[摘 要] 目前，確定農(nóng)作物需水量最有效、最準(zhǔn)確的方法是利用彭曼公式，與土壤性質(zhì)、氣候條件、農(nóng)業(yè)技術(shù)關(guān)系密切，農(nóng)作物需水量是確定農(nóng)作物灌溉定額的依據(jù)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，能夠?yàn)楣喔裙こ淘O(shè)計(jì)、制訂灌水計(jì)劃和灌區(qū)管理提供科學(xué)決策。

[關(guān)鍵詞] 農(nóng)作物；需水量；彭曼公式

[中圖分類號] S274 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-7909（2017）32-91-3

農(nóng)作物需水量是指農(nóng)作物在適宜的外界環(huán)境條件下正常生長發(fā)育達(dá)到或接近達(dá)到該農(nóng)作物品種的最高產(chǎn)量水平所消耗的水量。農(nóng)作物需水量是農(nóng)田水利灌溉設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，受氣象、農(nóng)作物種類等限制，直接影響灌溉定額的計(jì)算結(jié)果，是灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)、灌溉管理的依據(jù)。由于灌區(qū)所處地理位置不同，農(nóng)作物需水量有很大差別，計(jì)算方法有蒸發(fā)皿法、產(chǎn)量法等經(jīng)驗(yàn)公式法和彭曼法。經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算簡單但結(jié)算結(jié)果粗略；彭曼法理論基礎(chǔ)可靠，計(jì)算精度較高，但計(jì)算較復(fù)雜，所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較多。

1 影響農(nóng)作物需水量的因素

影響田間農(nóng)作物需水量的主要因素有氣象條件、農(nóng)作物種類、土壤性質(zhì)和農(nóng)業(yè)措施等。氣溫高，空氣干燥，風(fēng)速大，農(nóng)作物需水量就大；生長期長、葉面積大、生長速度快、根系發(fā)達(dá)以及蛋白質(zhì)或油脂含量高的農(nóng)作物，需水量大；土壤含水量大，沙性大，則需水量大。而通過一定的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施可以改善農(nóng)作物需水量，如地面覆蓋、滴灌等。

2 彭曼法計(jì)算農(nóng)作物需水量

彭曼法是英國科學(xué)家彭曼于1949年首次提出，又于1963年簡化了的公式。彭曼法計(jì)算農(nóng)作物需水量時(shí)分兩步。

2.1 計(jì)算出潛在需水量

潛在需水量是指農(nóng)作物在供水充足條件下的需水量，計(jì)算公式如下：

[Ep=P0P×Δγ×Rn+E21+P0P×Δγ] （1）

式（1）中，P0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；P為計(jì)算地點(diǎn)平均大氣壓；Δ為平均氣溫時(shí)飽和水氣壓；γ為濕度計(jì)常數(shù)；Rn為太陽凈輻射。

2.2 計(jì)算實(shí)際農(nóng)作物的需水量

實(shí)際農(nóng)作物的需水量計(jì)算公式如下：

ET=KC×ET0 （2）

式（2）中，KC為農(nóng)作物系數(shù)。

3 彭曼公式應(yīng)用實(shí)例

3.1 項(xiàng)目區(qū)概況

隆德縣紅堡灌區(qū)位于寧夏隆德縣南部什字河河谷川道區(qū)，地理位置位于東經(jīng)106°05′～106°01′，北緯35°45′～44°38′，海拔高度介于1 960～2 080 m，相對高差120 m，灌區(qū)具有典型的內(nèi)陸型氣候。年平均降水量為500 mm，年均蒸發(fā)量為830 mm，年平均氣溫為5.1 ℃，年均日照總時(shí)間為2 228.1 h，年均總輻射量為122 k Cal/cm2。灌區(qū)逐月降水情況見表1。

種植業(yè)是灌區(qū)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。灌區(qū)內(nèi)土壤類型主要以黃綿土和黑壚土為主。土壤色澤與母質(zhì)層極相近，質(zhì)地均勻，疏松多孔，耕性良好，礦質(zhì)養(yǎng)分豐富，適宜馬鈴薯、玉米、中藥材等多種農(nóng)作物的生長。根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蠹巴寥捞攸c(diǎn)，灌區(qū)主要種植菊芋、玉米、藥材等。灌區(qū)灌溉水源為紅堡?。ㄒ唬┬退畮?。

