节水灌溉2003复习重点

★★★★★(一)★★★★★
节水灌溉根据作物需水规律及当时供水条件,为了有效地利用降水和灌溉水,获取农业的最佳经济效益,社会效益,生态环境而采取的多种措施的总称。用尽可能少的水投入,取得尽可能多的农作物产出的一种灌溉模式, 目的是提高水的利用率和水分生产率。  节水灌溉的内涵包括水资源的合理开发利用输配水系统的节水田间灌溉过程的节水用水管理的节水以及农艺节水增产技术措施等方面。
从水源到形成作物产量四个环节1通过渠道或管道将水从水源输送至田间 2将引至田间的灌溉水,尽可能均匀地分配到所指定的面积上转化为土壤水3作物吸收,利用土壤水,以维持作物的生理活动 4通过作物复杂的生理过程,形成经济产量. ◇◇前两个环节主要决定于工程技术管理水平,是节水的重要方面。在后两个环节中实现节水,一是靠减少作物棵间蒸发量,二是靠减少作物蒸腾量
节水途径: 源头节水开源与节流水资源合理开发利用输配水节水减少渗漏、蒸发和径流损失田间节水减少棵间无效蒸发,降低奢侈蒸腾管理节水适时适量灌水
广义的节水节水灌溉技术包括:工程,技术,农业,管理,政策法规等多方面的措施.
狭义的节水灌溉的主要技术措施
1,降低渠道水量损失.(采取渠道防渗,渠道配套和建筑物的养护,维修,管道代替)
2,提高用水管理水平.(实行计划用水,节约用水 建立预报测报系统/因地制宜,制定最佳灌溉排水制度,合理进行灌排 对灌溉系统地配水进行优化管理合理征收水费,鼓励用户节约用水/做好测水量水工作,实行按量配水做好工程配套,改造和维修工作提高管理人员技术素质,健全责任管理制度组织农民参与灌溉用水管理)
3采用节水型灌水方法和技术(喷灌,微灌;低压管道灌溉;节水型地面灌溉;水稻节水灌溉)
节水灌溉理论的基本研究任务: 1 研究技术上先进,经济上合理的各种工程措施,途径和方法,减少灌溉水的无益损耗/ 2 研究灌溉系统中各种工程设施的控制,曲柄销调度和运用方法,在时间和空间上合理地分配水源水量,并在田间推行科学的灌溉制度和灌水方法,以达到充分发挥工程作用,合理利用各种水资源,农业高产,稳产和获得较高经济效益的目的.
充分灌溉:供水充分,作物各生育阶段所需水分都得到满足,从而使作物量达到最大,腾发量最高时的灌溉。
非充分灌溉:钳流表允许作物受一定程度的缺水和减产,但仍可使单位水量获得最大的经济效益。
节水灌溉:根据作物需水规律及当地供水条件,有效利用降水及灌溉水,获取农业最佳经济效益、社会效益、生态环境效益而采取措施的总称。
★★★★★(二)★★★★★
蒸腾作用的表示方法: 蒸腾强度蒸腾系数蒸腾效率
影响蒸腾作用的因素:大气温度温度光照土壤条件
水分对改善作物生态环境的作用:以水调气以水调温以水调肥改善农田小气候耕作质量和效率其他要求
稻田水层的好处:增加土壤养分改善田间小气候防治杂草与病虫害。
SPAC系统:水分由土壤经作物而到大气保持着连续状态,并构成了一个完整系统,称此为土壤-植物-大气连续体(the soil-plant-atmosphere continuum).简称SPAC系统。
作物体内的水分输导途径是:土壤-根毛-根的皮层和内发层-根的中柱鞘-根导管-茎导管-叶柄导管-叶脉导管-叶肉细胞-叶细胞间隙-气孔腔-气孔-大气
输导途径可分为两类: 穿过活细胞的输导/ 经过导管,管胞等输导组织
