作物蒸发蒸腾量的测定与计算蔡焕杰课件.ppt

1、蔡焕杰作物蒸发蒸腾量的测定与计算作物蒸发蒸腾量的测定与计算植株蒸腾：植株蒸腾：作物将根系从土壤中吸收的水分，通过叶作物将根系从土壤中吸收的水分，通过叶片的气孔蒸散到大气中的现象。片的气孔蒸散到大气中的现象。棵间蒸发：棵间蒸发：植株间土壤或田面的水分蒸发。植株间土壤或田面的水分蒸发。深层渗漏：深层渗漏：旱地中由于降雨量或灌溉水量太多，使土旱地中由于降雨量或灌溉水量太多，使土壤水分超过了田间持水量，向根系吸水层以下土层渗漏的壤水分超过了田间持水量，向根系吸水层以下土层渗漏的现象。现象。植株蒸腾植株蒸腾棵间蒸发棵间蒸发深层渗漏深层渗漏 或田间渗漏或田间渗漏地表径流地表径流组成植株体的一部分组成植株体

2、的一部分1 1作物需水量作物需水量农田水分消农田水分消耗的途径耗的途径一、作物需水量与影响因素一、作物需水量与影响因素q作物需水量作物需水量：生长在大面积上的无病虫害作物，生长在大面积上的无病虫害作物，土壤水分和肥力适宜时，在给定的生长环境中能取土壤水分和肥力适宜时，在给定的生长环境中能取得高产得高产 潜力的条件下为满足植株蒸腾、棵间蒸发、潜力的条件下为满足植株蒸腾、棵间蒸发、组成植株体所需要的水量。组成植株体所需要的水量。 在实际中由于组成植株体的水分只占总需水量中很微小在实际中由于组成植株体的水分只占总需水量中很微小的一部分的一部分( (一般小于一般小于1%)1%)，而且这一小部分的影响因

3、素较复杂，而且这一小部分的影响因素较复杂，难于准确计算，故人们均将此部分忽略不计，难于准确计算，故人们均将此部分忽略不计，即认为作物需即认为作物需水量就等于植株蒸腾量和棵间蒸发量之和，即所谓的水量就等于植株蒸腾量和棵间蒸发量之和，即所谓的“蒸发蒸发蒸腾量蒸腾量” ，气象学、水文学和地理学中称为，气象学、水文学和地理学中称为“蒸散量蒸散量”或或“农田总蒸发量农田总蒸发量”，国内也有人称之为，国内也有人称之为“腾发量腾发量”。 1.11.1作物需水量的概念作物需水量的概念一、作物需水量与影响因素一、作物需水量与影响因素q作物需水量包含作物需水量包含生理和生态需水生理和生态需水两个方面两个方面 作物

4、生理需水：作物生理需水：作物生命过程中各种生理活动作物生命过程中各种生理活动（如蒸腾作用、光合作用等）所需要的水分。（如蒸腾作用、光合作用等）所需要的水分。植植株蒸腾株蒸腾实际上是作物生理需水的一部分实际上是作物生理需水的一部分 作物生态需水：作物生态需水：指生育过程中，为给作物正常生指生育过程中，为给作物正常生长发育创造良好的生长环境所需要的水分。长发育创造良好的生长环境所需要的水分。棵间棵间蒸发蒸发即属于作物的生态需水即属于作物的生态需水一、作物需水量与影响因素一、作物需水量与影响因素v作物在不同生长阶段的需水规律为：作物在不同生长阶段的需水规律为：随着作物随着作物的生长和叶面积的增加，需

