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1、作物灌溉制度--农田水利学教学网 篇一：农田水利学 第一章 1农田水分状况 农田水分：指农田中的地表水、土壤水和地下水。地表水：地表积水。土壤水：包气带中的水分。 地下水：饱水带中的水分（可自由流动的水体）。 与作物生长最密切的是土壤水。 一、土壤水 （一）土壤水分形态 土壤水又可分为吸着水、毛管水和重力水等几种水分形态。 1．吸着水 （1）吸湿水 分子力、紧紧束缚在土粒表面、不能移动、分子状态水 吸湿水达到最大时的土壤含水率称为吸湿系数。 （2）膜状水 分子力、束缚在土粒表面、可沿表面移动但不能脱离土粒表面、液态水膜膜状水达
2、到最大时的土壤含水率称为最大分子持水率。 2．毛管水 对于单个土粒,只能依靠分子力吸附水分,但对于由许多土粒集合而成的土壤,其连续不断的孔隙相当于毛细管, 因此还存在一种毛管力,依靠毛管力保持在土壤中的水分称为毛管水。按水份供给情况不同，分悬着毛管水和上升毛管水。 （1）悬着毛管水 灌溉或降雨后，在毛管力作用下保持在上部土层中的水分。 土壤储存水的主要形式。 悬着毛管水达到最大时的土壤含水率称为田间持水率。 （2）上升毛管水 在地下水位以上附近土层中，由于毛细管作用所保持的水分。 上升毛管水达到根系，则可被作物吸收利用，但地下水位不允许
3、上升到根系，以防渍害。 盐碱地区应严格控制地下水位，发防发生次生盐碱化。 3．重力水 土壤中超过田间持水率的那部分水为重力水。 重力水以深层渗漏的形式进入更下的土层，或地下水。 旱地应避免深层渗漏，以防止水的浪费和肥料的流失。 水田保持适宜的深层渗漏是有益的，会增加根部氧分，有利于根系发育。 （二）土壤水分的有效性 土壤对水分的吸力：1000MPa— 作物根系对水分的吸力：MPa左右 (1MPa=大气压=100m水柱) 如果水分受土壤的吸力小于MPa,作物可吸收利用;如水分受土壤的吸力大于 MPa,则作物不能吸收利用。 MPa是有
4、效水和无效水的分界点。 土壤水分的有效性可以用下图来说明： （图：土壤水分有效性图） 二、农田水分状况 (一)旱田适宜的农田水分状况 不允许地表积水 土壤适宜含水率:凋萎系数~田间持水率 凋萎系数=β田 地下水水质较好,则地下水位可较高,但一下水位不能达到根系层。 有盐碱威胁地区,应严格控制地下水位,以免发生盐碱化。 (二)水田适宜的农田水分状况 水稻是喜水作物,除适时晒田处,田面要经常维持一定的水层。但水层不能过深,否则会使根系缺氧,使根部发生无氧呼吸,有毒物质增加,影响根系生长发育,甚至烂根。 目前多用浅水勤灌,适时晒田。缺水地
5、区应推广控制灌溉技术。 地下水位不宜过高,应保证一定的深层渗漏。适量的深层渗漏对水稻生长有利,可增加根部氧分。深层渗漏也不宜过大,会浪费水,流失肥料。 (三)农田水分状况的调节 农田水分状况并不是总处于适宜的水分状况,农田水分可能过多,也可能过少,水分过多和过少都对作物生长不利。下面分析农田水分过多的原因及调节措施。 1．农田水分过多的原因及措施 原因:降水量大;洪水泛滥;地下水位过高等。 形成的灾害 洪灾——河湖泛滥而形成的灾害。 涝灾——降水过多，积水难排，造成灾害。 渍害——土壤长期过湿，危害作物生长，造成灾害。 措施： 防洪—
6、—整治排洪河道，兴算修水库，加固堤防等。 防涝——开挖排水河道，修建排涝闸、站等。 防渍——开挖田间排水沟，防止过量灌溉等。 2．农田水分过少的原因及调节措施 原因：降雨少，土壤滞水能力差（山丘区）等。 措施： 灌溉——主要措施； 疏松土层——切断毛细管，减少土壤蒸发； 地表覆盖——用麦桔、地膜覆盖，阻止土壤蒸发； 化学抗旱——减少叶面蒸腾。 2土壤水分运动 土壤水分运动的两种途径：毛管理论、水势理论。 毛管理论仅适用于对一些简单的问题分析。 水势理论则是根据在土壤水势基础上推导出的扩散方程，研究土壤的水分运动。这种方法理论严谨，
7、适用于各种边界条件，因而具有广阔的应有前景。 一、土壤水运动基本方程 在一般情况下，达西定律同样适用于非饱和土壤水分运动。根据达西定律和质量守恒原则，可推导出水壤水运动基本方程。 土壤水运动基本方程的两种形式：式（1-11）和式（1-14。 在初始条件和边界条件已知的情况下，可求解式（1-11）和式（1-14），得各点土壤含水率（或负压）和土壤水流量的计算公式，或用数值计算法，直接计算各点土壤含水率（或负压）和土壤水流量。 二、入渗条件下土壤水分运动 除雨和灌水入渗是补给农田水分的主要来源。教材中针对地面已形成一薄水层情况，推导了如下基本公式：
8、 （1）剖面含水率分布，式（1-19'） （2）入渗速度公式，
