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農(nóng)作物水稻灌溉效益的意義及步驟
來(lái)源： http://www.ktty36.com/ 類別：技術(shù)文章 更新時(shí)間：2013-04-16 閱讀次
在水資源供需矛盾不斷加劇的今天，農(nóng)業(yè)灌溉必須不斷提高用水效率和用水效益，效益優(yōu)先是發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要原則�？茖W(xué)、合理地評(píng)估作物的灌溉效益，是進(jìn)行灌區(qū)建設(shè)和技術(shù)改造可行性研究、工程項(xiàng)目和方案優(yōu)選、管理質(zhì)量檢查與評(píng)定的基礎(chǔ)和前提，也是實(shí)行節(jié)水灌溉及評(píng)價(jià)節(jié)水效益的科學(xué)依據(jù)。但長(zhǎng)期以來(lái)，由于各種原因，作物灌溉效益的研究明顯地滯后于經(jīng)濟(jì)及其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，灌溉效益評(píng)估缺乏科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，取值混亂，甚至在同一區(qū)域和同一時(shí)期內(nèi)，利用土壤水分速測(cè)儀進(jìn)行水分測(cè)量，然后確定溉灌情況，對(duì)灌溉效益的分析結(jié)果也差異懸殊，這種狀況不僅給技術(shù)審查帶來(lái)不便，而且影響政府的決策和造成失誤。這引起了我省有關(guān)技術(shù)主管部門的高度重視，并委托廣東省水科院開(kāi)展作物灌溉效益的試驗(yàn)研究。通過(guò)科學(xué)試驗(yàn)，尋求簡(jiǎn)便可行的作物灌溉效益分析方法，增強(qiáng)客觀性和科學(xué)性，從而減少盲目性或因效益失真所造成的損失。
水稻是廣東的主糧作物，稻田用水在目前乃至今后很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)都必將是灌溉用水的絕對(duì)大戶，因此它是灌溉效益研究的重點(diǎn)作物。水稻的灌溉效益，是指合理灌溉稻田的收成相對(duì)于不灌溉“望天田”的增產(chǎn)率，其變化主要取決于自然降雨?duì)顩r。由于本省降雨的時(shí)空分布不均，降雨通過(guò)土壤水被作物利用，乃至形成產(chǎn)量，情況復(fù)雜多變，這種與自然降雨關(guān)系密切而近似于隨機(jī)的變化過(guò)程，應(yīng)根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，通過(guò)多年長(zhǎng)系列分析，找出其規(guī)律性。我們通過(guò)多年試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的降雨變化過(guò)程、稻田對(duì)降雨的利用量、土壤水與作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量的關(guān)系等，進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，使大氣水—土壤水—作物有機(jī)地聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上建立了“稻田虧水與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系”，提出了作物灌溉效益的分析方法。稻田虧水與產(chǎn)量相關(guān)關(guān)系的建立，揭示了土壤水與作物產(chǎn)量間的數(shù)量關(guān)系，為研究全省各區(qū)域及各種作物的灌溉效益，提供了科學(xué)和較為簡(jiǎn)捷的方法。
如何進(jìn)行分析：以梅縣為例，水稻灌溉效益的分析方法與步驟如下：a）資料收集本例收集了當(dāng)?shù)?953~1999年共47年的逐日降雨和露天水面蒸發(fā)量資料。b）確定各種分析指標(biāo)主要分析指標(biāo)包括：調(diào)查及確定作物耕作方法、作物品種、生育期等；"確定灌溉制度，應(yīng)選擇當(dāng)?shù)毓?jié)水的、大面積實(shí)施的稻田灌溉制度，包括各生育階段的灌水上下限、蓄雨上限等；水稻需水量估算方法（根據(jù)廣東水科院研究成果，利用經(jīng)驗(yàn)公式，通過(guò)露天水面蒸發(fā)強(qiáng)度推算）；確定當(dāng)?shù)氐咎锲骄鶟B漏強(qiáng)度。