5、水量值也不断增大，的生长和叶面积的增加，需水量值也不断增大，在作物苗期，需水量值较小，当作物进入生长在作物苗期，需水量值较小，当作物进入生长盛期，需水量增加很快，叶面积最大时，作物盛期，需水量增加很快，叶面积最大时，作物需水量出现高峰；到作物成熟期，需水量值又需水量出现高峰；到作物成熟期，需水量值又迅速下降。迅速下降。1.2 1.2 作物需水量规律作物需水量规律一、作物需水量与影响因素一、作物需水量与影响因素v每种作物都有需水高峰期，每种作物都有需水高峰期，需水高峰期一般处需水高峰期一般处于作物生长旺盛阶段，于作物生长旺盛阶段，如冬小麦有两个需水高峰如冬小麦有两个需水高峰期，第一个高峰在分蘖期

6、，第二高峰在开花至乳期，第一个高峰在分蘖期，第二高峰在开花至乳熟期；大豆的需水高峰在开花结荚期；谷子的需熟期；大豆的需水高峰在开花结荚期；谷子的需水高峰为开花水高峰为开花乳熟期；玉米为抽雄乳熟期；玉米为抽雄乳熟期。乳熟期。 v在整个作物的生育在整个作物的生育期内，植株蒸腾和期内，植株蒸腾和棵间蒸发两者所占棵间蒸发两者所占比例互为消长。比例互为消长。一、作物需水量与影响因素一、作物需水量与影响因素作物在不同生育时期对缺水的敏感程度不同，在作物在不同生育时期对缺水的敏感程度不同，在作物整个生育期中通常把对缺水最敏感、缺水对作物整个生育期中通常把对缺水最敏感、缺水对产量影响最大的时期称为产量影响最大

7、的时期称为作物需水临界期作物需水临界期或或需水需水关键期关键期。各种作物需水临界期不完全相同，但大多数出现各种作物需水临界期不完全相同，但大多数出现在从营养生长向生殖生长的过渡阶段，例如小麦在从营养生长向生殖生长的过渡阶段，例如小麦在拔节至抽穗期，棉花在开花至结铃期，玉米在在拔节至抽穗期，棉花在开花至结铃期，玉米在抽雄至乳熟期，水稻为孕穗至扬花期等，在作物抽雄至乳熟期，水稻为孕穗至扬花期等，在作物需水临界期缺水，会对产量产生很大影响。需水临界期缺水，会对产量产生很大影响。1.3 1.3 作物需水敏感期作物需水敏感期一、作物需水量与影响因素一、作物需水量与影响因素作物需水系数：作物需水系数：生产

8、单位产量作物（如生产单位产量作物（如1kg1kg小麦）的需水量（小麦）的需水量（mm kgmm kg-1-1）。）。作物水分利用效率：作物水分利用效率：作物每消耗单位水作物每消耗单位水量所能生产的产量量所能生产的产量(kg/mm(kg/mm或或kg/mkg/m3 3），常），常表示为表示为: :WUE(WUE(water use efficiency) )。 一、作物需水量与影响因素一、作物需水量与影响因素不同种类的作物需水量有很大的差异，如就小麦、不同种类的作物需水量有很大的差异，如就小麦、玉米、水稻而言，水稻小麦玉米；玉米、水稻而言，水稻小麦玉米；不同品种的作物需水量有很大差异，如耐旱品种

9、需不同品种的作物需水量有很大差异，如耐旱品种需水量小；水量小；不同生育阶段需水量不同；不同生育阶段需水量不同；不同长势的作物需水量不同。不同长势的作物需水量不同。2 2影响作物需水量的主要因素影响作物需水量的主要因素 作物需水规律随作物种类、品种、土壤、气候、作物需水规律随作物种类、品种、土壤、气候、生产力水平等诸多因素而变化，应结合各地情况来生产力水平等诸多因素而变化，应结合各地情况来探索作物需水规律。探索作物需水规律。2.1 2.1 作物因素作物因素一、作物需水量与影响因素一、作物需水量与影响因素气象因素是影响作物需水量的主要因素，它不仅气象因素是影响作物需水量的主要因素，它不仅影响蒸腾速

