什么是作物需水量?

[拼音]：zuowu xushuiliang

[外文]：crop consumptive use of water

作物为了生长发育需要消耗的水量。它是在作物生长季节，从作物植株蒸腾的水量、株间土壤或水面蒸发的水量以及组成作物体的水量之和。由于组成作物体的水量很少(小于总耗水量的1％)，可以忽略不计，故在实用上，常将其余两项之和即田间腾发水量作为作物需水量。作物需水量可分为各生育阶段需水量，月、旬、日需水量等。其单位以单位面积水量（m3/亩或m3/公顷）或水深(mm)表示。作物需水量是确定作物灌溉制度和灌溉用水量的基本数据，故为灌溉系统规划设计和管理运用以及水资源平衡分析的重要依据。

中国对需水量的试验研究是在20世纪50年代初期开始在全国范围内开展起来的，已积累有丰富的试验资料和计算成果，有些省区还绘制出水稻、小麦等主要作物的需水量等值线图。由于中国幅员广大，自然条件千差万别，作物需水量的试验研究方法也不尽一致，需要进一步研究制定规范性的确定作物需水量的方法，改进试验量测技术，为节水增产提供科学依据。

作物需水量主要受气象因素的影响，此外也受植物、土壤因素，以及灌溉、排水和耕作栽培技术等人为措施对植物、土壤因素造成的影响。气象因素，包括气温、空气温度、太阳辐射、日照和风速等，是影响作物需水量的主要因素。作物需水量因地区和时间而有明显差异。在同一气候地带，干旱和半干旱地区的需水量又大于湿润和半湿润地区的需水量。同一种作物在不同水文年份和生长发育阶段，需水量也不同。此外，作物需水量与单位面积产量也有关系，一般来讲在一定范围内产量越高，需水量越大，但后者并不随前者成比例地增加。

确定作物需水量的可靠方法是通过试验来确定，当实测资料不足时，可用计算方法。常用的计算方法可分两类。

即根据分析试验观测资料与影响作物需水量的主要因素之间存在的数量关系，用统计分析建立计算公式的方法。中国常用的有以下几种。

（1）水面蒸发量法（多用于淹灌的水稻田）：

E＝αE0

式中E为某时段的作物需水量（m3/亩）；E0为同时段内的水面蒸发量（m3/亩）；α为通过试验确定的系数。

（2）产量法（多用于旱作物）：

式中E为作物全生育期需水量（m3/亩）;Y为作物单位面积产量（kg/亩）；K、n和C为由试验确定的经验系数。

（3）多因素法（适用于各种作物）：它是利用两个以上主要影响因素推定作物需水量公式的方法。该法形式很多，计算精度较高，但计算较复杂，需要的试验资料较多。

先计算出参考田间腾发水量，再乘以作物系数便得出作物需水量。参考田间腾发水量即潜在腾发量，是指作物株冠完全覆盖地面、作物高度不超过1m且生长正常的作物（如苜蓿等）在充分供水情况下的田间腾发水量。有代表性的计算方法是改进的彭曼公式：

式中Et为参考田间腾发水量(mm/d);P0和P分别为海平面和计算地点的平均气压(mbar)；γ为温度计常数；墹为饱和水汽压曲线的斜率；Rn为田面接受的太阳净辐射能量(mm/d)；Ea为干燥力，即蒸发面上的温度等于气温时的蒸发量(mm/d)。但实际上，作物需水量可由下式计算：

式中E为实际作物需水量；Kc为作物系数，即某阶段内作物需水量与同期参考田间腾发水量的比值，它反映作物及土壤条件对腾发的影响作用，根据试验资料求得。

彭曼公式有比较全面的理论推导，计算精确度较高，对计算小于一旬的短期需水量能给出最好的结果。此外，布兰尼－克里德尔和詹森－海斯公式结构简单，也在许多国家被广泛应用。前者适于计算干旱地区的作物全生长期需水量，后者适于计算内陆半干旱到干旱平原地区的短期需水量。