响愈大，反之愈小，无值由试验资料确定 必须提出的是：詹森模型中的傲感性指标2，值，不仅随各种作 物的不同生有阶段变化，而且也随地区、年份不同而变。所以既不能 将某一地区的A值照搬到其它地区使用，也不能在同一地区的不同年 份使用同一大小的值，现有的作物水分生产函数模型都是在一定的 土壤、气象，农业技术等条件下，找寻水与产量之间的关系，如果水 以外的其它因素有变化，则敏感指标无值也随之变化。 ()积和综合模型 它是由加法与乘法两类模型式综合而成，也可看成是加法模型的 新发展。第12届国际灌排大会论文集第1卷(1984年)中，保加利 亚学者提出用三项积和式建立产量增值与阶段供水的函数关系，即 恶--“) 式中：k为生有阶段数：AYa为每一生育阶段充分供水（场）情况下
4 的地区。在干旱地区是否适用，尚需根据当地情况分析评价或更多试 验资料进行验证与改进。 ⑵ 相乘函数模型 这种模型以乘法形式反映各阶段缺水效应之间的联系。这样，每 一阶段的缺水不仅影响本阶段，还对以后的阶段产生影响。若其中某 一阶段严重缺水，相对腾发量接近于零，则最后形成的产量亦接近于 零。这一概念符合干旱、半干旱地区的籽实或块根为产量的作物情况。 在相乘模型中，詹森（Jensen）公式最为典型，它是用各阶段相 对腾发量来计算相对产量，即 i m i a n m i a ET ET Y Y = =1 式中： i 表示作物对 i 阶段缺水的敏感性指标， i 愈大，表示该阶段 缺水对产量的影响愈大，反之愈小， i 值由试验资料确定。 必须提出的是：詹森模型中的敏感性指标 i 值，不仅随各种作 物的不同生育阶段变化，而且也随地区、年份不同而变。所以既不能 将某一地区的 值照搬到其它地区使用，也不能在同一地区的不同年 份使用同一大小的 值，现有的作物水分生产函数模型都是在一定的 土壤、气象，农业技术等条件下，找寻水与产量之间的关系，如果水 以外的其它因素有变化，则敏感指标 值也随之变化。 ⑶ 积和综合模型 它是由加法与乘法两类模型式综合而成，也可看成是加法模型的 新发展。第 12 届国际灌排大会论文集第 1 卷（1984 年）中，保加利 亚学者提出用三项积和式建立产量增值与阶段供水的函数关系，即 Y a Y = i n ai oi i k i n oi oi i M M M M M − − = = 2 1 2 1 式中： k 为生育阶段数；ΔYa 为每一生育阶段充分供水（Moi）情况下
单位面积平均最大的增产量，kga:△Y为在非充分供水M情况下， 单位面积上的增产量，kg:Ma:为第i生育阶段内嵩要的敏大灌水 量：M为第生有阶段灌水定额的多年平均值：n为作物指数，变化 于0.6一1.0之间，如玉米n=1.0首蓿n0.7:为总增产中，某一生 有阶段平均灌溉增产的分摊比例，∑=.0，资料不足时，可按阶段 供水定额以的比例决定值。 该模型的优点是采用了灌诉定额来反映供水的充分程度，这比用 隔发量容易做到，但是，公式过于复杂，而且未发现有更多的试验验 证资料. 14、什么是灌溉制度？制定充分灌溉的灌溉制度 方法有哪些？ 农作物的灌溉制度是指作物播种前（或水稻栽秧前）及全生育期 内的灌水次数、每次的灌水日期和灌水定额。灌水定额是指一次灌水 单位灌溉面积上的灌水量，各次灌水定额之和，叫灌溉定额。灌水定 额和灌溉定额常以m亩或mm表示，它是灌区规划及管理的重要依 据。 充分灌溉条件下的灌溉制度，是指灌溉供水能够充分满足作物各 生有阶段的需水量要求而设计制定的灌概制度。常采用以下三种方法 来确定灌溉制度。 ()总结群众丰富灌水经险 多年来进行灌水的实践经验是制定灌源制度的重要依据，灌溉制 度调查应根据设计要求的干早年份，调查这些年份的不同生育期的作 物田间耗水强度(mmd)及灌水次数、藩水时间间距、灌水定额及灌溉 定额。根据润查资料，可以分析确定这些年份的灌凝制度。 (②)根据灌减试验资料制定灌溉制度 我国许多灌区设置了灌瓶实验站，试验项目一般包括作物需水