c）編程、計(jì)算根據(jù)土壤水分平衡原理編制計(jì)算程序，將上述各項(xiàng)分析指標(biāo)輸入電腦，對(duì)“望天田”進(jìn)行土壤水分的逐日平衡分析，得出每日的土壤含水率。d）逐年（分早、晚稻）統(tǒng)計(jì)稻田平均虧水系數(shù)本例對(duì)1953~1999年稻田平均虧水系數(shù)進(jìn)行了逐年的分析，結(jié)果顯示：早稻因降雨較豐，分布均勻，“望天田”多年平均虧水系數(shù)為17.7；晚稻降雨少，“望天田”的虧水程度較重，多年平均虧水系數(shù)為44.5。雙季水稻（早、晚稻合計(jì)）多年平均虧水系數(shù)為33.4。e）估算“望天田”產(chǎn)量指數(shù)根據(jù)“稻田虧水與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系”，逐年推算“望天田”產(chǎn)量指數(shù)。在估算過(guò)程中，宜根據(jù)各年造的逐日土壤水分的實(shí)際變化狀況，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，對(duì)特殊狀況進(jìn)行局部修正。本例分析結(jié)果為，多年平均產(chǎn)量指數(shù)早稻為62.2，晚稻18.7；雙季水稻產(chǎn)量指數(shù)為41.4。灌溉效益分析：以灌溉增產(chǎn)率表示作物灌溉效益，是合理灌溉相對(duì)于無(wú)灌溉的增產(chǎn)效益，通常以增產(chǎn)百分率表示。依據(jù)《灌溉試驗(yàn)規(guī)范》，作物灌溉效益（即灌溉增產(chǎn)率）利用公式計(jì)算�！∮霉嘁姹缺硎緦⒐喔群笤黾拥男б嬲脊嗪罂偵a(chǎn)效益的比例（%）稱為“灌益比”，即把灌溉后的總生產(chǎn)量視為“灌溉水”（或稱“工程水”）與“自然水”的總生產(chǎn)效益，而灌后總產(chǎn)減去靠“自然水”的望天田產(chǎn)量，以此作為“灌溉水”的增產(chǎn)量，其占灌后總產(chǎn)的百分率則為灌益比。
實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)工程灌溉效益的分析，一般利用土壤水分記錄儀，然后采用效益“分?jǐn)傁禂?shù)”法。即以總增產(chǎn)效益（以單位面積的作物增產(chǎn)量或產(chǎn)值）為基數(shù)，乘上灌溉效益“分?jǐn)傁禂?shù)”（一般為灌溉效益占總效益的比例）和作物播種面積。廣東降雨量較豐，依賴自然降雨，作物也具有一定的收成，但產(chǎn)量的高、低，或根本顆粒無(wú)收，農(nóng)民對(duì)其既不能控制也難于預(yù)測(cè)。因此灌溉工程作為農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，在對(duì)作物的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)長(zhǎng)期發(fā)生效益的同時(shí)，也是保持農(nóng)村社會(huì)穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的基礎(chǔ)，因此對(duì)灌溉效益的評(píng)價(jià)，首先應(yīng)從社會(huì)效益去衡量；其次，因大多數(shù)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)技術(shù)必須在具有灌溉保證的條件下才能實(shí)施，從這一意義說(shuō)，灌溉效益也隨農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提高而提高，因此從經(jīng)濟(jì)角度評(píng)價(jià)，以有灌溉條件與無(wú)灌溉條件的土地生產(chǎn)率進(jìn)行比較更合理，或者說(shuō)，應(yīng)以灌溉帶來(lái)的土地生產(chǎn)率、勞動(dòng)生產(chǎn)率等農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)效益的提高，作為評(píng)價(jià)灌溉效益的依據(jù)。
