你的作物是怎么喝水的?到底需要喝多少水?

水肥一体化课堂

返回所有文章

你的作物是怎么喝水的?到底需要喝多少水?

在作物种植管理过程中,水肥管理是一项重要的操作,但是我们给作物浇水后,作物如何喝水呢?喝多少水就喝饱了呢? 明白了这两个问题,我们就能更清楚地知道我们该怎么更合理地灌溉,在有效满足作物需水的同时,更有效地利用和节约水资源。

作物如何吸收水分?

我们知道,根系是作物的嘴,作物的吃喝(水肥的吸收)主要都是通过根系来完成的。根系的吸水吸肥主要由根尖的根毛完成。
根系在吸收土壤中水分时,只能吸收土壤中的有效水。而其中速效有效水最容易被吸收的根系吸水有两种动力:根压和蒸腾拉力,后者更为重要。
sae.jpg(水分在植物体内吸收、运输、蒸腾示意图)

根压:植物根系的生理活动使液流从根部上升的压力。如伤流和吐水现象。
对于多年生果树,早春看到伤流液出现,就可以判定根系结束休眠、恢复吸水吸肥了。
grtrdy.PNG

蒸腾拉力:植物因蒸腾失水而产生的吸水动力。
叶片的水分散失后,叶片细胞液的浓度会提高,于是就产生了向叶脉细胞吸水的动力,这样叶片就从茎吸水,茎又从根吸水,根从土壤吸水;在水分从根部向叶片运输的过程中,把溶解于水中的各种养分一并带到了植物全身;同时,植物通过叶表面蒸发水分,把热量从体内散发出去达到降温散热的作用,使植株保持一定恒温。
作物通过叶片蒸腾作用散失的水分是最主要的耗水原因,约99%的水分散失都是通过蒸腾作用完成的。

田间如何耗水?
由于作物长在田间土壤上,根系是从田间土壤中吸收水分的,首先,我们需要知道我们灌溉下去的水分在田间是如何消耗的。
田间水分消耗的途径主要有土壤蒸发、作物蒸腾、深层渗漏、地表径流和植株组成水分。
土壤蒸发:指土壤中水分汽化进入大气的过程。中耕和地表覆盖可以降低土壤蒸发量。
作物蒸腾:指水分从活的植物体表面(主要是叶片)以水蒸汽状态散失到大气中的过程,是一种复杂的生理过程。其主要过程为:

srfge.PNG

(深层渗漏):由于降雨量或灌溉水量过大,使土壤水分向根系活动层以下的土层产生渗漏的过程。深层渗漏的水分因超出作物根系活动范围,无法被作物吸收利用。
(地表径流):指没有下渗的地表水汇聚流动的过程。比如在果园中,由于较大降雨量或过量灌溉而导致土壤无法及时或更多地吸收,进而流到行间或道路,这部分水因在作物根系活动范围之外,也无法被植株吸收利用。
植株组成水分:植物从根部吸收到的水分,大约只有1 %留在体内,用于各种生理过程,其余的99%会通过蒸腾作用散失。因此这部分耗水常忽略不计。
结合以上内容,我们可以得出:在合理的滴灌下,一般不应该发生深层渗漏和地表径流现象,因此田间水分的消耗途径主要为土壤蒸发作物蒸腾耗水

如何估算需水量?
由于田间水分的主要消耗途径为土壤蒸发和作物蒸腾,所以灌溉主要就是补充蒸腾蒸发的耗水量,让土壤中的水分含量保持在速效有效水范围内。在不考虑有效降雨的一般情况下,我们将作物需水量约等于作物的蒸腾蒸发量,并使用参考作物苜蓿来进行对比计算。

作物需水量计算公式为
 ETc = ET0 × Kc
其中,ETc表示目标作物的蒸腾蒸发量;
ET0表示参考作物苜蓿的蒸腾蒸发量;
Kc表示作物系数。

ET0的计算采用FAO(联合国粮农组织)推荐的Penman-Monteith彭曼-蒙蒂斯公式,一般可以通过软件或气象站计算得出,可以直接使用。
(目前,耐特菲姆英文网站已经推出了计算ET0的在线工具,中文版正在加紧准备中,今后您只需登陆耐特菲姆网站就可计算出ET0的数值。)
Kc为作物系数,也有一套复杂计算,需要了解作物生长季总天数和各生长阶段的天数。以下为几种常见作物的作物系数取值,适用于常见种植方式下的作物。如果作物种植方式或管理方式不同于常见方式,或者不同成熟期的作物品种,需进行调整。

以某地苹果为例,如下图所示,在不同的生育期,它的作物系数 (Kc) 不同,我们需要根据实际生育期进行计算。
apple.png
根据ETc = ET0 × Kc的计算公式,我们可以估算出这一地区的苹果在各生育期的需水量。
苹果.PNG

下面,我们列举了几个常见作物的Kc (作物系数),您可以试试估算自己作物的需水量。

blueberry.png蓝莓

citrus.png柑橘

potato.png晚熟马铃薯作物系数

作物需水量公式应用有何限制?
1.   在滴灌系统设计过程中,蒸腾蒸发量ET0的数据来源为多年历史数据平均值,因此在估算作物需水量时需要考虑连续干旱等极端条件;
2.   目标作物的蒸腾蒸发量ETc的计算,需要当地历史气象数据和作物种植信息,因此各地有很大差异;同一区域不同的种植作物、不同生育期的作物品种、不同的种植方式也会有较大差异;
3.   每天的蒸腾蒸发量ETc的计算,可以根据当天的蒸腾蒸发量ET0结合作物所在生育期的Kc进行计算;而计算当天作物的需要灌溉量时还要减去当天的有效降雨量;
4.   单次灌溉时不应过量,否则会导致过多深层渗漏或地表径流,从而导致灌溉水利用率降低,最终只能浇更多的水来补充;
5.   每次灌溉中具体灌溉量的确定,请根据仪器(土壤张力计/湿度计)读数或土壤剖面监测结果进行调整。

评论

我们期待您的评论和建议!