土壤含水量及求農(nóng)田作物需水量

1、土壤含水量及農(nóng)田作物需水量一、土壤含水量的計(jì)算1. 土壤重量含水量（重量百分?jǐn)?shù)）指一定重量的土壤中水分重量占干土重的百分?jǐn)?shù)。 干土指在105 c 下烘干的土壤（干土？風(fēng)干土），通常要求烘干時(shí)間達(dá)8小時(shí)以上，準(zhǔn) 確則要求烘至衡重。它是普遍應(yīng)用的一種表示方法，也是經(jīng)典方法。一般情況下，如果文獻(xiàn)中未做任何說(shuō)明，則均表示“重量含水量”。如 烘干法測(cè)定的結(jié)果，其含水量的重量百分?jǐn)?shù)（水重 ）可由下式求得：水重 =水重（克）干土重（克）100 % =濕土重 w Kg）干土重 W2（g）工 100 %干土重 W2（g）0例1:測(cè)得濕土重為95克，烘干后重79克，求重量含水量95 79水重 100% = 20.

2、3%792. 土壤容積含水量（水容積百分?jǐn)?shù)）指一定土壤水的容積占土壤容積的百分?jǐn)?shù)。 它可以表明土壤水充滿土壤孔隙的程度及土壤中水、氣的比率。常溫下如土壤的密度為 1克/ 厘米3,因此土壤容積含水量或水容積百分?jǐn)?shù)（水容積 %）可由下式求 得：水容積 = W1 W2 =水重父容重P W2 /P自然狀態(tài)下，單位體積內(nèi)干土重，單： g/cm3。容重是土壤的一個(gè) 十分重要的基本參數(shù)，在土壤工作中用途較廣，以下舉例說(shuō)明。（1）判斷土壤的松緊程度 容重可用來(lái)表示土壤的松緊程度，疏蓊或有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤容重小，緊實(shí)板結(jié)的土壤則容重大，如下表(g/cm3)松緊程 度孔隙度(%)< 1.00最松> 60

3、1.001.1松605641.141.2適合565261.261.3稍緊52500> 1.30緊< 50(2)計(jì)算土壤重量每公頃或每畝耕層土壤有多重，可用土壤的平均容重來(lái)計(jì)算，同樣一定面積土壤(地)上的挖土或盆裁填土量， 也要利用容重來(lái)計(jì)算。例1: 一個(gè)直徑為40cm,高為50cm的盆，如果按1.15g/cm3容 重計(jì)算，問(wèn)需裝多少(干)土？解：(40/2)2 x 3.14 x 50 x 1.15 = 72220 克=72 公斤如一畝地面積(6.67M06cm2)的耕層厚度為 20cm,容重為1.15g/cm3,其總重量為：6.67106 20 1.15 = 1.5108(g) =

4、 150(t) = 150000kg =30萬(wàn)斤土(3)計(jì)算土壤各組分的數(shù)量根據(jù)土壤容重，可以計(jì)算單位面積土壤的水分、有機(jī)質(zhì)含量、養(yǎng)分和鹽分含量等，作為灌溉排水、養(yǎng)分 和鹽分平衡計(jì)算和施肥的依據(jù)。如上例中的土壤耕層，現(xiàn)有土壤含水量為5%,要求灌水后達(dá)到25%,則每畝的灌水定額為：6.67 106 20 1.15 (25% - 15%) = 30(m3)又如上例，土壤耕層的全 N含量為0.1%,則土壤耕層（020cm ） 含N素總量為：6.67106 20 1.150.1% = 150t0.1% = 150kg例2:如某土壤水含量（水重 %）為20.3%, 土壤容重為1.20（克/ 厘米3）,求

5、土壤容積百分?jǐn)?shù)（水容）水容 = 20.3%1.2 = 24.4%（4）由容重計(jì)算土壤的飽和含水量土壤總孔度% = 土壤容積飽和含水量 =,1卓卜100%（土 比重j壤比重為：2.65）又如某土壤容重為1.20,該土的總孔隙度為1-120 100% = 55%,2.65則其土壤容積飽和含水量為 55% ,飽和重量含水量為37.7% ,空氣所 占的容積為55% - 24.4% = 30.6%3. 土壤水貯量（農(nóng)田貯水深）以水層厚度（水毫米）表示。指一定厚度土層內(nèi)土壤水的總貯量相當(dāng)多少水層厚度（毫米）。它便于與氣象資料-降水量、蒸發(fā)量及作物耗水量等進(jìn)行比較。土壤水貯深（水 毫米）可同下式求得： h

