主要作物节水灌溉制度

主要作物节水灌溉制度（一）冬小麦的节水灌溉制度冬小麦是跨年度生长的作物，生长过程有两个峰期。与此相应，需水过程也呈双峰型。出苗后，随着群体不断加大，需水强度也明显增加，达到冬前峰期。之后，随着气温不断下降，需水强度也相应降低，并在整个越冬期间维持在较低的水平。来年春天返青后，随着气温不断上升，群体逐渐加大，耗水量也迅速增加，至抽穗后达到最大。这一阶段是穗分化与形成的关键阶段，缺水会严重影响产量。研究资料表明，这一时期的土壤含水量低于70%，即会对作物生长产生明显的影响。此外，鄂西北地区这一时期降雨少，又经常出现持续大风天气，并且经过返青后一段时期的利用，土壤贮水消耗程度也较重，所以冬小麦田的土壤含水量常常会接近允许的低限值。这一阶段要随时监测土壤含水量，出现严重干旱时应及时进行补充灌溉。抽穗～成熟期是小麦整个生育期中至关重要的时期，籽粒形成及干物质积累都发生在其中，因而这一阶段也是决定产量高低的重要时期。生产中应当尽可能地使这一阶段土壤水分状况保持在较高的水平。尤其是这一阶段的前期，是冬小麦的需水临界期（水分敏感系数最大的时期），土壤含水量应当不低于田间持水量的70%。这一阶段的后期对水分的要求有所降低，但仍然不应低于60%。这一时段的平均降雨量有明显增加，缺水状况有表1冬小麦节水灌溉制度地区水文年频率（%）产量水平（kg/亩）灌水时间灌水量分配（m3/亩）河南新乡25350播前703月中7050350播前7012月上703月中3575350播前7012月上703月中60山西晋中地区2541012月上703月中705月中1005041012月上703月中、下705月中100晋中地区7541012月上703月中705月上706月上1002537512月中704月下50山西晋中地区5037512月上704月下707537512月上704月下505月中50山东鲁西南地区2540012月上703月中605040012月上703月上、下355月上507540012月上703月中705月上35所缓解。但由于降雨的年际间变异很大，所以经常会发生严重的干旱，应当随时监测，视土壤水分状况变化，及时进行补充灌溉。根据河南引黄人民胜利渠试验站，山西省晋中、晋南灌溉试验站、山东省菏泽地区灌溉试验站的资料，并进行理论分析，得出如下地区的冬小麦节水灌溉制度仅供参考（表1）。（二）玉米的节水灌溉制度表2是根据灌溉试验资料确定的玉米各生育阶段的水分敏感指数。依照敏感指数从大到小的排序，玉米各生育阶段实施灌溉的优先考虑次序为：抽雄～灌浆，拔节～抽雄。灌浆～成熟，播种～拔节。这一次序中没有包括播前灌溉，但在实际生产中，播前灌溉是经常需要考虑的。播种时良好的土壤水分状况才能保证全苗、壮苗，也是后期作物良好生长的先决条件，因此播前灌溉应予以特别重视。播种时如果墒情较差，要优先动用贮水实施灌溉。播前补灌宜采用穴灌或细流沟灌，灌水量10～15mm即可。表2玉米各生育阶段的水分敏感指数生育阶段地区播种～拔节拔节～抽穗抽穗～灌浆灌浆～收获宁夏0.0850.1830.4820.255山西0.0430.1060.2110.094表3夏玉米节水灌溉制度地区水文年频率（%）产量水平（kg/亩）灌水时间灌水量分配（m3/亩）山西利民（夏玉米）25303.68月中3750303.68月中8075303.67月中708月中40山西太原（夏玉米）25512.55月下100505125月下7075512.55月下100河南新乡（夏玉米）25336.00050336.08月上375336.07月308月30山东引黄灌区济南一带（夏玉米）25594.50050594.57月上7075594.57月上708月上30玉米的生长后期已进入当地的雨季，从降雨的绝对量上看，缺口并不大，存在的主要问题是由于降水在年际间变率很大，经常会发生较为严重的短期干旱，需要及时进行灌溉。灌溉时更为重要的是及时供水,而供水量并不一定要求很大。