2019土壤含水量及 求 农田作物需水量[技巧].doc

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1、欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！ 土壤含水量及农田作物需水量一、土壤含水量的计算 1土壤重量含水量（重量百分数） 指一定重量的土壤中水分重量占干土重的百分数。干土指在 105下烘干的土壤（干土风干土） ，通常要求烘干时间达 8 小时以上，准确则要求烘至衡重。它是普遍应用的一种表示方法，也是经典方法。一般情况下，如果文献中未做任何说明，则均表示“重量含水量” 。如烘干法测定的结果，其含水量的重量百分数（水重%）可由下式求得： %100)%100%221gWgWgW（干土重（干土重）（湿土重干土重（克）水重（克）水重 例 1： 测得湿土

2、重为 95 克， 烘干后重 79 克， 求重量含水量。 %3 .20%100797995%水重 2土壤容积含水量（水容积百分数） 指一定土壤水的容积占土壤容积的百分数。 它可以表明土壤水充满土壤孔隙的程度及土壤中水、气的比率。常温下如土壤的密度为 1 克/厘米3，因此土壤容积含水量或水容积百分数（水容积%）可由下式求得： 容重水重水容积%/%221WWW 土壤容重 自然状态下，单位体积内干土重，单：g/cm3。容重是土壤的一个十分重要的基本参数， 在土壤工作中用途较广， 以下举例说明。 （1）判断土壤的松紧程度 容重可用来表示土壤的松紧程度，疏蓊或有团粒结构的土壤容重小，紧实板结的土壤则容重大

3、，如下表。 容重（g/cm3） 松紧程度 孔隙度（%） 60 1.001.14 松 6056 1.141.26 适合 5652 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！1.261.30 稍紧 5250 1.30 紧 50 （2）计算土壤重量 每公顷或每亩耕层土壤有多重，可用土壤的平均容重来计算，同样一定面积土壤（地）上的挖土或盆裁填土量，也要利用容重来计算。 例 1：一个直径为 40cm，高为 50cm 的盆，如果按 1.15g/cm3容重计算，问需装多少（干）土？ 解：(40/2)2 3.14 50 1.15 = 72220 克 = 72

4、 公斤 如一亩地面积（6.67106cm2）的耕层厚度为 20cm，容重为1.15g/cm3，其总重量为： 6.67 106 20 1.15 = 1.5 108(g) = 150(t) = 150000kg = 30 万斤土 （3）计算土壤各组分的数量 根据土壤容重，可以计算单位面积土壤的水分、有机质含量、养分和盐分含量等，作为灌溉排水、养分和盐分平衡计算和施肥的依据。 如上例中的土壤耕层，现有土壤含水量为 5%，要求灌水后达到25%，则每亩的灌水定额为： 6.67 106 20 1.15 (25% - 15%) = 30(m3) 又如上例，土壤耕层的全 N 含量为 0.1%，则土壤耕层（02

5、0cm）含 N 素总量为: 6.67 106 20 1.15 0.1% = 150t 0.1% = 150kg 例 2：如某土壤水含量（水重%）为 20.3%，土壤容重为 1.20(克/厘米3)，求土壤容积百分数（水容） 水容% = 20.3% 1.2 = 24.4% （4）由容重计算土壤的饱和含水量 土壤总孔度 = 土壤容积饱和含水量% = 比重容重1 100% （土壤比重为：2.65） 又如某土壤容重为 1.20，该土的总孔隙度为%10065. 220. 11 = 55%，则其土壤容积饱和含水量为 55%，饱和重量含水量为 37.7%，空气所占的容积为 55% - 24.4% = 30.6

6、% 3土壤水贮量（农田贮水深） 以水层厚度（水毫米）表示。指一定厚度土层内土壤水的总贮量相当多少水层厚度（毫米） 。它便于与气象资料降水量、蒸发量及作物耗水量等进行比较。土壤水贮深（水毫米）可同下式求得： 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！ )%10%mmHMMH（）（水水）（水土重重土毫米 H土为土层厚度，单位：mm。M 为 1 亩地的面积。 例 3：如某土层厚度为 100 厘米，土壤含水量（水重%）为 20%，容重为 1.20（克厘米3） ，得： （水毫米） 1000 20% 1.20 = 240 毫米 4农田（土壤）水贮量（亩方