5 单位面积平均最大的增产量，kg/ha；ΔY 为在非充分供水 Mi 情况下， 单位面积上的增产量，kg/ha；Moi 为第 i 生育阶段内需要的最大灌水 量；Mi 为第 i 生育阶段灌水定额的多年平均值； n 为作物指数，变化 于 0.6～1.0 之间，如玉米 n =1.0 苜蓿 n =0.7； i 为总增产中，某一生 育阶段平均灌溉增产的分摊比例， i =1.0 ，资料不足时，可按阶段 供水定额 Ma 的比例决定 i 值。 该模型的优点是采用了灌溉定额来反映供水的充分程度，这比用 腾发量容易做到，但是，公式过于复杂，而且未发现有更多的试验验 证资料。 14、什么是灌溉制度？制定充分灌溉的灌溉制度 方法有哪些？ 农作物的灌溉制度是指作物播种前（或水稻栽秧前）及全生育期 内的灌水次数、每次的灌水日期和灌水定额。灌水定额是指一次灌水 单位灌溉面积上的灌水量，各次灌水定额之和，叫灌溉定额。灌水定 额和灌溉定额常以 m3 /亩或 mm 表示，它是灌区规划及管理的重要依 据。 充分灌溉条件下的灌溉制度，是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设计制定的灌溉制度。常采用以下三种方法 来确定灌溉制度。 ⑴ 总结群众丰富灌水经验 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。 ⑵ 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实验站，试验项目一般包括作物需水
量，灌溉制度，灌水技术等。实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)按水量平衡原理分析制定作物灌溉制度 这种方法是根据水稻淹灌水层和早作物计划湿润层内水量平衡 的原理进行藩溉制度的制定。在实践中一定要参考群众丰富灌水经验 和田间试验资料，即这三种方法结合起来所制定的灌溉制度才比较完 普。 15、如何让确定泡田定额和旱作物播前定额？ 对于水田，泡田期的灌溉用水量（泡田定额）可用下式确定： M,=0.667+S,+4-P)】 式中：M,为泡田期灌溉用水量，m/亩：加为插秩时田面所蓄的水 层深度，mm:S:为泡田期的漆漏量，即开始泡田到插秧期间的总渗 漏量，mm:h为泡田期的日数：为h时期内水田田面平均蒸发强度， mmd:P为h时期内的降雨量，mm。 通常，泡田定激按土提、地势、地下水埋深和耕犁深度相类似田 块上的实测资料确定，一般在加=30一50m条件下，泡田定额大约等 于以下数值：粘士和粘壤士为50-80m/亩：中壤士和沙壤土为80 120m3宙（地下水埋深大于2m时）或80~130m3/亩（地下水押× 小于2m时)。 对于早作物播前灌水定额的确定： 插前灌水的日的在于保证作物种子发芽和出苗所必须的土襄含 水量或储水于土壤中以供作物生育后期之用。播前灌水往往只进行一 次。一般可按下式计算： M,=667I8.m-8,m或M=667He-86)之 (m3/亩) 6