6、H土M水重 p 、,（水毫米）="父10 =（水重AH 土（mm）M p1MH 土為土層厚度，單位：mm。M為1畝地的面積。例3:如某土層厚度為100厘米，土壤含水量（水重）為20% ,容重為1.20 （克/厘米3）,得：（水毫米）=1000 M 20% M 1.20 = 240 毫米4 .農(nóng)田（土壤）水貯量（畝/方）以水的體積（方/畝）表示：指一定深度內(nèi)每畝土壤水的總貯量 （以 立方米計(jì)），即：水方/畝這是農(nóng)田灌溉時(shí)計(jì)算水量常用的方法。其求法 如下式：（水方/畝）=666.6（米2）又深度（米）M水重 M容重例4:設(shè)土層深度為1米，水重為20%,容重為1.2,其貯水量 （水方/畝）

7、為：（水方/畝）=666.6米2 M 1米 工20%父1.2全160方/畝例5:可應(yīng)用土壤水貯量（水方/畝）計(jì)算灌水量。如某土壤田間持 水量為20% （水重）,容重為1.20 （克/厘米3）,今測(cè)得土壤含水量為 10% ,現(xiàn)要把每畝一米深的土層的含水量提高到田間持水量的水平， 問(wèn)每畝應(yīng)灌多少水（方/H）?其求法如下：應(yīng)灌水量（方/畝）=面積（米2） M深度（米）父容重X應(yīng)灌水重=666.6 父 1 父 1.2 父（20% - 10% ） = 80 方/畝（水毫米）與（水方/畝）可作如下?lián)Q算：3mm水=2方/畝所以，降水1.5mm即相當(dāng)于農(nóng)田貯水量為1方/畝。即：農(nóng)田貯水量（畝/方）=-父農(nóng)田貯

8、水深（mm） ''3'例6:根據(jù)例3求例4:農(nóng)田貯水量（畝/方）=-x 240（mm） 3=160 （方/畝）水（mm/畝）與水（方/公頃）可作如下?lián)Q算：水（mm/畝）？5 水（方廟） .畝 水（方/公頃） >即：水（mm/畝）x10 I =水（方/公頃）5 .相對(duì)含水量指土壤含水量占田間持水量的百分?jǐn)?shù)。它可以說(shuō)明土壤毛管懸著水 的飽和程度，有效性和水、氣的比例等。是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用的土壤含 水量的表示方法。其求法如下：土壤相對(duì)含水量（片爵魯喘X 100%例7:如某土壤田間持水量為 24%, 則：今測(cè)得土壤含水量為12%,土壤相對(duì)含水量（）二12%24%100% ;

9、 50%說(shuō)明當(dāng)時(shí)土壤含水量只占該土田間持水量的50%,即一半，一般認(rèn)為旱作土壤比較適耕、適播的土壤含水量大約為田間持水量的70%左右為好。上述土壤含水量只占田間持水量的一半，這對(duì)一般作物生 長(zhǎng)，已感土壤水分不足了。例8:實(shí)測(cè)資料如下，求土壤蒸發(fā)量。容重3月314月20蒸發(fā)量蒸發(fā)量蒸發(fā)量日蒸發(fā)(cm)(g/cm3水重水重水重容積水量)(%)(%)(%)(%)(mm)(mm)051.587.74.13.65.72.80.145101.489.96.93.04.42.20.1110201.4410.98.62.33.33.30.1620401.4413.311.32.02.95.80.2740601

10、.4415.112.62.53.67.20.3460'801.4421.518.82.73.97.80.3780101.4431.631.40.20.30.60.030070cm日蒸發(fā)量：(0.14 + 0.11 ) 10 = 0.25 10 = 0.025mm080cm日蒸發(fā)量：0.14 5 0.11 5 0.16 10 。27 20 0.34 20 0.37 205 5 10 20 20 200.7 0.55 1.6 5.4 6.8 7.4一80=0.28mm/d問(wèn)：根據(jù)以上數(shù)據(jù)還可以得到什么結(jié)論？例9:測(cè)得田持為32.5% （容積）, 2米土層平均重量含水量為 16%;平均容量為

11、1.5,求100mm降水（或灌溉水）可濕潤(rùn)多深土層?解:水 mm 100mm100mm100mmH ± = -t-= 1000mm = 1m容積 32.5% (16% M1.5) 32.5% 22.5%10%二、土壤水的有效性土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收利用及其難易程度。不能被植物吸收利用的水稱為無(wú)效水；能被植物吸收利用的水稱為有效 水。其中因其吸收難易程度不同又可分為速效水（或易效水）和遲效 水（或難效水）。通常把土壤萎焉系數(shù)看作土壤有效水的下限。低于萎焉系數(shù)的水 分，作物無(wú)法吸收利用，所以屬于無(wú)效水。所謂萎焉系數(shù)是指植物發(fā) 生永久萎焉時(shí)的土壤含水量。這時(shí)的土水勢(shì)（或土壤