7、） 以水的体积（方/亩）表示：指一定深度内每亩土壤水的总贮量（以立方米计） ，即：水方/亩这是农田灌溉时计算水量常用的方法。其求法如下式： （水方/亩） = 666.6(米2) 深度(米) 水重% 容重 例 4： 设土层深度为 1 米， 水重为 20%， 容重为 1.2， 其贮水量 （水方/亩）为： （水方/亩） = 666.6 米2 1 米 20% 1.2 160 方/亩 例 5：可应用土壤水贮量（水方/亩）计算灌水量。如某土壤田间持水量为 20% （水重%） ， 容重为 1.20 (克/厘米3)， 今测得土壤含水量为 10%，现要把每亩一米深的土层的含水量提高到田间持水量的水平，问每亩应灌

8、多少水（方/亩）？其求法如下： 应灌水量 （方/亩） = 面积(米2) 深度(米) 容重 应灌水重% = 666.6 1 1.2 (20% - 10% ) = 80 方/亩 (水毫米)与(水方/亩)可作如下换算：3mm 水 = 2 方/亩 所以， 降水 1.5mm 即相当于农田贮水量为 1 方/亩。 即： 农田贮水量 （亩/方） = 32 农田贮水深 （mm） 例 6：根据例 3 求例 4： 农田贮水量（亩/方）= 32 240(mm) = 160 (方/亩) 水（mm/亩）与水（方/公顷）可作如下换算： 水(mm/亩) 水（方/亩） 水（方/公顷） 即：水（mm/亩） 水（方/公顷） 1.5

9、 15 亩 10 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！ 5相对含水量 指土壤含水量占田间持水量的百分数。 它可以说明土壤毛管悬着水的饱和程度，有效性和水、气的比例等。是农业生产上常用的土壤含水量的表示方法。其求法如下： %100(%)(%)(%)田间持水量土壤含水量土壤相对含水量 例 7： 如某土壤田间持水量为 24%， 今测得土壤含水量为 12%， 则： %50%100%24%12(%)土壤相对含水量 说明当时土壤含水量只占该土田间持水量的 50%，即一半，一般认为旱作土壤比较适耕、适播的土壤含水量大约为田间持水量的 70%左右为好。

10、上述土壤含水量只占田间持水量的一半，这对一般作物生长，已感土壤水分不足了。 例 8：实测资料如下，求土壤蒸发量。 土层 (cm) 容重 (g/cm3) 3 月 31 水重(%) 4 月 20 水重(%) 蒸发量 水重(%) 蒸发量 容积(%) 蒸发量水(mm) 日蒸发量 (mm) 05 1.58 7.7 4.1 3.6 5.7 2.8 0.14 510 1.48 9.9 6.9 3.0 4.4 2.2 0.11 1020 1.44 10.9 8.6 2.3 3.3 3.3 0.16 2040 1.44 13.3 11.3 2.0 2.9 5.8 0.27 4060 1.44 15.1 12.6

11、 2.5 3.6 7.2 0.34 6080 1.44 21.5 18.8 2.7 3.9 7.8 0.37 80100 1.44 31.6 31.4 0.2 0.3 0.6 0.03 010cm 日蒸发量： （0.14 + 0.11）10 = 0.25 10 = 0.025mm 080cm 日蒸发量： dmm/28. 0804 . 78 . 64 . 56 . 155. 07 . 020202010552037. 02034. 02027. 01016. 0511. 0514. 0 问：根据以上数据还可以得到什么结论？ 例 9： 测得田持为 32.5% （容积%） ， 2 米土层平均重量含水