10、率，也直接影响作物的生长发育。气影响蒸腾速率，也直接影响作物的生长发育。气象因素对作物需水量的影响，往往是几个因素同象因素对作物需水量的影响，往往是几个因素同时作用，很难将各个因素的影响一一分开。时作用，很难将各个因素的影响一一分开。当气温高、日照时数多、相对湿度小时，需水量当气温高、日照时数多、相对湿度小时，需水量会增加。会增加。2.2 2.2 气象因素气象因素一、作物需水量与影响因素一、作物需水量与影响因素影响作物需水量的土壤因素主要有质地、颜色、含水影响作物需水量的土壤因素主要有质地、颜色、含水量有机质含量、养分状况等。量有机质含量、养分状况等。砂土持水力弱，蒸发较快，因此，在砂土上的作

11、物需砂土持水力弱，蒸发较快，因此，在砂土上的作物需水量就大。水量就大。 就土壤颜色而言，黑褐色土壤吸热较多，其蒸发较就土壤颜色而言，黑褐色土壤吸热较多，其蒸发较大，而颜色较浅的黄白色土壤反射较强，相对蒸发大，而颜色较浅的黄白色土壤反射较强，相对蒸发较少。较少。土壤含水量较高时，蒸发强烈，作物需水量较大；相土壤含水量较高时，蒸发强烈，作物需水量较大；相反，土壤含水量较低时，作物需水量较少。反，土壤含水量较低时，作物需水量较少。2.32.3土壤因素土壤因素 一、作物需水量与影响因素一、作物需水量与影响因素农业栽培技术水平的高低直接影响水量消耗的速度。农业栽培技术水平的高低直接影响水量消耗的速度。粗

12、放的农业栽培技术，可导致土壤水分的无效消耗。粗放的农业栽培技术，可导致土壤水分的无效消耗。灌水后适时耕耙保墒、中耕松土，将使土壤表面形成灌水后适时耕耙保墒、中耕松土，将使土壤表面形成一个疏松层，这样可减少水量的消耗。一个疏松层，这样可减少水量的消耗。2.4 2.4 农业技术农业技术q由于上述各种因素的影响，因此，在生产实际中，由于上述各种因素的影响，因此，在生产实际中，必须因时、因地、因作必须因时、因地、因作物、因气候等各种自然与人物、因气候等各种自然与人为条件确定作物的需水量，以利于指导生产。为条件确定作物的需水量，以利于指导生产。q作物需水量是水资源合理开发、利用所必需的重要作物需水量是水

13、资源合理开发、利用所必需的重要资料，同时也是灌排工程规划、设计、管理的基本资料，同时也是灌排工程规划、设计、管理的基本依据。依据。一、作物需水量与影响因素一、作物需水量与影响因素蒸渗仪是根据水量平衡原理设计的一种用来蒸渗仪是根据水量平衡原理设计的一种用来计算农田水计算农田水 文循环各主要成分的专门仪器文循环各主要成分的专门仪器。国外利用国外利用LysimeterLysimeter研究作物蒸发蒸腾非常研究作物蒸发蒸腾非常普遍。我国利用普遍。我国利用LysimeterLysimeter进行作物蒸发蒸进行作物蒸发蒸腾的研究始于腾的研究始于8080年代中期年代中期。二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测

14、定二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定 1 1器测法器测法蒸渗仪蒸渗仪称重式：称重式：又可分又可分为充填式与整块为充填式与整块式两种。前者在式两种。前者在器内充填均匀的器内充填均匀的土壤或沙土混合土壤或沙土混合物，后者在器内物，后者在器内装整块原状土。装整块原状土。q蒸渗仪可分为：蒸渗仪可分为：称重式称重式与与水力式水力式蒸渗仪（美国加利福尼亚大学戴维斯分校）蒸渗仪（美国加利福尼亚大学戴维斯分校）作物：番茄直径：作物：番茄直径：6.70米深：米深：0.96米米二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定 二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定二、作物需水量（蒸