本項(xiàng)研究以田間試驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)研究降雨與土壤水的變化關(guān)系、土壤水與作物生長(zhǎng)的變化關(guān)系，使大氣水—土壤水—作物有機(jī)地聯(lián)系，建立它們之間的相互關(guān)系，進(jìn)一步分析提出該地區(qū)水稻灌溉效益的評(píng)價(jià)指標(biāo)。作為一種相對(duì)簡(jiǎn)便快捷的研究手段和研究方法，將可推廣應(yīng)用到全省各地區(qū)、各種作物，從而推算出能覆蓋全省和各種主要農(nóng)作物的灌溉效益。本項(xiàng)成果直接為灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)服務(wù)。應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)分析、研究科學(xué)合理的作物灌溉效益，填補(bǔ)了我省在這方面的空白，并具有較強(qiáng)的可操作性，在同類技術(shù)領(lǐng)域里可直接應(yīng)用或借鑒，具有實(shí)用意義。因?yàn)樵囼?yàn)結(jié)果是在一定條件下獲得的，難免存在時(shí)域和地域的局限性，因此，今后還應(yīng)創(chuàng)造條件，繼續(xù)進(jìn)行田間試驗(yàn)，使其日臻完善，使本項(xiàng)成果在“從無(wú)到有”的基礎(chǔ)上完成“從有到精”的過(guò)程，更符合科學(xué)化的“精準(zhǔn)”要求。
水稻是廣東的主糧作物，稻田用水在目前乃至今后很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)都必將是灌溉用水的絕對(duì)大戶，因此它是灌溉效益研究的重點(diǎn)作物。水稻的灌溉效益，是指合理灌溉稻田的收成相對(duì)于不灌溉“望天田”的增產(chǎn)率，其變化主要取決于自然降雨?duì)顩r。由于本省降雨的時(shí)空分布不均，降雨通過(guò)土壤水被作物利用，乃至形成產(chǎn)量，情況復(fù)雜多變，這種與自然降雨關(guān)系密切而近似于隨機(jī)的變化過(guò)程，應(yīng)根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，通過(guò)多年長(zhǎng)系列分析，找出其規(guī)律性。我們通過(guò)多年試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的降雨變化過(guò)程、稻田對(duì)降雨的利用量、土壤水與作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量的關(guān)系等，進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，使大氣水—土壤水—作物有機(jī)地聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上建立了“稻田虧水與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系”，提出了作物灌溉效益的分析方法。稻田虧水與產(chǎn)量相關(guān)關(guān)系的建立，揭示了土壤水與作物產(chǎn)量間的數(shù)量關(guān)系，為研究全省各區(qū)域及各種作物的灌溉效益，提供了科學(xué)和較為簡(jiǎn)捷的方法。
如何進(jìn)行分析：以梅縣為例，水稻灌溉效益的分析方法與步驟如下：a）資料收集本例收集了當(dāng)?shù)?953~1999年共47年的逐日降雨和露天水面蒸發(fā)量資料。b）確定各種分析指標(biāo)主要分析指標(biāo)包括：調(diào)查及確定作物耕作方法、作物品種、生育期等；"確定灌溉制度，應(yīng)選擇當(dāng)?shù)毓?jié)水的、大面積實(shí)施的稻田灌溉制度，包括各生育階段的灌水上下限、蓄雨上限等；水稻需水量估算方法（根據(jù)廣東水科院研究成果，利用經(jīng)驗(yàn)公式，通過(guò)露天水面蒸發(fā)強(qiáng)度推算）；確定當(dāng)?shù)氐咎锲骄鶟B漏強(qiáng)度。c）編程、計(jì)算根據(jù)土壤水分平衡原理編制計(jì)算程序，將上述各項(xiàng)分析指標(biāo)輸入電腦，對(duì)“望天田”進(jìn)行土壤水分的逐日平衡分析，得出每日的土壤含水率。d）逐年（分早、晚稻）統(tǒng)計(jì)稻田平均虧水系數(shù)本例對(duì)1953~1999年稻田平均虧水系數(shù)進(jìn)行了逐年的分析，結(jié)果顯示：早稻因降雨較豐，分布均勻，“望天田”多年平均虧水系數(shù)為17.7；晚稻降雨少，“望天田”的虧水程度較重，多年平均虧水系數(shù)為44.5。雙季水稻（早、晚稻合計(jì)）多年平均虧水系數(shù)為33.4。e）估算“望天田”產(chǎn)量指數(shù)根據(jù)“稻田虧水與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系”，逐年推算“望天田”產(chǎn)量指數(shù)。在估算過(guò)程中，宜根據(jù)各年造的逐日土壤水分的實(shí)際變化狀況，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，對(duì)特殊狀況進(jìn)行局部修正。