实验二：作物需水量的测定

1、作物需水量的测定,1 作物需水量观测场地选择与布设 2旱作物需水量测定 3水稻需水量测定 4 有效降雨与作物地下水利用量测定 5观测项目与土壤水分物理常数测定 6 作物需水量测定成果处理与资料分析,意义：农田水利工程规划、设计的基本参数， 是灌溉管理工作的重要依据 定义：作物需水量、耗水量、需水系数和 作物水分利用效率 采用的方法：器测法（筒测、蒸渗仪）、 坑测法、田测法,作物需水量的测定,作物需水量观测场地选择,开阔、平坦的大田之间 缓冲区 观测场的地面与缓冲区地面应保持一样高度,试验场选择,作物需水量观测场地选择,观测场布设,器测区、坑测区、田测区 供水系统 气象观测场,作物需水量观测场地

2、选择,观测场的主要设备,1). 需水量测定设备, 非称重式蒸渗器,旱作物土壤水分 水稻水层 补偿地下水,旱作物：筒测、坑测、田测 水 稻：筒测与坑田结合 筒测、坑测统称为器测，也称为蒸渗器。按 其称重测定原理分为：,（2）称重式蒸渗器,设置蒸渗器应符合以下技术标准： (1).不漏水、导热性低。耐冻、结构牢固。 (2).形状规整。测筒应为圆形、正方形或矩形，侧坑应为矩形或正方形。 (3)器内土壤表面积数值：对于圆形测筒不宜小于0.36m2；测坑不宜小于4m2。 (4).测坑的坑壁在地面上部分应薄壁，壁顶总面积不应超过坑内土壤表面积的5% (5).测坑或测筒内装土深度宜在0.8-2.0m范围内，应

3、超过作物根层深度0.1-0.2m.,土钻,中子仪,tdr,2).土壤水分测定设备,启闭式防雨棚,移动式防雨棚,简易防雨棚,3) 防雨设备,4 ) 测定棵间土壤蒸发的设备,旱作物需水量测定,坑测法,测坑尺寸：上口3.33m2.0m，深2.0m,0.20m厚反滤层，1.5m厚的土层，土层表面距坑口0.10m 防渗：二毡三油 回填：分层填土，劣实， 使容重与大田一致 栽培措施：,旱作物需水量测定,坑测法,et12时段需水量(mm) i土壤层次号数 n土壤层次总数目 i第i层土壤容重(g/cm3) hi第i层土壤的厚度(cm) wi1第i层土壤在时段开始的含水率 （干土重%） wi2第i层土壤在时段末

4、的含水率 （干土重%） q时段内灌水量(mm),水量平衡方程：,取土测定土壤 水分注意事项,旱作物需水量测定,田测法, 地下水埋深大于5m，直接测定 要求测定有效降雨量与地下水利用量,在大田内直接测定作物需水量，小区面积0.20.5亩, 接近大田实际 有较强代表性,优点：,要求：,m时段内的灌水量(mm) p时段内的有效降雨量(mm) k时段内的地下水补给量(mm) 其余符号意义同前,旱作物需水量测定,田测法,水量平衡方程：,土壤水分测定：35个观测点 灌水量测定： 有效降雨量测定： 地下水利用量测定：,旱作物需水量测定,观测项目,土壤水分 灌水量 有效降雨量 地下水利用量 棵间蒸发量 植株生

5、物学测定 气象要素测定,水稻需水量测定,水稻需水量主要采用坑田结合法测定,用测坑测定水稻腾发量； 用测坑侧面的大田直接测定腾发量与渗漏量之和； 上述二者之差为水稻田渗漏量,水稻需水量测定,水田淹水阶段需水量与渗漏量的测定与计算,将坑设于稻田中，两侧为田测小区，小区面积0.10.2亩 稻田水层每天8时用测针观测水位一次（田测与坑测均用测针观测） 用容积法测定坑底排水量 用下面公式计算需水量与渗漏量,水田淹水阶段需水量与渗漏量的测定与计算,水稻需水量测定,etd为日蒸发蒸腾量；wd为日蒸发蒸腾量与田间渗漏量之和；fd为日渗漏量；h1为测坑中第一日初的土面水位；h2为测坑中第二日初的土面水位；m为测

6、坑中第一日内的灌水量；p为测坑中第一日内的降雨量；f为测坑中第一日内土底排水量(渗漏量)；c为测坑中第一日内土面排水量； h为试验小区中第一日初田面水位；h2为试验小区中第二日初田面水位；m 为试验小区中第一日内灌水量；p 为试验小区中第一日内降雨量；c 为试验小区中第一日内排水量。以上各因素的单位均为mm。,水稻需水量测定,水稻落干阶段需水量与渗漏量的测定与计算,1). 补水法, 坑和小区内落干前水位 落干结束后的灌水量 灌后形成稳定水层的水位 落干阶段的降雨量、排水量,测定项目：,用水量平衡法计算需水量（下页）,水稻需水量测定,水稻落干阶段需水量与渗漏量的测定与计算,1). 补水法,蒸发蒸