15、发蒸腾量）的试验测定 q利用大型称重式蒸渗仪直接测定的作物蒸发蒸腾量利用大型称重式蒸渗仪直接测定的作物蒸发蒸腾量比较准确，常被用来检验各种作物蒸发蒸腾计算公比较准确，常被用来检验各种作物蒸发蒸腾计算公式，进行适当修正和确定作物系数，但由于其设备式，进行适当修正和确定作物系数，但由于其设备价格昂贵而限制了其在我国的广泛应用。价格昂贵而限制了其在我国的广泛应用。二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定 蒸渗仪的基本工作原理：蒸渗仪的基本工作原理： 目前国内外已建成的蒸渗仪，尽管种类繁多，目前国内外已建成的蒸渗仪，尽管种类繁多，形式各异，规模不一，但它们的形式各异

16、，规模不一，但它们的共同特点是在盛共同特点是在盛土容器中观测其土壤水分动态变化土容器中观测其土壤水分动态变化，量测不同时，量测不同时段水分总量，研究土体中水分收支量及变化过程。段水分总量，研究土体中水分收支量及变化过程。 二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定 2 2坑测法坑测法 坑测法是在专门修建的测坑中测定作物需水量，这坑测法是在专门修建的测坑中测定作物需水量，这是我国目前最主要的应用方法。是我国目前最主要的应用方法。(1)有底测坑有底测坑土壤常为回填土，底部一般铺土壤常为回填土，底部一般铺设设20cm20cm厚由砂和砾石组成的滤厚由砂和砾石组成的滤水

17、层，基部设侧向排水管与排水层，基部设侧向排水管与排水收集系统相连。水收集系统相连。坑中土壤回填时应严格按照原坑中土壤回填时应严格按照原有土层容重分层回填，这是有土层容重分层回填，这是保证测坑试验结果具有代表性保证测坑试验结果具有代表性的一个关键环节。的一个关键环节。二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定 测坑内的水分变化通过先后两次测定的土壤含水量的差测坑内的水分变化通过先后两次测定的土壤含水量的差值计算。测定含水量最好选择可以定点、连续测定的方法，值计算。测定含水量最好选择可以定点、连续测定的方法，象中子散射法电阻法，象中子散射法电阻法，TDR法等。法等

18、。 土土钻钻中中子子仪仪可用原状土，也可以为扰动回填土。可用原状土，也可以为扰动回填土。(2)无底测坑无底测坑二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定 移移动动式式防防雨雨棚棚简易防雨棚简易防雨棚为了控制降雨，测坑上方通常还要安设防雨设施。为了控制降雨，测坑上方通常还要安设防雨设施。二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定 优点：测定环境与作物生长发育所处的环境优点：测定环境与作物生长发育所处的环境完全相同，有较强的真实性和代表性完全相同，有较强的真实性和代表性缺点：易受环境条件的干扰，如果控制不好，缺点：易受环境条件的干

19、扰，如果控制不好，有些项目测定不准，则引起的误差会引起作有些项目测定不准，则引起的误差会引起作物需水量测定结果精度。物需水量测定结果精度。3 3田测法田测法田测法是在大田条件下直接测定作物蒸发蒸腾量。田测法是在大田条件下直接测定作物蒸发蒸腾量。二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的试验测定 niiiiiKPMWWHET12121)(10ET12时段蒸发蒸腾量(mm)i土壤层次号数n土壤层次总数目i第i层土壤干容重(g/cm3)Hi第i层土壤的厚度(cm)wi1第i层土壤在时段开始的含水率（干土重%）wi2第i层土壤在时段末的含水率（干土重%）M时段内的灌水量(mm

