单作物系数法和双作物系数法计算ET汇总.doc

单作物系数法和双作物系数法计算作物需水量的比较研究 樊引琴，蔡焕杰(西北农林科技大学 农业水土工程实验室) 摘 要：本文采用FA0-56推荐的计算作物需水量的单作物系数和双作物系数方法，应用陕西杨凌地区的资料，分别计算了作物需水量，并和蒸渗仪的实测值进行了对比，分析了其差异及原因。结果表明，在地面部分覆盖的情况下，双作物系数法比单作物系数法更接近实测值，而在地面完全覆盖情况下，两者差别不大。 关键词：作物需水量；蒸渗仪；作物系数 基金项目：高等学校博士点基金和国家留学回国人员启动基金资助项目的部分内容。作者简介：樊引琴(1976-)，女，陕西宝鸡人，硕士，研究方向：节水灌溉。 作物需水量是制定流域规划，地区水利规划及灌排工程规划、设计、管理和农田灌排实施的基本依据，在农业生产实践中占有重要地位。因此，准确地确定作物需水量是十分必要的。作物需水量的计算方法很多，最常用的方法是作物系数-参考作物需水量(KcET0)法。作物系数反映作物和参考作物之间需水量的差异，可用一个系数来综合反映，也可用两个系数分别来描述蒸发和蒸腾的影响，即所谓的单作物系数和双作物系数。双作物系数是把作物系数分为基础作物系数和土壤蒸发系数两部分。基础作物系数说明蒸腾作用，而土壤蒸发系数则描述蒸发部分。在已往对作物系数的研究中总是把植株蒸腾和土壤蒸发统一考虑，即用单作物系数。但土壤蒸发与植株蒸腾的比例在作物生育期内会有很大变化。在作物完全覆盖地面以后，土壤蒸发相对较小，蒸腾占主导地位；但当作物较小或比较稀疏时，在降雨或灌溉后，土壤蒸发则起主要作用，可以占到很大比例，特别是在土壤表面经常湿润的条件下。由于大部分作物在生育期中有相当一部分时间地面覆盖不完全，此时，要准确估算作物需水量就需全面考虑土壤蒸发和作物蒸腾。 目前关于作物需水量的计算，大多采用单作物系数法。本文旨在利用位于陕西杨凌的西北农林科技大学灌溉试验站的资料，对单作物系数法和双作物系数法计算的作物需水量进行比较，分析其差异及原因，以便为准确地计算作物需水量以及制定科学、合理的灌溉制度提供依据。 1 研究条件 1.1 试验条件?试验在位于陕西杨凌的西北农林科技大学灌溉试验站进行。供试作物为冬小麦，1999年10月12日播种，次年6月4日收割。土壤质地为中壤土，1m土层的田间持水量为23%～25%，凋萎含水量为11%～12%(以上均为重量含水量).地下水埋藏较深，其向上补给量可以忽略不计。试验站内设有气象站，可获得每日的气象资料。用田间的大型称重式蒸渗仪测定作物的实际蒸发蒸腾量，蒸渗仪面积为2.5m×2.5m，深3m，采用优良的称重系统，具有很高的分辨率和精度，用数据采集系统自动采集和记录数据。本实验数据每15min采集一次，可得到短时段内的蒸发蒸腾量。 1.2 作物生育期的划分?将冬小麦全生育期分为4个阶段：初期、发育期、中期和后期。初期阶段从播种开始的早期生长时期，土壤根本或基本没有被作物覆盖(地面覆盖率小于10%)；发育阶段从初始生长阶段结束到作物有效覆盖土壤表面(地面覆盖率70%～80%)的一段时间；中期阶段从充分覆盖到成熟开始，叶片开始变色衰老的一段时间；后期阶段从中期结束到生理成熟或收获的一段时间。根据陕西杨凌当地的气候条件及作物的实际生长状况，各生育阶段的长度分别取为：130d(越冬前60d，越冬期70d)，50d，37d，20d.初期较长是因为冬小麦需要经历很长的越冬期，在越冬期土壤冻结，地上部分停止生长，土壤蒸发和植株蒸腾都非常小，所以把越冬期划入初期阶段。 2 作物需水量的计算方法 FAO作物需水量专家咨询组(Allen等，1994)推荐充分供水条件下采用的作物需水量计算公式如下： ET=KcET0 (1) ET=(Kcb+Ke)ET0 (2) 式中：ET0为参考作物需水量；Kc为综合作物系数；Kcb为基础作物系数；Ke为土壤蒸发系数。 2.1 参考作物需水量的计算?参考作物需水量(ETO)的计算方法很多，本文采用标准化、统一化后的FAO Penman-Monteith公式[1]： ET0=0.408Δ(Rn-G)+γ900/T+273u2(es-ea)/Δ+γ(1+0.34u2) (3) 式中：ET0为采纳靠作物需水量(mm/d);Rn为作物表面的净辐射量(MJm-2d-1);G为土壤热通量(MJm-2d-1);T为平均气温()；U2为2m高处的平均风速(m/s);es为饱和水汽压(kPa)；ea为实际水汽压(kPa)；Δ为饱和水汽压与温度曲线的斜率(kPa/)；γ为干湿表常数(kPa/). 2.2 单作物系数(综合作物系数Kc)的计算?FAO-56推荐的冬小麦各生育阶段的单作物系数分别为：Kc ini1=0.7(非冻土期)，Kc ini2=0.4(冻土期)，Kc mid=1