7、腾量,蒸发蒸腾量与渗漏量之和,落干期间的田间渗漏量,2). 土壤含水率法（与旱作物法相同）,观测项目与方法,稻田水深观测 2. 灌水量 3. 排水量 降雨量 植株生物学测定 气象因素观测,犁耙田后随即安装测针插座或木桩水尺，测针插座旁平放一砖块，砖面与田面齐平，作为田面高程标志。若用木桩水尺，其零点应与田面齐平。用测针测得的水位值为水面高程，要减去田面(砖块)高程才是水层深度，田面(砖块)高程要定期进行校正。若用木桩水尺测读水位，每次的水位观测值即为水层深度。水位测针观测精度为0.1mm，木桩水尺观测的精度则为1.0mm(目估可达到0.1mm),有效降雨与作物地下水利用量测定,有效降雨量测定,

8、有效降雨量=一次降雨量径流量降雨入渗量,作物地下水利用量测定,有效降雨与作物地下水利用量测定,1 利用观测井观测,2 利用马立奥特注水瓶,有效降雨与作物地下水利用量测定,作物地下水利用量测定,注入水-排出水=地下水利用量,作物需水量资料整理与分析,当年资料的整理,需水量试验的基本条件 生育期、生物量调查 按月、旬、生育阶段统计以下结果, 气象 土壤水分 地下水埋深 旱作物蒸发蒸腾量 水稻蒸发蒸腾量、稻田渗漏量,当年资料的分析,1. 需水量过程线,2). 稻田需水量、渗漏量曲线,3). 作物需水量昼夜变化过程线,4). 相关分析,4). 相关分析,5). 作物系数,多年资料分析,需水量与水面蒸发

9、量的关系,需水量与气温的关系,需水量与天气状况、气温、风速的关系,灌溉制度试验,1 一般规定,以田间小区试验为主，结合进行大区对比试验 观测项目 根据需要选择的观测项目：土壤水分、水层深度、灌水时间、灌水量、作物腾发量、田间渗漏量。 土壤物理、化学、肥力指标 作物调查：生育期、生理生态指标、产量 田间小气候：气象资料,灌溉制度试验,设计处理要考虑当地生产水平，并以当地普遍采用的灌溉制度为对照 开展污、咸水灌溉制度试验，要进行水质化验分析，根据水质分析结果设计试验处理 结合进行土壤湿润层深度、适宜土壤水分与吸力试验观测,灌溉制度试验,2 旱作物灌溉制度试验,采用对比法，按以下方式确定处理：,固定

10、灌水次数和每次灌水时期，采用不同的灌水定额。 例： 返青 拔节 灌浆 a 30 40 40 b 40 50 40 c 20 30 40 固定每次灌水时期及定额，采用不同的灌水次数。例：,返青 拔节 灌浆 a 30 40 b 20 10 15 15,固定灌水次数和每次的灌水定额，采用不同的灌期。 灌水次数、灌水时期与灌水定额均不固定。 按不同土壤含水率下限标准，确定不同的灌溉制度。,灌溉制度试验,返青 拔节 灌浆 a 50% 70% 80% b 55% 60% 70% c 60% 70% 70%,返青 拔节 灌浆 a 30 30 b 30 30 c 30 30,灌溉制度试验,根据占充分供水条件下

11、作物蒸发蒸腾量的不同水平，确定不同的灌溉制度。 根据作物的不同水分生理指标，确定不同的灌溉度。 根据关键需水期确定灌溉制度,（50%） 180 （60%） 250 （80%）,300m3,土壤水分测定 510天观测一次；灌水和降雨前后加测 生物学测定 棵间蒸发测定 采用换土蒸发皿；13天换土一次；灌水 与降雨后立即换一次,灌溉制度试验,2 旱作物灌溉制度试验,灌溉制度试验,组合种植（间作套作）条件下灌溉制度试验,土壤水分横断面的变化、侧渗、入渗 根系交错情况 土壤水分测定以5个为宜。如下图,观测项目,灌水区,非灌水区,非灌水区,6 灌溉制度试验,设施农业条件下的灌溉制度试验应考虑如下情况：,小

12、气侯变化 土壤温度 通风降温要求，等设计不同处理,并观测分析不同灌水方法与灌溉制度下的作物生长、产量及病虫害情况。,在有盐碱成分的土地上进行灌溉试验时，应根据土壤溶液浓度、土壤含盐量确定灌水时间与灌水定额。并观测土壤含盐量与土壤溶液浓度变化。,灌溉制度试验,3 水田作物灌溉制度试验,处理确定的原则 根据田间水分控制方式（淹水、湿润、落干、晒田）与水层深度安排处理；土壤水分控制下限、晒田落干次数、时间、程度等以确定： 适宜的水分控制方式 水层标准 土壤水分适宜指标 晒田技术及相应的灌溉制度 观测水层时间每天早8时，精度0.1mm，土壤水分观测5天一次；灌水前后、降雨前后加测。,灌溉制度试验,水层