6 量、灌溉制度、灌水技术等。实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。 ⑶ 按水量平衡原理分析制定作物灌溉制度 这种方法是根据水稻淹灌水层和旱作物计划湿润层内水量平衡 的原理进行灌溉制度的制定。在实践中一定要参考群众丰富灌水经验 和田间试验资料，即这三种方法结合起来所制定的灌溉制度才比较完 善。 15、如何让确定泡田定额和旱作物播前定额？ 对于水田，泡田期的灌溉用水量（泡田定额）可用下式确定： ( ) 1 667 0 1 1 1 1 M = 0. h + S + e t − P 式中： M1 为泡田期灌溉用水量，m3 /亩； h0 为插秧时田面所需的水 层深度，mm； S1 为泡田期的渗漏量，即开始泡田到插秧期间的总渗 漏量，mm； t1 为泡田期的日数； e1 为 t1 时期内水田田面平均蒸发强度， mm/d； P1 为 t1 时期内的降雨量，mm。 通常，泡田定额按土壤、地势、地下水埋深和耕犁深度相类似田 块上的实测资料确定，一般在 h0 =30～50 ㎜条件下，泡田定额大约等 于以下数值：粘土和粘壤土为 50～80m3 /亩；中壤土和沙壤土为 80～ 120 m3 /亩（地下水埋深大于 2m 时）或 80～130 m3 /亩（地下水埋深 小于 2m 时）。 对于旱作物播前灌水定额的确定： 播前灌水的目的在于保证作物种子发芽和出苗所必须的土壤含 水量或储水于土壤中以供作物生育后期之用。播前灌水往往只进行一 次。一般可按下式计算： M1 = 667H( max − 0 )n 或 亩） 水 667 ( ) ( / 3 M1 H max 0 m = −
式中：H为土壤计划湿润层深度(m),应根据播前灌水要求确定：n 为相应于H土层内的土壤孔隙率，以占土壤体积百分数计：日常为 田间持水率，以占孔隙的百分数计：为前H土层内的平均含水率， 以占孔隙率的百分数计：a、'o同0、o,但以占干土重的百 分数计 16、用水量平衡法确定旱作物灌溉制度时，参数 如何确定？ 拟定的灌溉制度是否正确，关键在于方程中各项数据如上壤门划 湿润层深度、作物允许的土壤含水量变化范国以及有效降雨量等选用 是否合理 ①土煨计划湿润层深度(H) 上壤计划湿润层深度系指在早田进行灌凝时，计划调节控制上壤 水分状况的士层滚度。它随作物根系活动层深度、士壤性质、地下水 坪深等因茶而变。在作物生长初期，根系虽然很浅，但为了维持士壤 微生物活动，并为以后根系生长创造条件，需要在·定土层深度内有 适当的含水量，一般采用30一40cm:随着作物的成长和根系发有， 需水量增多，计划湿润层也逐海增加，至生长末期，由于作物根系停 止发育，需水量减少，计划湿润层深度不宜鞋续加大，一般不超过 0.8一1.0m。在地下水位较高的盐碱化地区，计划湿润层深度不宜大 于0.6m. ②士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()随作物种类、生育阶段的需水特点、随肥 情况和土壤性质（包括含状况）等因素而异，通过试验或调查总结 群众经验确定。为了保证作物正常生长，土襄含水率应控制在允许最 大和允许最小含水率之间变化。允许最大含水率(8m)以不致造成 深层渗漏为原则，一般采用土壤田间持水案，见表2-10。作物允许最
7 式中：H 为土壤计划湿润层深度（m），应根据播前灌水要求确定；n 为相应于 H 土层内的土壤孔隙率，以占土壤体积百分数计； max 常为 田间持水率，以占孔隙的百分数计； 0 为前 H 土层内的平均含水率， 以占孔隙率的百分数计； max、 0 同 max 、 0 ，但以占干土重的百 分数计。 16、用水量平衡法确定旱作物灌溉制度时，参数 如何确定？ 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 30～40 ㎝；随着作物的成长和根系发育， 需水量增多，计划湿润层也逐渐增加，至生长末期，由于作物根系停 止发育，需水量减少，计划湿润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大 于 0.6m。 