灌溉计划制定技术课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,大田作物灌溉计划实时制定技术,Real-time Irrigation scheduling for field crop,中 国 农 业 大 学,李 光 永,1,大田作物灌溉计划实时制定技术Real-time Irri,灌溉计划实时制定技术的内涵,灌溉计划,是一种灌溉水的使用策略，是灌溉决策的制定过程。,是节水农业体系的重要组成部分。,2,灌溉计划实时制定技术的内涵灌溉计划2,灌溉计划实时制定技术的内涵,其内涵是，（农户）如何根据作物（品种与生长阶段）、土壤、地区气象条件及灌水技术和农业耕作措施，（科学地）决定：,什么时候灌溉（When）,每次灌多少水量（How much）,3,灌溉计划实时制定技术的内涵其内涵是，（农户）如何根据作物（品,正确的灌溉计划,可节省水量,在有完善的灌溉系统条件下，大部分农户民倾向于灌溉较多的水量，认为灌水量多可以获得较高的产量。,在不减少作物产量的情况下,美国研究表明，实施正确的灌溉计划，可以节省灌溉水量1535，（Robert Evans，North Carolina,试验站）,中澳项目昌平示范点，果树微灌正确的灌溉计划与果农的凭经验微灌，节水36,4,正确的灌溉计划可节省水量4,正确的灌溉计划（续）,可节省能源；,（尤其在井灌区，提水灌区）,可减少病虫害的发生；,可减少营养物质的流失量；,可提高化学药剂的有效使用，同时减少对地下水的污染；,最终可使效益最大。,5,正确的灌溉计划（续）可节省能源；5,本报告的讨论重点（focus）：,灌溉计划的制定取决于纵多的因素：,土壤、气象、作物、水源、灌溉技术、耕作措施和管理目标等,是多种技术的集成，仍然是一项正在逐步完善的技术。,利用现有技术，,农户如何方便地科学合理地实时制定,农田灌溉决策,how to make irrigation scheduling,6,本报告的讨论重点（focus）：灌溉计划的制定取决于纵多的因,灌溉计划实时制定的技术体系,看天降雨量、蒸发量测定；,看地土壤水分（水势）确定；,看作物ET、,允许的土壤水分亏缺值确定。,三者互相依存，互相校核,7,灌溉计划实时制定的技术体系看天降雨量、蒸发量测定；7,灌溉计划实时制定的基本原理,土壤水分平衡法,8,灌溉计划实时制定的基本原理土壤水分平衡法8,随,土壤、,作物生长阶段,(根系深度),允许的土壤,水分亏缺量,如：10mm,土壤中的,有效水量,土,壤,水,库,ET,ET,值mm 天数,4-3=1 1,5 2,4 3,10 3,灌溉：什么时候(when)第三天,灌溉多少(how much)10mm,(,与灌溉方式有关，需考虑灌溉水利用率),P,0,=3mm,(第一天),是,一个,非常,重要的,决策,9,随允许的土壤土壤中的土ETET值mm 天数4-3,土壤水平衡表,日历法或支票本法,10,土壤水平衡表日历法或支票本法10,土壤中的有效水量,11,土壤中的有效水量11,土壤的有效水量,砂土,土壤固体颗粒,土壤总含水量,100,75,50,25,0,壤土,粘土,重力水,速效水,亏缺有效水,作物生长受阻,不能利用的水,土壤含水量,体积比,12,土壤的有效水量砂土土壤固体颗粒土壤总含水量100755025,土壤水的允许亏缺量,取决于：,作物品种与生长发育阶段,作物根系深度和土壤有效持水量及土壤含盐量等。,不是一个固定的值,，一般情况下，通常按照有效水量亏缺1/3-2/3来制定灌溉计划。,较小的亏缺,用于对水分敏感的作物或作物的水分敏感阶段，,较大的水分亏缺,用于对水分不太敏感的作物或作物的水分非敏感较大。,13,土壤水的允许亏缺量取决于：13,一些作物的允许土壤水分亏缺量,(土壤有效水含量的百分数,MAD),允许的土壤水分亏缺随作物生长阶段而变化,14,一些作物的允许土壤水分亏缺量(土壤有效水含量的百分数,MA,作物需水量ET,的确定途径,Estimating ET,利用当地试验站的田间试验资料,根据蒸发皿蒸发量确定ET,测定气象数据，利用彭曼公式和作物系数计算ET,利用Etgage,直接测得ET,o，,再利用作物系数计算ET,问题的关键是农户如何能够通过,快速方便的方法获得。,Key is convinent and easy for farmer,15,作物需水量ET的确定途径Estimating ET利用当地,根据蒸发皿蒸发量确定ET,by pan,16,根据蒸发皿蒸发量确定ETby pan16,北京地区桃树的蒸发皿系数,pan factor for peach tree,（中国20cm,直径蒸发皿）,17,北京地区桃树的蒸发皿系数pan factor for pe,测定气象数据，利用彭曼(penman)公式和作物系数计算ET,18,测定气象数据，利用彭曼(penman)公式和作物系数计算ET,冬小麦日需水过程线,19,冬小麦日需水过程线19,20,20,利用Etgage,直接测得ET,o，,再利用作物系数计算ET,ET ETgage Kc,21,利用Etgage直接测得ETo，再利用作物系数计算ETET,Etgage 测量值 mm/d,彭曼公式,计算值 mm/d,Y=0.99x,R,2,=0.88,潜在腾发量,Etgage,测量值与彭曼公式计算值的对比,22,Etgage 测量值 mm/d彭曼公式计算值 mm/,利用土壤水分测定值实时制定灌溉计划,土壤水分测定仪器,23,利用土壤水分测定值实时制定灌溉计划土壤水分测定仪器23,利用张力计制定灌溉计划,读数,(厘巴),解释,0 土壤饱和或张力计已坏,510 水分过高或 排水不良,1020 接近田持,2040 处于植物易于吸收的土壤水分状态,4060 开始灌溉。