本例分析結(jié)果為，多年平均產(chǎn)量指數(shù)早稻為62.2，晚稻18.7；雙季水稻產(chǎn)量指數(shù)為41.4。灌溉效益分析：以灌溉增產(chǎn)率表示作物灌溉效益，是合理灌溉相對(duì)于無(wú)灌溉的增產(chǎn)效益，通常以增產(chǎn)百分率表示。依據(jù)《灌溉試驗(yàn)規(guī)范》，作物灌溉效益（即灌溉增產(chǎn)率）利用公式計(jì)算�！∮霉嘁姹缺硎緦⒐喔群笤黾拥男б嬲脊嗪罂偵a(chǎn)效益的比例（%）稱為“灌益比”，即把灌溉后的總生產(chǎn)量視為“灌溉水”（或稱“工程水”）與“自然水”的總生產(chǎn)效益，而灌后總產(chǎn)減去靠“自然水”的望天田產(chǎn)量，以此作為“灌溉水”的增產(chǎn)量，其占灌后總產(chǎn)的百分率則為灌益比。
實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)工程灌溉效益的分析，一般利用土壤水分記錄儀，然后采用效益“分?jǐn)傁禂?shù)”法。即以總增產(chǎn)效益（以單位面積的作物增產(chǎn)量或產(chǎn)值）為基數(shù)，乘上灌溉效益“分?jǐn)傁禂?shù)”（一般為灌溉效益占總效益的比例）和作物播種面積。廣東降雨量較豐，依賴自然降雨，作物也具有一定的收成，但產(chǎn)量的高、低，或根本顆粒無(wú)收，農(nóng)民對(duì)其既不能控制也難于預(yù)測(cè)。因此灌溉工程作為農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，在對(duì)作物的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)長(zhǎng)期發(fā)生效益的同時(shí)，也是保持農(nóng)村社會(huì)穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的基礎(chǔ)，因此對(duì)灌溉效益的評(píng)價(jià)，首先應(yīng)從社會(huì)效益去衡量；其次，因大多數(shù)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)技術(shù)必須在具有灌溉保證的條件下才能實(shí)施，從這一意義說(shuō)，灌溉效益也隨農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提高而提高，因此從經(jīng)濟(jì)角度評(píng)價(jià)，以有灌溉條件與無(wú)灌溉條件的土地生產(chǎn)率進(jìn)行比較更合理，或者說(shuō)，應(yīng)以灌溉帶來(lái)的土地生產(chǎn)率、勞動(dòng)生產(chǎn)率等農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)效益的提高，作為評(píng)價(jià)灌溉效益的依據(jù)。
本項(xiàng)研究以田間試驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)研究降雨與土壤水的變化關(guān)系、土壤水與作物生長(zhǎng)的變化關(guān)系，使大氣水—土壤水—作物有機(jī)地聯(lián)系，建立它們之間的相互關(guān)系，進(jìn)一步分析提出該地區(qū)水稻灌溉效益的評(píng)價(jià)指標(biāo)。作為一種相對(duì)簡(jiǎn)便快捷的研究手段和研究方法，將可推廣應(yīng)用到全省各地區(qū)、各種作物，從而推算出能覆蓋全省和各種主要農(nóng)作物的灌溉效益。本項(xiàng)成果直接為灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)服務(wù)。應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)分析、研究科學(xué)合理的作物灌溉效益，填補(bǔ)了我省在這方面的空白，并具有較強(qiáng)的可操作性，在同類技術(shù)領(lǐng)域里可直接應(yīng)用或借鑒，具有實(shí)用意義。因?yàn)樵囼?yàn)結(jié)果是在一定條件下獲得的，難免存在時(shí)域和地域的局限性，因此，今后還應(yīng)創(chuàng)造條件，繼續(xù)進(jìn)行田間試驗(yàn)，使其日臻完善，使本項(xiàng)成果在“從無(wú)到有”的基礎(chǔ)上完成“從有到精”的過(guò)程，更符合科學(xué)化的“精準(zhǔn)”要求。
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