20、)P时段内的有效降雨量(mm)K时段内的地下水补给量(mm)水量平衡方程：棵间土壤蒸发是作物需水量中不可分割的部分，是农田棵间土壤蒸发是作物需水量中不可分割的部分，是农田水量平衡计算中非常重要的因素，尤其在作物的生长前水量平衡计算中非常重要的因素，尤其在作物的生长前期，土壤处于裸露状态，棵间蒸发尤为严重。期，土壤处于裸露状态，棵间蒸发尤为严重。但是，在农田水量平衡的各种计算模型中如何将棵间蒸但是，在农田水量平衡的各种计算模型中如何将棵间蒸发和植物蒸腾区分开来，一直是困扰人们的难题。发和植物蒸腾区分开来，一直是困扰人们的难题。只有在明确了作物各生育阶段棵间蒸发和植物蒸腾的比只有在明确了作物各生育

21、阶段棵间蒸发和植物蒸腾的比例关系后，才能准确地估算农田土壤水分动态，制定合例关系后，才能准确地估算农田土壤水分动态，制定合理的灌溉制度，尽可能地减少无效的土壤水分散失，提理的灌溉制度，尽可能地减少无效的土壤水分散失，提高水分利用效率。高水分利用效率。因此，测定土壤的棵间蒸发是一项非常重要的工作。因此，测定土壤的棵间蒸发是一项非常重要的工作。4 4棵间土壤蒸发的确定棵间土壤蒸发的确定土壤棵间蒸发一般用土壤棵间蒸发一般用微型蒸渗仪微型蒸渗仪测定，每套蒸渗仪测定，每套蒸渗仪（蒸发器）由内筒和外筒组成。（蒸发器）由内筒和外筒组成。目前一般用镀锌铁皮制成目前一般用镀锌铁皮制成 。微型蒸渗仪微型蒸渗仪 内

22、径内径 高高 壁厚壁厚 外筒内径外筒内径 镀锌铁皮镀锌铁皮 100mm 100mm 有底，有底，比比内筒外径内筒外径略略大大 PVC 管管 100mm 150mm 5mm 120mm 有机玻璃管有机玻璃管 90mm 250mm 5mm 100mm 棵间蒸发量的计算棵间蒸发量的计算E =（W1W2）（）（r2）10 式中：式中：E棵间蒸发量（棵间蒸发量（mm）；）； W1时段初的内筒及土壤重（时段初的内筒及土壤重（g）；）； W2时段末的内筒及土壤重（时段末的内筒及土壤重（g）；）； r内筒的内半径（内筒的内半径（cm）。）。 土壤棵间蒸发的确定土壤棵间蒸发的确定pETcETc的估算方法有两类的

23、估算方法有两类: :一类是直接计算法一类是直接计算法三、作物需水量（蒸发蒸腾量）的估算直接计算作物蒸发蒸腾量的方法均为经验公式法，即根直接计算作物蒸发蒸腾量的方法均为经验公式法，即根据作物蒸发蒸腾量和主要气象要素以及作物产量等实测成据作物蒸发蒸腾量和主要气象要素以及作物产量等实测成果，用回归分析方法确定作物蒸发蒸腾量随这些因素变化果，用回归分析方法确定作物蒸发蒸腾量随这些因素变化的经验方程。在我国采用较多的有蒸发皿法、产量法和多的经验方程。在我国采用较多的有蒸发皿法、产量法和多因素法。因素法。间接间接计算计算 第一步：考虑气象因素对作物需水量的影响，计算参第一步：考虑气象因素对作物需水量的影响

24、，计算参考作物蒸发蒸腾量。考作物蒸发蒸腾量。 第二步：考虑土壤水分及作物条件的影响，对参考作第二步：考虑土壤水分及作物条件的影响，对参考作物需水量进行调整或修正，而计算出实际需水量。物需水量进行调整或修正，而计算出实际需水量。间接计算分为以下两步：间接计算分为以下两步：通过参考作物蒸发蒸腾量通过参考作物蒸发蒸腾量ET0与作物系数与作物系数Kc估算的方法。估算的方法。p估算参考作物蒸发蒸腾量的方法包括估算参考作物蒸发蒸腾量的方法包括经验公式法经验公式法和和理论理论公式法公式法。p经验公式法经验公式法中常采用辐射、温度、水汽压、相对湿度、中常采用辐射、温度、水汽压、相对湿度、风速及日照等气象数据作