12、水吸力）約相當(dāng) 于根的吸水力（平均為15巴）或根水勢(shì)（平士為-15巴）。一般把田間持水量視為土壤有效水的上限。 所以田間持水量與萎焉 系數(shù)之間的差值即土壤有效水最大含量。土壤有效水最大含量（）=田間持水量（）-萎焉系數(shù)（）土壤有效水最大含量，因不同土壤和不同作物等而異（表 5-7）。表5-7土壤質(zhì)地與有效水最大含量的關(guān)系土壤質(zhì)地砂 土砂壤土輕壤土中壤土重壤土粘 土田間持水量（）121822242628萎焉不數(shù)（%）35661318有效水最大含量（）91316151310隨土壤質(zhì)地由砂變粘，田間持水量和萎焉系數(shù)也隨之增高， 但增高 的比例不同。粘土的田間持水量雖高，但萎焉系數(shù)也高。所以其有效 水

13、最大含量并不一定比壤土高。因而在相同條件下，壤土的抗旱能力 反比粘土為強(qiáng)。一般情況下，土壤含水量往往低于田間持水量。所以有效水含量就 不是最大值，而只是當(dāng)時(shí)土壤含水量與該土萎焉系數(shù)之差。即：土壤有效水含量（） = 土壤含水量（）-萎焉系數(shù)（）作物需水量的有關(guān)概念：（1）作物（田間）需水量ET 在一定條件下，作物在生育期內(nèi) 良好生長(zhǎng)發(fā)育，達(dá)該品種最高產(chǎn)量時(shí)單位面積所需水量（方/畝、mm）。 即理想條件下的耗水量。（2）作物（田間）耗水量ET 在具體農(nóng)田條件下，作物生育期 內(nèi)，達(dá)某一產(chǎn)量時(shí)，單位面積上實(shí)際消耗水量（方 /畝、mm）。注： 旱地田間需（耗）水量不包括深層滲漏，水田作物則包括； 需水量

14、是理想條件下的耗水量。（3）日耗水量作物每日實(shí)際耗水量（相應(yīng)有日需水量）（4）作物需水系數(shù)作物每生產(chǎn)1公斤籽粒（籽棉）的耗水量 （mm/kg）（5）作物需水模系數(shù)作物生育期內(nèi)，各生育期耗水量占總耗 水量的,也叫階段耗水百分?jǐn)?shù)（6）（作物）水分有效利用率 WUE作物每消耗單位水量（mm）所能生產(chǎn)的產(chǎn)量（kg/mm）（7）蒸騰系數(shù)作物每制造1克干物質(zhì)所蒸騰水的克數(shù)（125 1000g/g ）（8）蒸騰強(qiáng)度一 一單位葉面積上，單位時(shí)間內(nèi)的蒸騰耗水量 （g/m2/hr,白天 20250g 夜 120g）（9）蒸騰效率作物每蒸騰1kg水所能生產(chǎn)干物質(zhì)的克數(shù)（18克）（10）影響耗水量的因素：作物種類、作

15、物品種、作物產(chǎn)量、氣象 因素、灌水技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)、種植制度、施肥水平、管理水平等。土壤水有效性的實(shí)質(zhì)：土壤一植物一大氣連續(xù)體系（SPAC）1927年邁耶（Veihmeyer）指出，土壤水在田持萎焉點(diǎn)之間對(duì)作物 是同等有效的，進(jìn)一步研究提出了土壤水三種有效性大小。（如圖）現(xiàn)在研究表明，不同土壤的上、下限并不是常數(shù)（田持也不是常數(shù)）， 于是人們采用能量觀點(diǎn)來(lái)研究土壤水，用水勢(shì)代替含水量，通過(guò)測(cè)定 土壤水勢(shì)、植物水勢(shì)（根、葉）、大氣水勢(shì)把植物從土中吸水直至蒸發(fā) 可視為這樣一個(gè)過(guò)程：水從一個(gè)容量有限，水勢(shì)有變化的源頭（即土 壤）流向一個(gè)容量幾乎無(wú)限的壑（即大氣）中，當(dāng)植物吸水速率等于 蒸騰速率，則水流

16、繼續(xù)進(jìn)行著，當(dāng)土壤供水不足，小于蒸騰，則植物 本身失水，直至萎焉。因此，現(xiàn)在研究土壤水分有效性是從“ 土-植 大氣”視為一個(gè)系統(tǒng)即“ SPAC”（1966, J.R. Philip ）。在這個(gè)系統(tǒng)中，水從水勢(shì)高的地方（土）流向水勢(shì)低的地方（大氣）， 土壤飽和時(shí)，土水勢(shì)為0,隨著含水量的減少，土水勢(shì)以基模勢(shì)為主， 至田持時(shí)，中m = -0.1-0.3巴，萎焉點(diǎn)中m = - 15巴，根水勢(shì)-10 -30 巴，根一葉水勢(shì)差約為 -10巴，水氣水勢(shì)為-1000巴。三、土壤水平衡土壤水平衡是指在一定時(shí)間和一定體積，土壤含水量變化（末期測(cè)定值與前期測(cè)定值之差）等于土壤水的收入（來(lái)水量）與土壤水的支出（耗水