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( 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，通过试验或调查总结 群众经验确定。为了保证作物正常生长，土壤含水率应控制在允许最 大和允许最小含水率之间变化。允许最大含水率（ max ）以不致造成 深层渗漏为原则，一般采用土壤田间持水率，见表 2-10。作物允许最
小含水率（日）应大于湖萎系数，具体数值可根据试验确定， 在土壤盐碱化较严重的地区，往往由于十壤溶液浓度过高，而妨 调作物吸取正常生长所需的水分，因此还要依作物不同生育阶段允许 的士壤溶液浓度作为控制条件来确定允许最小含水率(B)。 ③有效降雨量(P%) 有效降甫量是指作物生长期向，能被作物利用的降雨量。在生产 实践中，常用降雨的有效利用系数来简化计算有效降雨量，称有效利 用系数法。其计算公式为 P=a P 式中：《为降雨入渗系数，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。一般认为一次降雨量 小于5mm时，位为0：当一次降雨量在5一50mm时，a约为l.0-0.8: 当次降雨量大于50mm时，《约为0.7-0.8。 ④地下水补给量(K) 地下水补给量指地下水借土壤毛细管作用上升至作物根系吸水 层而被作物利用的水量，其大小与地下水埋藏深度、土壤性质、作物 种类、作物需水强度、计划湿润土层含水量等有关。地下水利用量(K) 应随灌区地下水动态和各阶段计划湿润层深度不同而变化。在设计藩 凝制度时，必须根据当地或条件类似地区的试验、调查资料估算。 ⑤由于计划湿润层增加而增加的水量(W,) 在作物生有期内计划湿润层随若作物的生长而变化，由于计划湿 润层增加，可利用一部分深层土壤的原有储水量，形，可按下式计算： ,-667(H:-H,m万或形，=667(H2-H)之日 m/亩) 式中：H为计划时段初计划湿洞层深度，m:伍为计划时段末计划湿 润层深度，：日为(H2-H》深度的土层中的平均含水率，以占孔 隙率的百分数计，一般石<伽：n为土壤空隙率，以占土体积的百分 8
8 小含水率（ min ）应大于凋萎系数。具体数值可根据试验确定。 在土壤盐碱化较严重的地区，往往由于土壤溶液浓度过高，而妨 碍作物吸取正常生长所需的水分，因此还要依作物不同生育阶段允许 的土壤溶液浓度作为控制条件来确定允许最小含水率（ min ）。 ③有效降雨量（ P0 ） 有效降雨量是指作物生长期间，能被作物利用的降雨量。在生产 实践中，常用降雨的有效利用系数来简化计算有效降雨量，称有效利 用系数法。其计算公式为 P0 = P 式中： 为降雨入渗系数，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 l.0～0.8； 当次降雨量大于 50mm 时， 约为 0.7～0.8。 ④地下水补给量（ K ） 地下水补给量指地下水借土壤毛细管作用上升至作物根系吸水 层而被作物利用的水量，其大小与地下水埋藏深度、土壤性质、作物 种类、作物需水强度、计划湿润土层含水量等有关。地下水利用量（ K ） 应随灌区地下水动态和各阶段计划湿润层深度不同而变化。在设计灌 溉制度时，必须根据当地或条件类似地区的试验、调查资料估算。 ⑤由于计划湿润层增加而增加的水量（ Wr ） 在作物生育期内计划湿润层随着作物的生长而变化，由于计划湿 润层增加，可利用一部分深层土壤的原有储水量， Wr 可按下式计算： Wr = 667(H2 − H1 )n 或 亩） 水 667( ) ( / 3 WT H2 H1 m = − 式中：H1 为计划时段初计划湿润层深度，m；H2 为计划时段末计划湿 润层深度，m； 为（H2-H1）深度的土层中的平均含水率，以占孔 隙率的百分数计，一般 田 ；n 为土壤空隙率，以占土体积的百分