25、为参数，按照某种与参考作物风速及日照等气象数据作为参数，按照某种与参考作物蒸发蒸腾量的经验函数关系进行估值。蒸发蒸腾量的经验函数关系进行估值。p理论公式法理论公式法有能量平衡法、水汽扩散法和综合法等。有能量平衡法、水汽扩散法和综合法等。p理论公式法理论公式法中综合法最常应用的是中综合法最常应用的是Penman法和法和PenmanMonteith法。法。 Penman-Monteith公式公式 以能量平衡和水汽扩散理论为基础，既考虑了作物以能量平衡和水汽扩散理论为基础，既考虑了作物的生理特征，又考虑了空气动力学参数的变化，具有较的生理特征，又考虑了空气动力学参数的变化，具有较充分的理论依据和较高

26、的计算精度。充分的理论依据和较高的计算精度。19901990年年FAOFAO5656：参考作物蒸发蒸腾量：参考作物蒸发蒸腾量：是一种假想的参考作物冠层的蒸是一种假想的参考作物冠层的蒸发蒸腾速率，参考作物被假设为高度为发蒸腾速率，参考作物被假设为高度为12cm12cm，表面阻力，表面阻力为为70s/m70s/m，反射率为，反射率为0.230.23，非常类似于表面开阔、高度一，非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全遮盖地面而不缺水的绿色草地。致、生长旺盛、完全遮盖地面而不缺水的绿色草地。 ETET0 0参考作物蒸发蒸腾量参考作物蒸发蒸腾量 mmday1; RnRn输入冠层净辐射量输入冠层净辐

27、射量 MJm2day1; G G土壤热通量土壤热通量 MJ m2 day1; T T2m2m高处日平均温度高处日平均温度 ； u u2 22m2m高处风速高处风速 ms1 ； e es s饱和水汽压饱和水汽压 kPa; e ea a实际水汽压实际水汽压 kPa; 饱和水汽压与温度关系曲线在某处的斜率饱和水汽压与温度关系曲线在某处的斜率 kPa1; 干湿表常数干湿表常数 kPa1 。)34.01()(273900)(408.0220ueeuTGRnETas1 1太阳净辐射计算太阳净辐射计算（1 1）理论太阳辐射）理论太阳辐射R Ra a（大气顶层接受的太阳辐射）（大气顶层接受的太阳辐射） 式中：

28、式中：Gsc太阳常数，其值为太阳常数，其值为0.0820MJ/(m2.min)；dr日地距离日地距离； s日落时角（弧度）日落时角（弧度） 地理纬度（地理纬度（rad）；）； 赤纬（赤纬（rad）。）。s = arccos -tan () tan () J 是日历天数，在是日历天数，在1 (1月月1日日) 至至 365 or 366 (12月月31日日)之间之间， J可有某月可有某月 (M) 某日某日 (D)确定确定 J = INTEGER (275 M/9 - 30 + D) 2 如果如果(M 2)，则有：，则有：J = J + 1 如果计算周期是如果计算周期是10天，天，D = 5, 15

29、 and 25. 如果是月如果是月, J 考虑月中间日：考虑月中间日： J = INTEGER (30.4 M - 15) 日地距离：日地距离：赤纬：赤纬：日落时角：日落时角：（2）短波辐射）短波辐射 asRNnbaRsnsRR1反射率，反射率， 0.23（3）净短波辐射）净短波辐射coscos257.90sin257.90sinarcsin154N 最大可最大可能日照时数能日照时数N （4）净长波辐射）净长波辐射 NnNnfeefTTfNnfefTfRaakanl9 . 010. 0079. 056. 04其中玻尔兹曼常数，玻尔兹曼常数， 2.0110-9Tk 绝对气温，绝对气温， Tk 2