12、量为 16%；欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！平均容量为 1.5，求 100mm 降水（或灌溉水）可湿润多深土层？ 解：mmmmmmmmmmmH11000%10100%5 .22%5 .32100)5 . 1%16(%5 .32100%容积水土 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难易程度。 不能被植物吸收利用的水称为无效水；能被植物吸收利用的水称为有效水。其中因其吸收难易程度不同又可分为速效水（或易效水）和迟效水（或难效水） 。 通常把土壤萎蔫系数看作土壤有效水的下限。低于萎蔫系数的水分，作物无法吸收

13、利用，所以属于无效水。所谓萎蔫系数是指植物发生永久萎蔫时的土壤含水量。这时的土水势（或土壤水吸力）约相当于根的吸水力（平均为 15 巴）或根水势(平均为-15 巴)。 一般把田间持水量视为土壤有效水的上限。 所以田间持水量与萎蔫系数之间的差值即土壤有效水最大含量。 土壤有效水最大含量 （%） = 田间持水量(%) - 萎蔫系数(%) 土壤有效水最大含量，因不同土壤和不同作物等而异（表 5-7） 。 表 5-7 土壤质地与有效水最大含量的关系 土壤质地 砂 土 砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 粘 土 田间持水量(%) 12 18 22 24 26 28 萎蔫系数(%) 3 5 6 6 13 18

14、 有效水最大含量(%) 9 13 16 15 13 10 随土壤质地由砂变粘，田间持水量和萎蔫系数也随之增高，但增高的比例不同。粘土的田间持水量虽高，但萎蔫系数也高。所以其有效水最大含量并不一定比壤土高。因而在相同条件下，壤土的抗旱能力反比粘土为强。 一般情况下，土壤含水量往往低于田间持水量。所以有效水含量就不是最大值， 而只是当时土壤含水量与该土萎蔫系数之差。 即： 土壤有效水含量(%) = 土壤含水量(%) - 萎蔫系数(%) 作物需水量的有关概念： （1）作物（田间）需水量 ET在一定条件下，作物在生育期内良好生长发育， 达该品种最高产量时单位面积所需水量 （方/亩、 mm） 。即理想条

15、件下的耗水量。 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！ （2）作物（田间）耗水量 ET在具体农田条件下，作物生育期内，达某一产量时，单位面积上实际消耗水量（方/亩、mm） 。 注： 旱地田间需（耗）水量不包括深层渗漏，水田作物则包括； 需水量是理想条件下的耗水量。 （3）日耗水量作物每日实际耗水量（相应有日需水量） （4）作物需水系数作物每生产 1 公斤籽粒（籽棉）的耗水量(mm/kg) （5）作物需水模系数作物生育期内，各生育期耗水量占总耗水量的%，也叫阶段耗水百分数 （6） （作物） 水分有效利用率 WUE作物每消耗单位水量 （mm）

16、所能生产的产量(kg/mm) （7）蒸腾系数作物每制造 1 克干物质所蒸腾水的克数（1251000g/g） （8）蒸腾强度单位叶面积上，单位时间内的蒸腾耗水量（g/m2/hr，白天 20250g 夜 120g） （9）蒸腾效率作物每蒸腾 1kg 水所能生产干物质的克数（18克） （10）影响耗水量的因素：作物种类、作物品种、作物产量、气象因素、灌水技术、农业技术、种植制度、施肥水平、管理水平等。 土壤水有效性的实质：土壤植物大气连续体系（SPAC） 1927 年迈耶(Veihmeyer)指出，土壤水在田持萎蔫点之间对作物是同等有效的，进一步研究提出了土壤水三种有效性大小。 （如图） 现在研究表

