(一)农田耗水途径
农田水分的消耗途径,有作物本身的利用、植株蒸腾和棵间蒸发、深层渗漏和地表水流失等。
植株蒸腾是指水分经过植物体表面以气态形式散失到大气中去的过程。它要消耗大量水分,是作物生理上所必须的。但合理的灌溉和排水及有关农业技术措施,可以降低蒸腾量提高蒸腾效率,即植物每消耗1kg水形成的干物质千克数,一般植物的蒸腾效率为1~8g/kg。
棵间蒸发是指作物植株之间的土壤或田间水层的水分蒸发。棵间蒸发与植株蒸腾在很大程度上受气象因素的影响,有互为消长的关系。一般作物生长初期植株小,棵间地面裸露大,以棵间蒸发为主;随着植株长大,叶面积增大,裸露面积缩小,植株蒸腾逐渐大于棵间蒸发;到作物生育后期,作物生理活动减弱,蒸腾耗水又会有所减少,而棵间蒸发则相应有所增加。棵间蒸发的水分,大部分属无益的消耗,因此,有必要采取中耕、松土、耙、和合理灌溉等措施,节约灌溉用水量。
深层渗漏是指田间水分渗透到作物根系以下很深的土层。旱地的深层渗漏一般是无益的,而且造成水分和养分的流失浪费,故灌水时要适时适量,不能大水漫灌,以防深层渗漏;而水稻田则应有适当的渗漏,以促进稻田通气,改善还原条件,消除有毒物质,促进根系生长健壮,但如渗漏量过大,反而会造成水、肥流失浪费。
地表流失是指灌溉或降雨时未被土壤和作物吸收而从地表流失的水分,全是无益的消耗,且可冲刷土壤和带走养分,应设法避免或尽量减少。
上述耗水途径中,植株蒸腾和棵间蒸发是主要的,通常二者合称为腾发,消耗的水分称为腾发量。一般将腾发量视为作物需水量。一般作物的植株蒸腾量约占需水量的60%~80%,而棵间蒸发量约占20%~40%。渗漏量和地表流失量主要与地形、土壤及水文、地质等条件有关,可用人工方法加以控制,不应包括在需水量中。但对水稻田来说,也有将深层渗漏量算在需水量之内的。
(二)作物需水基本规律
作物需水量的大小及其变化规律,决定于作物的种类和品种特性、气象条件(光照、温度、湿度、风速、气压等)、土壤性质以及农业技术措施等。作物在不同地区、不同年份、不同栽培条件下,需水量各不相同。
一般生育期长、叶面积大、生长快、根系发达的作物,需水较多;机体内蛋白质和脂肪含量多的作物,比其他作物需水量多;一般株高和分蘖力强,大田群体结构紧密的品种,需水强度大;作物生长前期和后期,需水少,生长旺盛期需水多。
(三)作物水分临界期(关键期)
农作物在整个生长发育时期里,对水分的敏感程度,不同时期是不一样的,缺水对农作物的新陈代谢和产量影响极大,所以,常把农作物一生中对缺水最敏感以致对产量影响最大的生长发育时期,称为作物水分临界期或需水关键期,此时期作物耐旱能力最差,缺水受旱,作物受害最严重,对产量影响特别突出。如水稻在花粉母细胞减数分裂期(从出穗前11天左右开始)到抽穗开花期,玉米在雌雄蕊分化到抽雄吐丝期,棉花在花铃期,油菜在开花期需水最多,遇旱即明显减产。一般而言,水分临界期,都是在作物的生殖器官形成期和开花期前夕,或是开花期。表8-1是几种主要农作物的水分临界期(关键期)。
表8-1 几种主要农作物水分临界期
掌握各种农作物的水分临界期,对科学用水、提高抗旱效果、提高农作物产量等,都有重要的意义。
(四)作物需水量
作物需水量是作物对水分要求的指标,表示作物从播种到收获全生育期内,在单位面积上,在水分充足的条件下,植株蒸腾和棵间蒸发量的总和,需水量的大小,与作物种类、气象条件、土壤条件及农业技术、产量有较大关系。(www.xing528.com)
计算需水量可用如下公式:
式中 E——作物全生长期需水量(耗水量),m3/亩;
C1——播种前土壤储水量,m3/亩;
M——灌溉定额,m3/亩;
P——有效降雨量,m3/亩;
F——作物生长期内地下水的补给量,m3/亩;
C2——收割时土壤储水量,m3/亩。
表8-2是我国几种主要粮食作物生育期需水量的大致范围,但应注意到,同一种作物在不同的生育期,对水分的需求相差很大,如表8-3所示。
表8-2 几种主要作物全生育期需水量 单位:m3/亩
表8-3 北京地区冬小麦不同生育期需水量
续表
① 全生育期总需水量。
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