在有效缓解干旱的条件下，剩余的水量应尽可能地用于扩大补灌受益面积,以达到总收益最大的目标。依据河南、山东、山西各省夏玉米需水量试验资料使用理论分析方法，得到各地夏玉米生长期节水灌溉制度，见表3。应当认识到，由于集雨灌溉区域分布广泛，各地在种植的作物种类、采用的耕作栽培方式、生育期的气候状况及可用于补充灌溉的水量等方面都会有相当大的差异，因此所采用的集雨灌溉模式也应当有所不同。表4是甘肃和宁夏省（区）根据当地条件提出的作物补充灌溉模式，表4是宁夏同心县利用滴灌系统对地膜玉米实施灌溉时采用的模式，可供参考。表4宁夏同心县地膜玉米集雨灌溉模式灌水时期灌水次数灌水定额（m3/亩）灌水时期灌水次数灌水定额（m3/亩）播前19～11抽穗～成熟期19～11出苗～拔节期19～11总计49～11拔节～抽穗期19～11（三）果树的节水灌溉制度果树在半干旱山丘地区种植虽然经济价值高，但过去对果树需水量及灌溉制度试验研究甚少。表5是几种果树生育期内按月份计算的日均需水量。总体上看，几种果树需水强度的变化趋势是一致的。即春季开始生长时较低，尔后不断增加，至7～8月份达到高峰，然后又逐渐下降，这一变化过程与气温的变化过程基本相同。几种果树的需水强度以梨树最大，各个生长时期基本都如此，表明梨树是一种相对较为耗水的树种。苹果的需水强度在春天开始发育阶段比葡萄略高，但在生长季中的其他时期都比葡萄和梨低，是耗水强度相对较少的树种。表5几种果树生育期内的平均日需水量单位：mm/d月份果树45678910苹果1.771.751.961.982.021.941.53梨1.832.632.373.483.521.70—葡萄1.651.742.223.172.782.51—以上几种果树的各生育阶段的适宜土壤水分状况据试验资料显示，苹果花芽期的适宜土壤湿度是田间持水量的71.3%，花期为70%左右。果实膨大期是需水高峰期，也是需水临界期，水分状况与果实大小及产量关系密切，适宜土壤含水是为72%～75%。成熟期土壤湿度不宜太高，控制在65%左右最好。在干旱区生长的苹果，根系分布深度为100～150cm，主要根系活动层深度为80～100cm，所以灌水计划层定为80～100cm较适宜。梨树的生育期可分为花前期、花期、果实膨大期及成熟期。阶段需水量以果实膨大期最大。此期根、叶和果实均处于旺盛生长状态，缺水对产量的影响最大，是需水临界期。梨树是耗水较多的果树，因此各时期要求的水分状况较高。据辽宁的试验，梨树各生育阶段的适宜土壤含水量（占田间持水量的百分比）为花前期71.2%，花期74.3%，果实膨大期75.3%，成熟期56.3%。灌水计划湿润层深度一般定为80～100cm。葡萄生育期可分为发芽期、抽穗展叶期、花期、果实膨大期和成熟期。葡萄发芽期需要有较好的水分状况才能保证花穗的良好分化和形成，对供水状况也最为敏感，是需水临界期，土壤含水量一般要保持在田间持水量的70%～80%。其他时期适宜的土壤含水量则分别为：抽穗展叶期65%～75%，花期65%～80%，果实膨大期75%～85%，成熟期65%～70%。灌水计划层以80～100cm为宜。其它品种果树可以参考以上几种各阶段适宜土壤含水量，结合当地当时降雨情况拟定节水的灌溉制度。（四）蔬菜的节水灌溉制度蔬菜是需水量较大的作物，生育期间一般需要频繁地灌水。与其他农作物相比，蔬菜对水分状况更为敏感，灌水及时与否对产量的影响非常大，一些食叶类蔬菜更是如此。蔬菜生育期的总需水量一般很大，经常高达600～700mm，因此在西北半干旱集雨灌溉区较大面积种植是比较困难的。不同种类的蔬菜其需水特性也不相同。生长期叶面积系数高、生长速度快、采收期长、根系发达的蔬菜的需水量要高些，如茄子、黄瓜等，生育期需水量高达800mm左右。反之需水量要低些，如菠菜、莴笋等，需水量只有300mm左右。蔬菜苗期需水量较小，随着群体加大，需水量迅速增加，在植株基本定型后达到最大，之后随着逐渐接近成熟又会减小。