13、和晒田标准,水层标准,湿 润： 0 20cm达到饱和含水率90%至水层 深度10mm 浅水层：10 30mm 中水层：30 60mm 深水层：大于60mm,晒田标准,轻晒： 0 20cm土层含水率不低于饱和含水率 的80% 中晒： 0 20cm土层含水率不低于饱和含水率 的70% 重晒： 0 20cm土层含水率不低于饱和含水率 的60%,灌溉制度试验,泡田用水定额和泡田技术应与耙、耕田等耕作方式结合。观测泡田定额、时间及泡田期间的降水量、排水量、田面蒸发量与渗漏量。 秧田灌溉制度：根据当地条件，选择23种秧方式及相应的灌溉制度，安排不同的对比处理。,灌溉制度试验,4 作物适宜灌溉控制指标试验,

14、作物适宜灌溉控制指标试验宜采用田间试验小区对比法。 适宜土壤水分上、下限的研究 旱作物：以田间持水量的百分比为准； 水田 ：以饱和含水率百分比为准； 在每个小区内观测土壤水分变化。,灌溉生理指标试验 每个生育阶段设34个不同的灌水水平；510天观测一次；观测其日变化应每小时观测一次，同时还要观测生长、产量状况。,上述每个试验可设土壤水分吸力观测项目：在湿润层上、下部安设吸力计。 灌水时间、定额、土壤含水率、作物生长状况进行观测 一般情况下该项试验要设防雨棚，以保证处理水平的实现,灌溉制度试验,灌溉制度试验,5 有效降雨量测定,6 非充分灌溉条件下的灌溉制度试验,非充分灌溉试验采用对比法主要包括

15、以下几方面内容：,作物缺水敏感期与灌水关键期试验：拔节期、花铃期 有限水量在作物生育期内的合理分配：定量水的 分配方案 非充分灌溉适宜控制灌水指标试验 非充分灌溉适宜灌水方法与技术试验：隔畦灌、分根 交替灌，水田的节水灌溉，如“浅、薄、湿、 晒”,观测项目：土壤水分、作物生长发育、产量变化。,灌溉试验资料的整理与分析,1、资料的整理, 分类、分科目整理： 基本情况，土壤理化性质，耕作栽培情况，土壤水分资料，生物学调查，气象及农田小气候资料，产量调查（考种、测产等）, 按旬、月、年进行整理, 整理资料前，对原始数据要严格审查，对不符合实际情况的或漏测的数据，要查找原因，实事求是处理。计量单位不一

16、致要进行标准化处理, 多重复试验，对每个重复数据审查认为合理后，再计算平均,灌溉试验资料的整理与分析,2 、资料的整理, 不能任意更改数据，有疑问进行如下处理：,由于自然灾害、使用不正确的观测方法、观测仪器存在误差造成的错误资料，应舍弃 明显不合理又不能找出原因的资料，资料分析时暂不采用 一组资料中，如果缺测或错误数据超过总量的1/3，或是关键性资料缺测或有错误，这一组资料作废 用直观方法不能判断正确与否的资料，可借助数理统计方法判断,采用以上办法处理的资料，应加标记，并附说明,灌溉试验资料的整理与分析,3 资料的分析, 对资料与试验成果进行显著性检验 随机误差 条件误差 t 检验（只有两个处

17、理） 方差分析（三个以上处理）,通过分析明确是处理引起的差异,并标明显著性水平,灌溉试验资料的整理与分析, 显著性水平.使用f分布表处理时,其显著水平可采用下列标准: fu fuf0.10 差异较显著 f0.01 fuf0.05 差异显著 fuf0.01 差异极显著, 用相关分析法或回归分析法分析两组数据间的定量关系时,应对求得的回归方程式进行显著性检验,并确定其适应范围和置信区间,灌溉试验资料的整理与分析,4 资料的汇编, 一个站连续5年以上的资料要进行汇编, 一个省多点多年资料,在单站资料汇编基础上,进行全省汇编, 对汇编成果进行年际间、地域上等变化进行规律分析, 汇编成果要刊印，注明取用资料的站名、年份、汇编工作人员与技术负责人,灌溉试验成果的管理与应用,1 资料的管理, 建立科技档案,站址基本情况,所在地区自然条件、农业生产、社会经济状况 试验场地的规划、设计、施工和改建的资料和图纸 历年各项灌溉试验的调查、观测原始记录及计算手稿、草图等 历年各项灌溉试验的依据性文件(试验报告、研究计划、任务书、委托书、论证报告、审批报告等) 、中间性文件(年度、阶段报告)以及成果性文件(课题总结、论文、成果申报书、鉴定书等) 使用的仪器和设备清