30、73.16+Ta（）（5）地球吸收的净太阳辐射）地球吸收的净太阳辐射 nlnsnRRR（1）饱和水汽压）饱和水汽压01011. 601011. 65 .2655 . 99 .24163. 7aTTsaTTsTeTeaaaa（2）实际水汽压）实际水汽压平均RHeesa2 2其他参数计算其他参数计算（3）饱和水汽压温度曲线上的斜率）饱和水汽压温度曲线上的斜率 05 .2657 .580709 .2419 .424922aasaasTTeTTe（4）湿度计常数）湿度计常数 aT00064. 06455. 0p参考作物蒸发蒸腾量参考作物蒸发蒸腾量( (ETET0 0) )用来表示假定的参考作物的蒸发用

31、来表示假定的参考作物的蒸发蒸腾量，其他作物的蒸发蒸腾量是用参考作物蒸发蒸腾量蒸腾量，其他作物的蒸发蒸腾量是用参考作物蒸发蒸腾量来计算的。来计算的。用于关联实际作物耗水量与参考作物蒸发蒸腾用于关联实际作物耗水量与参考作物蒸发蒸腾量的因子称为作物系数量的因子称为作物系数( (kc) )。 p最早提出并已被最早提出并已被FAO作物需水量专家咨询组作物需水量专家咨询组(Allen等，等，1997)所采纳和修正的作物系数概念如下：所采纳和修正的作物系数概念如下：ETc = Kc ET0 or ET c = (Kcb+Ke)ET0 计算作物蒸发蒸腾量的上述两种方法，计算作物蒸发蒸腾量的上述两种方法，FAO

32、FAO为其分别命为其分别命名为单作物系数法和双作物系数法。名为单作物系数法和双作物系数法。2.2.作物系数的确定作物系数的确定p Kc为为综合作物系数综合作物系数，与作物种类、品种、生育期、作物的群，与作物种类、品种、生育期、作物的群体叶面积指数等因素有关，是作物自身生物学特性的反映。体叶面积指数等因素有关，是作物自身生物学特性的反映。作物系数作物系数Kc不仅随作物而变化，更主要的是随作物生育阶段不仅随作物而变化，更主要的是随作物生育阶段而异。生育初期和末期的值较小，而中期的而异。生育初期和末期的值较小，而中期的Kc较大。较大。p Kcb为为基础作物系数基础作物系数，是表层土壤干燥而根区平均含

33、水量不构，是表层土壤干燥而根区平均含水量不构成土壤水分胁迫条件下成土壤水分胁迫条件下ETc与与ET0的比值，侧重反映了作物潜的比值，侧重反映了作物潜在蒸腾的影响作用；在蒸腾的影响作用；p Ke为为表层土壤蒸发系数表层土壤蒸发系数，它代表了作物地表覆盖稀疏的苗期，它代表了作物地表覆盖稀疏的苗期和前期生长阶段中，除和前期生长阶段中，除Kcb中包含的残余土壤蒸发效果外，在中包含的残余土壤蒸发效果外，在灌溉或降雨发生后由大气蒸发力引起的表层湿润土壤的蒸发灌溉或降雨发生后由大气蒸发力引起的表层湿润土壤的蒸发损失与损失与ET0之比。之比。p 在单作物系数方法中，作物表面和参考表面蒸发、在单作物系数方法中，