数计：同可，但以占干土重的百分数计：八、y*分别为土壤干容重 和水的容重，t/m3. 当确定了以上各项设计依据后，即可分别计算早作物的播前灌水 定额和生有期的灌溉制度。 17、如何用图解法拟定旱作物的灌溉制度？ 在采用水量平衡图解分析法拟定灌摄制度时，其步骤如下： ①根据各旬的计划湿润层深度H和作物所要求的计划湿润层内 土壤含水率的上限8m和下限8m,求出H土层内允许储水量上限 Ws及下限甲n,绘于图上(Wms=667H0s,Wmm=667nH0m力： ②绘制作物田间需水量〔T)累积曲线，由于计划湿润层加大 而获得的水量（围，）累积曲线、地下水补给量(K)累积曲线以及 净耗水量(ET-州，-)累积曲线： ③根据设计年雨量，求出渗入土壤的有效降雨量P。,逐时段绘于 图上： ④自作物生长初期上壤计划湿润层储水量▣逐旬减 (ET-W:-K)值，即自A点引直线平行于(ET--K)曲线，当 遇有降雨时再加上有效降雨量P。,即得计划湿润土层实际储水量 (W)曲线。 心当W曲线接近于W时，即进行灌水。涕水时期除考虑水量 盈亏的因素外，还应考虑作物各发育阶段的生弹要求，与灌水相关的 农业技术措施以及灌水和拼作的劳动组织等。灌水定额的大小要适 当，不应使灌水后土壤储水量大于W,也不宜给灌水技术的实施 造成因难。灌水定额值也象有效降雨量一样加在P曲线上 ③如此殊续进行，即可得到全生育期的各次森水定额、灌水日明 和灌水次数， ⑦生有期灌溉定额M2=∑m,，m,为各次灌水定额。 9
9 数计； 同 ，但以占干土重的百分数计；γ、γ 水分别为土壤干容重 和水的容重，t／m3。 当确定了以上各项设计依据后，即可分别计算旱作物的播前灌水 定额和生育期的灌溉制度。 17、如何用图解法拟定旱作物的灌溉制度？ 在采用水量平衡图解分析法拟定灌溉制度时，其步骤如下： ①根据各旬的计划湿润层深度 H 和作物所要求的计划湿润层内 土壤含水率的上限 max 和下限 min ，求出 H 土层内允许储水量上限 W max 及下限 W min ，绘于图上（ W max = 667nH max ，W min = 667nH min ）； ②绘制作物田间需水量（ ET ）累积曲线，由于计划湿润层加大 而获得的水量（ Wr ）累积曲线、地下水补给量（ K ）累积曲线以及 净耗水量（ ET −Wr − K ）累积曲线； ③根据设计年雨量，求出渗入土壤的有效降雨量 P0 ，逐时段绘于 图上； ④ 自 作 物 生 长 初 期 土 壤 计 划 湿 润 层 储 水 量 W 0 逐旬减去 （ ET −Wr − K ）值，即自 A 点引直线平行于（ ET −Wr − K ）曲线，当 遇有降雨时再加上有效降雨量 P0 ，即得计划湿润土层实际储水量 （ W ）曲线。 ⑤当 W 曲线接近于 W min 时，即进行灌水。灌水时期除考虑水量 盈亏的因素外，还应考虑作物各发育阶段的生理要求，与灌水相关的 农业技术措施以及灌水和耕作的劳动组织等。灌水定额的大小要适 当，不应使灌水后土壤储水量大于 W max ，也不宜给灌水技术的实施 造成困难。灌水定额值也象有效降雨量一样加在 W 曲线上。 ⑥如此继续进行，即可得到全生育期的各次灌水定额、灌水日期 和灌水次数。 ⑦生育期灌溉定额 M2=mi ，mi 为各次灌水定额