SPAC系统能量平衡简述(1)系统能量平衡 Rn=Rnp+Rns (太阳的辐射热=植物冠层吸收辐射热+土壤吸收辐射热) (2)冠层能量平衡 Rnp=Hp+LT(植物冠层吸收辐射热=显热消耗+潜热消耗)(Hp用于植物升温,LT将植物叶片中的沃小转换成汽态水所需能量)(3)土壤表层能量平衡Rns=Hs+LE+GsGs为土壤的热通量,造成深层土的升温;Hs用于土壤升温;LE将土壤中的液态水转换成气态水所需能量)总潜热消耗:HP+Hs;总显热消耗: LT+LE;土壤热通量:Gs
SPAC系统的研究内容 : 根系吸水率 作物腾发量 有根系吸水存在时的土壤水分运动
干旱是指作物耗水大于吸水,体内水分过渡亏缺而受害的现象。大气干旱、土壤干旱、生理干旱。
干旱对作物的危害:破坏原生质的机能;改变各种生理过程;引起体内水分重新分配;使细胞遭受机械损失。
从土壤水平衡的观点出发,在某一阶段或作物全生育期内,供给土壤的水量小于土壤水分消耗量时,产生土壤水分亏损 soil water deficitSWD)。
SWD从土壤水分供需平衡状况反映了土壤水分状况,只有SWD当大于某一数值时,才会对作物生长发育产生不利影响.因此,从作物生长的角度出生,引入土壤水分胁迫soil water stress的概念。
SPAC系统水分传输动力学观点出发,当蒸腾失水超过根系吸水时,即发生作物水分亏缺(crop water deficit),使作物体内贮水量减少或叶片水势降低。
当作物水分亏缺发展到使作物的水势和膨压降低到足以干扰其正常机能时,才产生作物水分胁迫(crop water stress)。产生作物水分胁迫(CWS)的临界水分亏缺值决定于植物的种类、发育阶段及微气象条件等因素。
水分胁迫对作物生理机制的影响:
根深度增大、根数量增多、白根比率增加;叶面积指数下降;叶气孔张开闭合速率低,峰值提前,历史短,开度小;光合作用减弱;植物组织含水率和叶水势下降;茎数减少,株高受抑制
产量构成因子:亩穗数、穗粒数、穗实粒数、千粒重
建立稻田水层的主要目的:调节水温和泥温,提高稻田空气温度使根系扩展迅速调节土壤肥力,并使肥力分布均匀抵制杂草,冲洗盐分或其他有毒物质
节水灌溉对稻田生态环境的影响:温度(水的比热大,故温差会变大)、杂草(“淹水湿润干旱”循环抑制杂草)、稻田养分(通气条件好,不需要淋洗)
★★★★★(三)★★★★★
正常条件下的作物腾发量的主要影响因素及变化规律:
年际:气象因素影响。水面蒸发量(或参考作物腾发量)大的年份作物腾发量大
生育期内:气象(气温高、蒸发力强,则蒸发蒸腾强度大)、作物(叶面积指数高,则耗
水强度高)
昼夜:气温的昼夜变化过程对作物蒸发蒸腾强度昼夜变化过程的影响最为显著;蒸发蒸腾强度与叶气孔开度关系密切,随开度的张大、缩小而增减
水分胁迫条件下的作物腾发量的主要影响因素及变化规律:
(1)受旱越重,日腾发量越小(2)受旱持续时间越长,日腾发量越小(3)土壤含水率不低于某值时,它的高低对蒸发蒸腾强度、腾发量基本无影响(4)作物早、中期单独阶段受旱出现蒸发蒸腾强度“反弹”现象(5)后期(乳熟期)受旱不存在反弹现象(6)中、后期几个阶段受到连旱复水后存在轻微的反弹现象(7)腾发量与叶温不同步。(8) 叶气孔开度的变化趋势与蒸发蒸腾强度更一致。
褐煤干燥作物需水量的主要影响因素:
气象因素:日照、风速、气温、湿度、气压
作物因素:作物种类、种植密度、生育阶段
土壤因素:土壤类别、土壤湿度
农业耕作措施
腾发量计算的主要模型:
经验公式
★★★★★(四)★★★★★
作物生产函数:从投入与产出的观点认为,描述作物产量(干物质或籽粒产量)与其主要因素(或投入资源)之间的数学关系称为生产函数,其几何关系称为作物产量特征曲线