34、作物表面和参考表面蒸发、蒸腾速率的差异用作物系数蒸腾速率的差异用作物系数Kc综合考虑，这种方法综合考虑，这种方法就是就是FAO早在早在70年代推荐，并在国内有关作物需水年代推荐，并在国内有关作物需水量研究工作中普遍采用的方法。量研究工作中普遍采用的方法。p 可通过田间实测的作物蒸发蒸腾量与相同阶段内得可通过田间实测的作物蒸发蒸腾量与相同阶段内得到的参考作物蒸发蒸腾量之比获得。这种方法适宜到的参考作物蒸发蒸腾量之比获得。这种方法适宜在灌溉系统的规划设计和管理工作中采用。在灌溉系统的规划设计和管理工作中采用。由于表层土壤水分状况对作物实际蒸发蒸腾量的影响非常显由于表层土壤水分状况对作物实际蒸发蒸腾

35、量的影响非常显著，尤其在作物苗期和前期生长阶段地面覆盖较小的情况下，著，尤其在作物苗期和前期生长阶段地面覆盖较小的情况下，因此，要准确估算作物蒸发蒸腾量就需要全面考虑土壤蒸发因此，要准确估算作物蒸发蒸腾量就需要全面考虑土壤蒸发和作物蒸腾。和作物蒸腾。在双作物系数法中，基础作物系数在双作物系数法中，基础作物系数(Kcb)和土壤蒸发系数和土壤蒸发系数(Ke)分别描述了作物蒸腾作用和土壤表面蒸发作用。分别描述了作物蒸腾作用和土壤表面蒸发作用。对大多数作物来说，在播种和苗期基础作物系数较小，为对大多数作物来说，在播种和苗期基础作物系数较小，为0.150.2；快速生长期迅速增大，为；快速生长期迅速增大，

36、为0.30.8；当植被完全；当植被完全覆盖地面后达到最大值，接近于覆盖地面后达到最大值，接近于1.0；成熟期迅速减小，为；成熟期迅速减小，为0.80.15。双作物系数法对于实时灌溉计划，土壤水分平衡计算以及研双作物系数法对于实时灌溉计划，土壤水分平衡计算以及研究土壤表层湿润变化对究土壤表层湿润变化对ET的影响是非常重要的。的影响是非常重要的。 Generalized crop coefficient curve for the single crop coefficient approach Generalized crop coefficient curve for the dual cro

37、p coefficient approachp 作物蒸发蒸腾不仅受外界蒸发条件的支配，同时还受作物作物蒸发蒸腾不仅受外界蒸发条件的支配，同时还受作物本身的生理特性以及土壤水分状况的限制。在干旱缺水时，本身的生理特性以及土壤水分状况的限制。在干旱缺水时，土壤含水量降低，土壤中毛管传导率减小，根系吸水率降土壤含水量降低，土壤中毛管传导率减小，根系吸水率降低，供水不足，作物遭受水分胁迫，引起叶片含水量减小，低，供水不足，作物遭受水分胁迫，引起叶片含水量减小，气孔阻力增大，从而导致水分胁迫条件下的作物蒸发蒸腾气孔阻力增大，从而导致水分胁迫条件下的作物蒸发蒸腾速率低于无水分胁迫时的作物蒸发蒸腾速率。速率

38、低于无水分胁迫时的作物蒸发蒸腾速率。p 水分胁迫条件下的作物蒸发蒸腾量水分胁迫条件下的作物蒸发蒸腾量ETa是充分供水条件下是充分供水条件下的作物蒸发蒸腾量的作物蒸发蒸腾量ETc和土壤水分胁迫因子和土壤水分胁迫因子K的乘积，即的乘积，即 ETa= KKcET0or Eta = (KcbK+Ke)ET0 估算估算ETa时，需要确定土壤水分胁迫因子时，需要确定土壤水分胁迫因子K。3. .水分胁迫条件下作物蒸发蒸腾量估算方法水分胁迫条件下作物蒸发蒸腾量估算方法 For Dr RAW, Ks is given by:RAW-根系层易利用水量根系层易利用水量TAW-根系层总可用水量根系层总可用水量Dr-根系层已消耗水量根系层已消耗水量 TAW = 1000(FC - WP) Zr RAW = p TAWp = pTable + 0.04 (5 - ETc)