3.2 計(jì)算分析

3.2.1 農(nóng)作物需水量計(jì)算。通過對紅堡灌區(qū)農(nóng)作物種植整個(gè)生育期的研究，利用彭曼公式計(jì)算出農(nóng)作物的日潛在需水量，計(jì)算結(jié)果見表2。

由公式ET=KC×ET0計(jì)算出的灌區(qū)農(nóng)作物需水量ET，是指充分供水條件下實(shí)際農(nóng)作物蒸發(fā)蒸騰量與參考農(nóng)作物蒸發(fā)蒸騰量的比值。其反映了農(nóng)作物本身的生物學(xué)特性、產(chǎn)量水平、土壤耕作條件等對農(nóng)作物需水量的影響。其因農(nóng)作物種植、發(fā)育階段和產(chǎn)量而異，生育初期、末期較小，中期較大，可根據(jù)各月田間實(shí)測需水量和相同階段的氣象因素計(jì)算出的參考農(nóng)作物需水量求得。本文所取農(nóng)作物系數(shù)為0.75～1.02。

對于不同農(nóng)作物、不同時(shí)期的灌溉需水不同，利用農(nóng)作物潛在需水量計(jì)算每種農(nóng)作物每個(gè)生育階段的灌溉需水量（見表3）。灌區(qū)主要種植菊芋、玉米和藥材，菊芋生育期包括苗期、枝繁葉茂期、現(xiàn)蕾期、開花期，菊芋株高枝繁葉茂期和現(xiàn)蕾期生長最快，對水分敏感，設(shè)計(jì)在高枝繁葉茂期和現(xiàn)蕾期灌水。玉米生育階段主要包括苗期、穗期、花粒期。苗期包括出苗期、三葉期、拔節(jié)期、去分蘗。灌水主要在拔節(jié)期前后。穗期包括小喇叭口期、大喇叭口期、抽雄期、開花期，灌水主要在大喇叭口期?；Ｆ诎ǔ榻z期、籽粒形成期、乳熟期、蠟熟期，澆水主要在籽粒形成期。藥材種植以板藍(lán)根、柴胡及黃芪為主，這三種藥材都屬于耐旱植物，農(nóng)作物在播種及出苗期是耗水強(qiáng)度最小的時(shí)期，占全生育期耗水量的2%；苗期至營養(yǎng)生長期，階段耗水量占全生育期耗水量的14%；營養(yǎng)生長期達(dá)到耗水高峰，耗水量占全生育期的55%；營養(yǎng)生長后進(jìn)入肉質(zhì)根生長期，各處理耗水量逐漸降低，占全生育期耗水量的29%。

3.2.2 灌溉定額。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)主要農(nóng)作物生育期的灌溉定額、農(nóng)作物需水量，按土壤計(jì)劃濕潤層深度內(nèi)的農(nóng)田水量平衡原理分析確定。按下式進(jìn)行計(jì)算：

M=ET-P-（W0-Ws）-Wk+M1 （3）

土壤計(jì)劃濕潤層取0.35m；不同農(nóng)作物生育期可利用有效降水量計(jì)算以日降水量為準(zhǔn)，日降水量小于5 mm，視為無效降水；日降水量5～30 mm，利用率為100%；日降水量30～50 mm，利用率取60%；日降水量大于50 mm，利用率取30%。土壤水利用量（W0-W）經(jīng)分析計(jì)算，灌區(qū)統(tǒng)一取30 m3/667 m2；灌區(qū)地下水埋深一般在10 m以下，農(nóng)作物無法利用，即使隨著灌溉水入滲補(bǔ)給，地下水位上升十分緩慢且有限，故地下水補(bǔ)給Wk=0。農(nóng)作物生育期灌溉定額見表4。

4 結(jié)論

采用彭曼公式對紅堡灌區(qū)整個(gè)生育期的需水量進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)榭紤]了除氣象以外的很多可能對農(nóng)作物需水量的影響因素，比蒸發(fā)皿法、產(chǎn)量法等方法較為精確。這樣的結(jié)果為灌區(qū)計(jì)算灌溉定額、制訂灌溉制度提供了有力的依據(jù)。