作物生活的五大基本要素光、热、水分、养分、空气。
作物水分生产函数粉体输送阀:作物产量与水分因子之间的数学关系称为作物水分生产函数。
作为生产函数的自变量的水分用三种指标表示:灌水量,实际腾发量,土壤含水量。
因变量的三种指标为:单位面积产量,平均产量,边际产量。
边际产量是指水量变动时引起的产量变动率。
水分生产函数的特征曲线包括递增部分和递减部分。前者的形状主要受作物种类的品种、土壤类型、灌溉技术等的影响。后者的形状受渍涝,根系活动层通气性降低程度,养分流失,与土壤有关的病害等。
三个阶段:1边际产量大于平均产量的阶段2报酬递减但边际产量大于零的阶段 3边际产量为负值的阶段。
效益函数:毛效益与水量之间的数学关系。费用函数:灌溉费用与水量的数学关系。
作物水分生产函数的数学模型主要静态模型和动态模型。
静态模型描述作物最终产量(干物质或籽粒产量)与水分的宏观关系,而不考虑作物生长发育过程中干物质是如何积累的微观机制。
静态模型可分两类:作物全生育期的水分数学模型作物生育阶段水分的数学模型
(前者包括的有线性模型,非线性模型。后者包括的有乘法模型,加法模型
乘法模型有:Jensen模型/Minhas模型/Rao模型 /Hanks模型
加法模型有:Blank模型/Stewart模型/Singh模型/D-G模型
作物生育阶段水分的数学模型包含供水时间数量多少两方面对作物产量的影响,称为时间水分生产函数。
静态模型的特点1只考虑最终产量,属于黑箱类模型,计算简单,所需实测数据少,但模型的参数具有很大时域性和地域性. 2其敏感指标具有对应关系,可以互换,在一定条件下具有通用性。
动态模型是描述作物生长过程中干物质的积累过程对不同的水分水平的响应,并根据这种响应来预测不同时期的作物干物质积累量及最终产量。(分为机理型经验型
动态模型的特点:可以逐时段地模型及预测作物干物质的累积过程或作物生长过程,结合作物在SPAC中的运移模型,可以较详细的模拟和预测作物对不同水分水平的反应。具有跟综作物生长过程的特点,使水分与产量直接发生关系。可以进行实时操作。所需要的数据多,且有些数据难以测定,在应用受到了一定的限制。
★★★★★(五)★★★★★
节水灌溉条件下灌溉水量最优分配 是指如何在整个灌溉季节,将有限的灌溉水量在时空上进行合理的分配,使全灌区净增产值最大或减产值最小。(其内容包括节水灌溉条件下农作物的最优灌溉制度农作物的最优种植比例,农作物间灌溉水量最优分配灌溉渠系最优水量分配地区间灌溉水量最优调配
农作物的灌溉制度:作物播种前及全生长期内的灌水次数每次灌水的日期灌水定额以及灌溉定额
节水最优灌溉制度 在某片土地的总灌溉水量已经确定且小于该作物整个生育期的总灌溉需水量时,如何将总灌溉水量分配到作物的各个生长阶段,使得在些供水不足的条件下获得的产量。在每个阶段的灌水决策所组成的最优策略就是农作物的最优灌溉制度。
熔断器式隔离开关★★★★★(六)★★★★★
节水灌溉系统的分类1根据地面灌水方法分类:淤灌,淹灌,畦灌,沟灌,膜上灌。2根据地块放水结构分类:输水沟带闸的放水结构输水沟中的水由倒虹吸管或托管放入田块
用带闸阀的多孔放水管低压涵管输水方式3根据灌水定额的水量控制方式分类:连续放水方式削减入流方式间歇放水方式尾水重复利用方式

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