播前水定额加上生有期米溉定额，即可得到早作物的总灌溉定 额M。 18、实践中如何实施非充分灌溉制度？ 我国在非充分灌混实践中，对早作物有的是采用减少灌水次数的 方法。即减少对作物生长影响不大的灌水。保证关键时期的灌水 有采用减少灌水定额的方法，不是使土壤达到最大田间持水量，而仅 是田间持水量的一部分：另外，也有将削减下来的水量去扩大灌溉面 积，以求得总产量的最高：或是将节省下来的水量去灌溉经济价值较 高的作物。以求得全区的作物增产价值量最高。此外，在理论上对 非充分灌的代化灌凝制度也进行了一些研究。但多是以 M·E·Jexn捉出的作物水分生产函数为目标函数，以上壤含水量 和可供水量等为的束条件，进行优化计算，取得日标是总产量最高又 省水的优化灌溉制度。也有一些研究在日标函数中同时引入生产费用 等因煮，以获得总灌溉净效益最高而又省水的优化灌溉制度 对水稻则是采用浅水、湿润、晒田相结合的灌水方法，不是以拉 制淹灌水层的上下限来设计灌溉制度，而是以控制稻田的士壤水分为 主。例如，在山东济宁地区大面积推广的水稻灌溉制度是：插以后 在用面保持薄水层，约5一25mm,以利返青活苗。返青以后在用 不保留水辰，而是控制士壤含水量。控制的上限为士壤饱和含水量， 下限为饱和含水量的60%一70%：浙江省绍兴地区普演推广的薄露” 溉是：除讴青期深灌（早稻保温，晚稻降温）以外，以后一律灌 水层，水层越薄越好，只要求达到士壤饱和。每次灌水，包括碎南以 后都要落干酒出。在拔节期以前轻度师出，至出面表士将要开裂时， 耳进行灌水。孕穗期至抽穗蝴间，磨至田面不见水层时即复灌。乳熟 期至收制以前，逐渐加重出程度，至田面出现微小裂缝，约为最大 田间持水量的60%一70%。收剖以前7一10天，停止灌水。此外， 10
10 播前灌水定额加上生育期灌溉定额，即可得到旱作物的总灌溉定 额 M 。 18、实践中如何实施非充分灌溉制度？ 我国在非充分灌溉实践中，对旱作物有的是采用减少灌水次数的 方法，即减少对作物生长影响不大的灌水，保证关键时期的灌水；也 有采用减少灌水定额的方法，不是使土壤达到最大田间持水量，而仅 是田间持水量的一部分；另外，也有将削减下来的水量去扩大灌溉面 积，以求得总产量的最高；或是将节省下来的水量去灌溉经济价值较 高的作物，以求得全灌区的作物增产价值量最高。此外，在理论上对 非充分灌溉的优化灌溉制度也进行了一些研究。但多是以 M·E·Jensen 提出的作物水分生产函数为目标函数，以土壤含水量 和可供水量等为约束条件，进行优化计算，取得目标是总产量最高又 省水的优化灌溉制度。也有一些研究在目标函数中同时引入生产费用 等因素，以获得总灌溉净效益最高而又省水的优化灌溉制度。 对水稻则是采用浅水、湿润、晒田相结合的灌水方法，不是以控 制淹灌水层的上下限来设计灌溉制度，而是以控制稻田的土壤水分为 主。例如，在山东济宁地区大面积推广的水稻灌溉制度是：插秧以后 在田面保持薄水层，约 5～25mm，以利返青活苗。返青以后在田面 不保留水层，而是控制土壤含水量。控制的上限为土壤饱和含水量， 下限为饱和含水量的 60％～70％。浙江省绍兴地区普遍推广的“薄露” 灌溉是：除返青期深灌（早稻保温，晚稻降温）以外，以后一律灌薄 水层，水层越薄越好，只要求达到土壤饱和。每次灌水，包括降雨以 后都要落干晒田。在拔节期以前轻度晒田，至田面表土将要开裂时， 再进行灌水。孕穗期至抽穗期间，晒至田面不见水层时即复灌。乳熟 期至收割以前，逐渐加重晒田程度，至田面出现微小裂缝，约为最大 田间持水量的 60％～70％。收割以前 7～10 天，停止灌水。此外，南