田间持水量怎么计算 田间持水量名词解释( 二 )


当毛管悬着水达到最大数量时的土壤含水量称为田间持水量 。指的是在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后,允许水分充分下渗,并防止其水分蒸发,经过一定时间,土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量(土水势或土壤水吸力达到一定数值),是大多数植物可利用的土壤水上限 。
因此,田间持水量长期以来被认为是土壤所能稳定保持的最高土壤含水量,也是土壤中所能保持悬着水的最大量,是对作物有效的最高的土壤水含量,且被认为是一个常数 。
因此,我们的灌溉上限就是土壤空隙全部充满水,而且土壤水不下渗的量,既灌溉量达到田间持水量,停止灌溉 。
(四)如何利用田间持水量计算农田最大灌溉量 。
田间持水量的计算公式为:田间持水量=(灌满水土壤重量 – 烘干土壤重量)烘干土壤重量×100% 。
土壤相对含水量(%)=土壤含水量/田间持水量×100% 。
田间持水量是土壤的一项物理性质,它的大小与土壤的结构、质地、有机质含量以及土地利用状况有关,不同的土壤其田间持水量不同,即使是同一种土壤,由于其所处的气候带不同、利用方式不同,导致其质地结构以及有机质含量不同,其田间持水量亦不同 。
根据《全国土壤田间持水量分布探讨》的研究结果,全国各地的田间持水量如下表:

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来源于:全国土壤田间持水量分布探讨
通过上面两个公式可以推导出农田单次灌溉的最大灌水量:
田间持水量=(灌满水土壤重量 – 烘干土壤重量)/烘干土壤重量×100% 。现在只要确定一亩地烘干土壤就可以知道灌满水土壤质量,也可以知道灌溉水的量了 。
灌溉水的量=灌满水土壤重量 – 烘干土壤重量
灌满水土壤重量 =烘干土壤的重量(1+田间持水量)
烘干土壤的重量= 面积 × 土层深度× 土壤容重 。
每个土壤的容重有差异,根据资料,土壤容重的大概值如下:
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现在以华北平原的壤土地为例计算,查上面两个表可以发现:田间持水量为20-24%,现在取值,24%;土壤容重为1.03-1.39克/立方厘米,方便计算取值1.30 。
以问题中的20厘米土层计算:
(1)烘干土壤的重量= 667平方米 × 0.2米× 1300千克/立方米=173420千克 。
(2)灌满水土壤重量 =173420千克×(1+0.24)=215040.8千克
(3)灌溉水的最大量= 215040.8千克- 173420千克= 41620.8千克,约等于41.6立方米 。
为了方便计算最大灌溉水的量可以化简为
灌溉水的最大量 = 667平方米 × 灌溉深度× 土壤容重×田间持水量 。
(五)如何利用田间持水量计算农田最大灌溉量的校正 。
上面计算过程是单次灌溉的最大灌溉水量,实际上我们不能等到土壤完全干燥在进行灌溉 。因为当土壤含水量降低到某一程度时,植物根系吸水非常困难,致使植物体内水分消耗得不到补充而出现永久性凋萎现象,此时的土壤含水量称为凋萎系数 。因此凋萎系数是开始灌溉的下限,也就是开始灌溉前土壤中还有一定量的水 。
故公式校正为:
灌溉水的最大量 = 667平方米 × 灌溉深度× 土壤容重×(田间持水量-凋萎系数) 。
不同作物在不同土壤中的凋萎系数不同,根据资料不同土壤的凋萎系数大概值如下表,沙土地最小3%,黏土15%,壤土9%左右 。
因此,上例华北平原的壤土地,20 cm土层最大灌水量应该是
灌溉水的最大量 = 667平方米 × 灌溉深度× 土壤容重×(田间持水量-凋萎系数)=667平方米 × 0.2米× 1300千克/立方米×(0.24-0.09)=26013千克≈26立方米 。
通过上述推导和计算,因此一亩地最大灌溉多少水应该是:土壤面积× 灌溉深度× 土壤容重×(田间持水量-凋萎系数),以根系40厘米计算,最大灌溉量不应该超过52立方米;实际生产中,灌溉面积一般不应该是667平方米,如果全部灌溉这个不是滴灌,而且常规灌溉,建议乘以系数0.7;另外除了蹲苗期为土壤相对干旱外,其他时候一般灌溉前土壤含水量较大,而且水肥一体化不应该将土壤灌溉至过饱和,建议乘以系数0.4-0.8,因此,一亩地最大的灌水量应该控制在15-30立方米比较合适 。
最后,总结为一句话,土壤的凋萎系数是灌溉下限,田间持水量是灌溉上限,最大灌溉量应该按照公式:土壤面积× 灌溉深度× 土壤容重×(田间持水量-凋萎系数),来计算;然后乘以灌溉面积系数0.7和灌水量校正系数0.4-0.8;土壤容重和田间持水量可以通过实验室分析获取,初略计算时可以参考上表 。

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