17、明， 不同土壤的上、 下限并不是常数 （田持也不是常数） ，于是人们采用能量观点来研究土壤水，用水势代替含水量，通过测定土壤水势、植物水势（根、叶） 、大气水势把植物从土中吸水直至蒸发可视为这样一个过程：水从一个容量有限，水势有变化的源头（即土壤）流向一个容量几乎无限的壑（即大气）中，当植物吸水速率等于蒸腾速率，则水流继续进行着，当土壤供水不足，小于蒸腾，则植物本身失水，直至萎蔫。因此，现在研究土壤水分有效性是从“土植大气” 视为一个系统即 “SPAC” （1966, J.R. Philip） 。 在这个系统中， 水从水势高的地方 （土） 流向水势低的地方 （大气） ，土壤饱和时，土水势为 0

18、，随着含水量的减少，土水势以基模势为主，至田持时，m = -0.1 -0.3 巴，萎蔫点m = - 15 巴，根水势-10 -30巴， 根一叶水势差约为 -10 巴， 水气水势为 -1000 巴。 三、土壤水平衡 土壤水平衡是指在一定时间和一定体积，土壤含水量变化（末期测欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！ （答：75mm、25 天） 5 某灌溉试验， 某一季节的土壤和气候资料收集如下： 水循环各个部分 处理 A B C 灌溉(毫米) I 40

19、 280 392 降水(毫米) R 59 59 59 排水(毫米) D 18 62 91 开始时的土壤水分(毫米) S1 450 450 450 结束时的土壤水分(毫米) S2 208 206 236 径流(毫米) r 0 0 0 试求每一处理的蒸散量？ （答： B 处理为： 521mm） 6 写出北京地区春地 （裸地及冬小麦地） 的农田水量平衡方程式。 农田水量计算复习题 一、名词解释 1. 凋萎系数(萎蔫系数) 2. 田间持水量 3. 重量含水量 4. 容积含水量 5. 土壤贮水量 6. 土壤含水量的计算公式 7. 容重 8. 深层渗漏 9. 临界深度 二、填空题 1土壤含水量一般是用 来

20、表示的，它是以 为基础，而不是以 为基础。 2 土壤水分实际上是指在 温度下从土壤驱逐出来的 水。 3测定土壤含水量的传统方法是 。 4 土壤有 效水含 量为 和 之差值。 5 降雨 9mm 时， 则相当于 万/亩。 6粘土含水量为 15%，砂土含水量为 10%，请判断水的流向 。 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！三、判断题 1降水 1.5mm 相当于农田灌水 1 方/亩 （ ） 2土壤有效水含量一般是粘土壤土砂土 （ ） 3农田灌溉指标制度的下限为凋萎含水量，而上限则为饱和含水量 （ ） 4烘干土即为风干土 （ ） 5土壤有效水最

21、大含量即为土壤有效水含量 （ ） 四、计算题 1某土壤含水量为 200gkg-1（即：20%） ，若同一土层平均容重为1.32g/cm3，则容积含水量为多少？(答：26.4%)；假使耕层厚为 30cm，则每 hm2地耕层内贮水量深度为多少（毫米）？（答：528mm） ；若灌水至土壤饱和之后，容积含水量是多少？（答：49.8%） ；耕层灌水深度为多少（mm）？（答：46.8mm） 。 2某地土壤 010cm 土层含水量为 150gkg-1，容重为 1.2Mgm-3，1030cm 土层含水量为 250gkg-1， 容重为 1.30Mgm-3。 问该土壤 030cm土层共贮水多少 mm？（答：83m

22、m） ；若该土壤耕层厚 30cm，则这种土壤耕层每 hm2多少方水？（答：55.3 方/hm2） ；达田持时的灌水量又为多少？（已知田间持水量为 300gkg-1） （答：112mm/亩或 750 方公顷） 。 3某土壤耕层 020cm 凋萎含水量为 110gkg-1，田间持水量为280gkg-1，容重为 1.25Mgm-3，问： （1）该土壤最大有效水含量是多少mm？（答：42.5mm） ；每 hm2多少方？（答：425 方/hm2） 。 （2）某时刻土壤含水量为210gkg-1， 那么， 土壤有效水为多少mm？ （答： 25.0mm）（3）若此时进行灌水，每 hm2需灌水多少方？（答：175 方/hm2） ；(4)该土壤饱和含水量为多少？