17、量）之差。土壤水的收入（水收）包括：（1）降水（水降），（2）灌溉水（水灌）, （3）地下水的補(bǔ)給，（4）其它來(lái)源的水，如水氣凝結(jié)、雪水、別處流來(lái)的徑流等等。對(duì)一般農(nóng)田來(lái)說(shuō)，水 收主要是水灌和水降。即：水收=水降+水灌土壤水的支出（水支）主要包括：（1） 土面蒸發(fā)（水蒸），（2）植物 蒸騰（水騰），（3）滲漏（水漏），（4）地表徑流（水徑）等等。所以：水支=水蒸+ 水騰+ 水漏+ 水徑農(nóng)田水量平衡研究某一期間土壤水的變量（水）即該時(shí)段中終止 時(shí)與起始時(shí)土壤含水量的差值。也就是這一期間土壤水的收入支出的 差。所在：土水=水收一水支即 ±水 =水降+水灌一水蒸一水漏一水徑水為正值，表示土

18、壤水含量增加，水為負(fù)值，表示土壤水含量 減少即短缺。如果還有其它收支的水，應(yīng)加入上式中。土壤水平衡，在生產(chǎn)實(shí)踐中很有用處。1 .如前期測(cè)得水重10%,而末期測(cè)得15%，則土水=15% - 10% =+ 5% ,表示土壤水增加5% （這表明這期間有灌溉來(lái)水或是降水補(bǔ) 給）。2 .計(jì)算作物的日耗水量。如某麥地灌拔節(jié)水（4月20日）前，根 層土壤含水量為90毫米，然后灌水45毫米。到4月28日再測(cè)定同 一根層土壤的含水量為100毫米，假設(shè)此間灌水后既無(wú)深層滲漏，又 無(wú)降水，問(wèn)這一時(shí)間小麥的日耗水量（水 蒸+水騰）是多少？其計(jì)算方 法是：（90 + 45 - 100 ） + （28 - 20 ） =

19、4.4 毫米/日3 .確定灌溉時(shí)間。經(jīng)測(cè)定某地塊作物主要根層內(nèi)土壤水含量為100毫米，其中無(wú)效水為60毫米，這一時(shí)期降水很水，平均為 0.6毫米/ 日，作物的耗水量為2.6毫米/日，如果在作物吸完有效水時(shí)再灌水， 問(wèn)這塊地的含水量最多能維持幾天就必須灌溉？其計(jì)算方法如下：（100 - 60 ）;（2.6 - 0.6 ） = 20 天4 .某地種植冬小麥，初步定土壤灌水后的含水率 Bmax = 24% （占 干土重百分?jǐn)?shù)）；灌水前的土壤含水量為12%,其容重為1.25噸/米3, 計(jì)劃灌水土層深度 H = 0.5米，冬小麥在該期的日耗水量為3.0毫米， 試求冬小麥的灌水定額和灌水間隔時(shí)間。（答：7

20、5mm、25 天）5 .某灌溉試驗(yàn)，某一季節(jié)的土壤和氣候資料收集如下:水循環(huán)各個(gè)部分處理ABC灌溉（毫米）I40280392降水（毫米）R595959排水（毫米）D186291開(kāi)始時(shí)的土壤水分（毫米）S1450450450結(jié)束時(shí)的土壤水分（毫米）S2208206236徑流（毫米）r000試求每一處理的蒸散量？（答：B處理為：521mm）6 .寫(xiě)出北京地區(qū)春地（裸地及冬小麥地）的農(nóng)田水量平衡方程式。 農(nóng)田水量計(jì)算復(fù)習(xí)題一、名詞解釋1.凋萎系數(shù)（萎焉系數(shù)）2.田間持水量3.重量含水量 4.容積含水量5. 土壤貯水量6. 土壤含水量的計(jì)算公式7.容重 8.深層滲漏9.臨界深度二、填空題1 . 土壤含水量一般是用 來(lái)表示的，它是以為基礎(chǔ)，而不是以 為基礎(chǔ)。2 .土壤水分實(shí)際上是指在 溫度下從土壤驅(qū)逐出來(lái) 的 水。3 . 測(cè)定土 壤含水量的傳統(tǒng)方法4 . 土壤有效水含量為 和之差值。5 .降雨9mm時(shí)，則相當(dāng)于 萬(wàn)/畝。6 .粘土含水量為15%,砂土含水量為10%,請(qǐng)判斷水的流向。三、判斷題1 .降水1.5mm相當(dāng)于農(nóng)田灌水1方/畝（ ）2 . 土