农作物的灌溉制度ppt课件.ppt

第二章作物需水量与灌溉原理第三节充分灌溉条件下的灌溉制度 1 第三节农作物的灌溉制度 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 m3 mu m3 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 7 我国北方地区几种主要旱作物的灌溉制度 调查 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 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 WWT 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 10000 H 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 6 v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 P50mm0 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 24 湿润层增加而增加水量WT H2 H1 A v 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 Wmax Wmin 667H max min M M Wmax W实 667H 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 10000H 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M2 即M2 m1 m2 mn 31 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 M1 M2 35 1 泡田定额 M1 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 M1 0 667H 1 0 0 667h0 0 667 st1 et1 p1 p1 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h0 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 80m3 亩 中壤土和沙壤土为80 120m3 亩 地下水埋深大于2m时 或70 100m3 亩 地下水埋深小于2m时 轻沙壤土为100 160m3 亩 地下水埋深大于2m时 或80 130m3 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 h1 P m C E h2 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 m 38 表中水层为 适宜水层下限 hmin 适宜水层上限 hmax 降雨后最大蓄水深度 HP 2 参数确定 39 水稻各生育阶段淹灌水层深度单位 mm 40 h1 P m C E h2 m hmax hmin 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 h1 P m C E h2 44 8 5 45 8 5 h1 P m C E