南方农田灌溉水量定额多少（四千字还原农业灌溉定额本来的样子）
南方农田灌溉水量定额多少（四千字还原农业灌溉定额本来的样子）作物需水将智能管式多深度智能土壤墒情仪部署在水分利用效率较高的作物根系附近，可以直观地观测到多深度土壤水分变化，通过分析土壤水分变化情况，用于掌握作物的需水量。 但从农业种植的角度看，农业灌溉用水定额应该以作物的产量和品质为目标，在保证生产目标的前提下提高水生产率。随着农业生产环境不断变化，以水为主视角的水利管理角度已经不能满足未来农业生产应用。我们将从农业种植的角度，提出在节水灌溉方式下对农业灌溉用水定额的一些新认识，欢迎大家多加讨论。
农业灌溉用水定额对推行节约用水、优化配置和合理利用水资源、提高灌溉水利用率和利用效益具有十分重要的意义。
它是一个计量统计数据，主要目的是优化农业灌溉过程中的水资源利用。
从水利管理的角度看，它是水行政主管部门科学核定取水许可数量、建立水权分配制度的重要依据。
它以水为主视角，在既定水资源总量的基础上对水资源进行合理分配。在贫水区也常用「以水定产」来平衡农业发展与水资源供应之间的关系。
但从农业种植的角度看，农业灌溉用水定额应该以作物的产量和品质为目标，在保证生产目标的前提下提高水生产率。
随着农业生产环境不断变化，以水为主视角的水利管理角度已经不能满足未来农业生产应用。
我们将从农业种植的角度，提出在节水灌溉方式下对农业灌溉用水定额的一些新认识，欢迎大家多加讨论。
01. 农业灌溉用水定额目前的现状
作物需水
将智能管式多深度智能土壤墒情仪部署在水分利用效率较高的作物根系附近，可以直观地观测到多深度土壤水分变化，通过分析土壤水分变化情况，用于掌握作物的需水量。
作物需水量是在正常生育状况和最佳水、肥条件下，作物整个生育期中，农田消耗于蒸散的水量。一般以可能蒸散量表示，即植株蒸腾量与株间土壤蒸发量之和，以毫米或立方米/亩计。在没有降雨、灌溉的条件下，土壤水分的减少主要由植物蒸发蒸导致，根系以上的土壤水分变化量则等于植物的日耗水量。
智能土壤墒情仪通过对目标地土壤水分的动态监测，可获知作物根系每天从土壤中吸收了多少毫米的水分，即该作物日耗水量。选定根系以上的所有土层，指定早、晚两个时间点分别记录，进行差值计算，即为该日的作物日耗水量（降雨、灌溉除外）。
图2.典型作物土壤水分曲线
如上图典型作物水分曲线可以看出，8月9日0点开始至8月9日24点，10cm土壤水分曲线呈下降趋势，水分含量从25mm降至23.5mm，那么该日该作物的耗水量为1.5mm；这样便可以得出作物的耗水量，即作物的需水量ETc。
- 土壤储水
第一步，通过现场土壤水分传感器获得与目标时间、地点和目标作物有关的动态有效储水能力eC和有效储水量eW数据，获取土壤中可以储存多少水。
有效储水能力eC反映土壤“胃”容量的大小，是在土壤田间持水率与作物胁迫点含水率之间的储水空间。是一个和土壤质地结构、植物根系生长动态深度及根系/土壤水势平衡均相关的值。
有效储水量eW是当前土壤含水量高于作物胁迫点含水率之间的储水空间。有效储水量eW决定了当前土壤中可被植物利用的水分是多少。
通过在现场部署土壤水分传感器可以自动获得有效储水能力eC数据以及有效储水量数据eW。
图3.分层耗水图
基于YH图的土壤有效储水能力eC动态计算（如图3）：
在YH图中，横坐标为体积含水率，纵坐标为地表到地下的深度。左侧红颜色的土壤含水量线为实测到的各深度土层在农作物种植后的历史最低含水量，右侧蓝色土壤含水量线为实测到的各深度土层在农作物种植后的历史最高含水量。