大多数蔬菜的需水临界期为营养生长和生殖生长都较旺盛的时期，如菜豆为开花结荚期，萝卜为块根膨大期，西红柿为花芽形成和果实膨大期等。在甘肃省兰州市灌溉试验站，1982～1985年开展了地膜覆盖条件下茄子的适宜灌溉模式研究，1986～1988年又进行了地膜覆盖条件下青椒的适宜灌溉模式研究。通过对试验资料的详细分析，总结出了两种蔬菜作物各生育阶段的适宜土壤水分下限值和整个生育期的灌溉模式（见表4-10），可供集雨灌溉区蔬菜种植时参考使用。（五）当缺乏设计资料时，灌水次数和每次灌水定额可按《雨水集蓄利用工程技术规范》（表7）。中所列表格数字选取。表6茄子、青椒各生育阶段的适宜土壤水分下限值与灌溉模式蔬菜种类适宜土壤水分下限值（占田间持水量%）灌溉模式幼苗～现蕾现蕾～开始采收开始采收～采收盛期采收盛期～采收结束水文年型灌水次数总灌水量（mm）茄子70605550平水年7～8465～965中等干旱年8～9510～540干旱年9～10555～585青椒70655550平水年6～7270～285中等干旱年8330～345干旱年9360～375（六）滴灌系统设计灌溉制度的确定滴灌系统设计中除根据作物各生育期需水量的要求、降雨情况制定灌溉制度外，为确定工程规模，还应确定作为用水高峰期的一次灌水量、灌水时间间隔及一次灌水延续时间等数据。表7不同作物集雨灌溉次数和定额作物灌水方式不同降雨量的灌水次数灌水定额（m3/hm2）250～500mm500mm玉米等旱田作物坐水种113～5点灌2～32～35～6地膜穴灌1～21～23～6注水灌2～31～22～4滴灌地膜沟灌1～22～310～15一季蔬菜滴灌5～86～108～12微喷灌5～86～1010～12点灌5～88～125～6果树滴灌2～53～68～10小管出流灌2～53～68～15微喷灌2～53～68～12点灌（穴灌）2～53～68～12一季水稻“薄、浅、湿、晒”和控制灌溉6～920～261．一次灌水量计算一次灌水量可由下式计算。（1）式中：I—一次灌水量，mm；β—土壤中允许消耗的水量占土壤有效水量的比例（%），β值取决于土壤、作物和经济因素，一般为30%～60%，对土壤水分敏感的作物，如蔬菜等，采用下限值，对土壤水分不敏感的作物，如成龄果树，可采用上限值；Fd、ω0—分别为田间持水量和凋萎点含水量（占土体%），（Fd-ω0）表示土壤中保持的有效水分数量，不同类型土壤的Fd、ω0及（Fd-ω0）值见表4-12。表8各种土壤有效水分含量（占土体%）土壤质地-粘土细粒433013粘壤土细粒342212壤土中等17710砂壤土中等1248砂土粗粒413z—滴灌土壤计划湿润层深度（m），根据各地的经验，各种作物的适宜土壤湿润层深度为：蔬菜0.2～0.3m，大田作物为0.3～0.6m，果树为1.0～1.2m；p—滴灌土壤湿润比（%），p值取决于作物种类及生育阶段，土壤类型等因素。一次滴灌用水量也可用下面两式计算。（2）（3）式中：—田间持水量，以孔隙率的%计；—灌前土壤含水量，为作物允许的土壤含水量下限，以孔隙率%计；A—相应于z土层内的平均孔隙率，以土壤体积%计；、—同和，但以干土重%计；、—分别为土壤和水的密度，t/m3；其余符号意义同前。表9不同土壤容重和水分常数土壤容重（t/m3）水分常数重量比（%）体积比（%）凋萎系数田间持水量凋萎系数田间持水量紧砂土1.45～1.60—16～22—26～32砂壤土1.36～1.544～622～302～332～42轻壤土1.40～1.524～922～282～330～36中壤土1.40～1.556～1022～283～530～35重壤土1.38～1.546～1322～283～432～42轻粘土1.35～1.4415.028～32—40～45中粘土1.30～1.4512～1725～35—35～45重粘土1.32～1.40—30～35—40～50表4-13中列出了各类土壤容重和两种水分常数，可供设计时参考。2．灌水时间间隔的确定两次灌水之间的时间间隔又称为灌水周