（壤土：4050；,粘土：5060；,并需考虑作物生长阶段）,70 作物承受水应力,24,利用张力计制定灌溉计划读数(厘巴)解释24,利用石膏块电阻仪制定灌溉计划,25,利用石膏块电阻仪制定灌溉计划25,张力计或石膏块的安装深度与位置,1/41/3的有效根区,(决定什么时候开始灌溉),2/33/4的有效根区,(判断灌水深度),26,张力计或石膏块的安装深度与位置1/41/3的有效根区2/,各种方法的比较,comparison of methods,方法 土壤水分平衡法 张力计法 石膏块法 TDR或中子仪法 土样烘干法,费用 低 中 中 高 低,准确性 低 一般 一般 高 高,实现自动控制,否 是 是 否 否,读数连续 否 是 是 是 是,工作量 一般 一般 一般 一般 大,维护 大 大 大,受盐分影响 大,对水分的测量限制,大 大,27,各种方法的比较comparison of methods,国外灌溉计划实时制定技术的发展现状,Developing status of irrigation scheduling in the word,28,国外灌溉计划实时制定技术的发展现状Developing,国外（以美国为例）,USA,健全的农业技术推广体系,较为完善的水价体系,农户实时制定灌溉计划的主要方法,灌溉计划科学制定技术推广取得的成效,29,国外（以美国为例）USA29,制定灌溉计划的主要方法,methods used in making irrigation scheduling,土壤干湿目测法,利用土壤水分测定仪器,利用媒体,计算机模拟模型,利用土壤水分平衡表,由供水组织决定,依靠灌溉计划制定组织,其他,30,制定灌溉计划的主要方法methods used in ma,土壤干湿目测法,31,土壤干湿目测法31,利用土壤水分测定仪器,soil moisture sensor,仪器：,张力计、石膏块、Watermark block、Aquater probe、中子仪、TDR,等,各州出版了多种关于上述仪器的使用说明的宣传材料，由灌溉技术推广人员帮助农户具体实施。,32,利用土壤水分测定仪器soil moisture senso,利用媒体分布信息,Media reports,广播、电视(broadcast、TV),（气象预报中进入了各地ET,o,的报道）,传真fax(定期给用户发送气象、ET等信息),计算机网络。在INTERNET上提供各地的气象数据及潜在腾发量计算结果,33,利用媒体分布信息Media reports33,新墨西哥州气象网,34,新墨西哥州气象网34,Texas EvaportanspirationWeb Site,全州有20个气象站,35,Texas EvaportanspirationWeb S,利用土壤水分平衡表,checkbook,36,利用土壤水分平衡表checkbook36,利用计算机模拟模型,computer simulation models,INTERNET,提供了各种计算机模拟模型,用户可在线计算或下载，用于计算作物ETo、ET、制定灌溉计划等。,37,利用计算机模拟模型computer simulation,Models/Data Sites I,New Mexico State Climate Center,http:/weather.nmsu.edu/,Center for Research in Water Resources,The University of Texas at Austin,http:/www.ce.utexas.edu/prof/maidment/gishyd97/library/wbtexas/wbtexas.htm,CIMIS(Calif.Irrigation Mgmt.Info.Sys.),http:/wwwdpla.water.ca.gov/cgi-bin/cimis/cimis/hq/main.pl,38,Models/Data Sites INew Mexic,Models/Data Sites II,Texas MesoNet(TAMU),http:/www.met.tamu.edu/texnet/mesonet.html,Irrigation Engineering Software(Utah State University),http:/www.engineering.usu.edu/bie/software.html,Irrigation(USDA-NRCS Western Climate Center),http:/www.wcc.nrcs.usda.gov/water/quality/text/irrigate.html,39,Models/Data Sites IITexas Me,Models/Data Sites III,Colorado Climate Center,http:/ulysses.atmos.colostate.edu/Access.html,Oklahoma MesoNet,http:/okmesonet.ocs.ou.edu/,Washington Public Agricultural Weather System(WPAS),http:/index.prosser.wsu.edu/,40,Models/Data Sites IIIColorad,41,41,1998年农业普查成果,Survey for methods used in deciding when to irrigate in USA in 1998,42,1998年农业普查成果Survey for methods,利用红外温度仪，制定灌溉计划,43,利用红外温度仪，制定灌溉计划43,44,44,桁架上安有红外测温仪用以测量作物叶面温度,精,准,灌,溉,Precision irrigation,45,桁架上安有红外测温仪用以测量作物叶面温度精Precision,十分感谢!,thanks for your attention,46,十分感谢!thanks for your attentio,