根据智能识别到的作物主要耗水根系深度数据后，有效储水能力eC为在监测时间段内，作物主要耗水根系深度以上的土壤中，土壤田间持水量高于历史最低含水量的那部分土壤储水空间。
图中示例为主要耗水根系深度为40cm深，当前的有效储水量为57mm，土壤蓄水潜力为39mm，土壤的有效储水能力eC为57 39=96mm，即在当前从地表到农作物最大根系深度范围的土壤中，土壤最多能够存储96mm的水分。
第二步，获得目标地点的作物在未来一定时间内的逐日耗水量预测值fdET。
作物耗水量逐日预测值用fdET表示，f是future的首字母，d是day的首字母。f1ET=6mm表示该作物明天的耗水量预测值为6mm f2ET=4mm表示该作物后天的耗水量预测值为4mm。
作物耗水量的预测值数据是未来数天内、同一地点每天的模拟蒸发蒸腾量sET的预测值与真实作物系数rK的预测值乘积的和。
模拟蒸发蒸腾量sET是经过插值（位置插值、时间插值）后的覆盖整个区域的时间历史连续的参考蒸发蒸腾量。
真实作物系数rK是面向特定作物、特定区域、特定灌溉方式，基于实测数据提取的，代表特定作物耗水量与当地气象之间关系的作物系数。
通过第一步中监测到的每一天的作物实际耗水量数据，剔除土壤含水量太高或过低（通常为灌溉结束日及次日、下次灌溉日的前一日）以及阴天、降雨导致的未能够充分进行土壤蒸发、农作物蒸腾消耗土壤水分的数据，获得作物的日真实耗水量ETc，则真实作物系数rK=ETc/sET。
利用模拟蒸发蒸腾量sET和真实作物系数rK，我们就可以得到同一地点、未来数天内的作物耗水量预测值。
第三步，动态比较作物耗水量的预测值、当前有效储水量eW，就可以得出当前储水可覆盖作物未来几天的耗水需求。
根据第一步得出土壤有效储水能力eC及有效储水量eW；第二步根据模拟蒸发蒸腾量sET和真实作物系数rK得出作物耗水量的预测值，就可以比较得出土壤当前储水能够满足作物未来几天的需水量。
比如：
某目标地块最小灌溉控制单元（如一个滴灌电磁阀区域）未来1-7天的作物逐日耗水量的预测值为
f1ET=6mm f2ET=5mm f3ET=8mm f4ET=4mm f5ET=9mm f6ET=3mm f7ET=9mm。
该控制单元当前的有效储水能力eC=39mm，有效储水量eW=20mm，则：当前有效储水量可满足作物未来3天的耗水（19mm），但不能满足未来4天的耗水（23mm）。
因此常规情况下，下一次灌溉时间要早于第4天；而此时若灌溉的话，建议灌溉量不超过eC-eW=39mm-20mm=19mm。
将作物全生育期每一次的灌溉量加起来就是该目标作物、目标品种的农业灌溉用水定额。
- 气象变化
当我们得到农业灌溉用水定额之后，它并不是一个固定不变的静态值。根据外部气象情况的变化，需要及时调整。
利用智慧型气象站监测当地气象变化，及时预警未来气象变化。气象站可以获取目标区域实时气象情况（田间建议5km范围内有一台气象监测），可以实测获取实时降雨量，预测1小时内分钟级别的精准降雨量数据及未来5日降雨量。
根据降雨量的多少与墒情设备计算出入渗到土壤中的有效降雨量，及时调整每一次灌水定额，使用灌水定额减去实际入渗的有效降雨量即为本次实际灌溉量。
- 农艺要求
在作物不同生长阶段有很多特殊的农艺要求，比如禾谷类作物的孕穗期，对缺水最为敏感，此期缺水，对生长发育极为不利，常造成大幅度减产，因此在此阶段必须在根部胁迫前及时灌溉。
根据不同的农艺要求，灌溉时间节点、灌溉量的确定需要大量的灌溉试验做支撑，利用不同的灌溉小区在不同时间节点进行灌溉，观察其对该阶段种植目标的影响，直到找出最合适的灌溉时间节点、灌溉量。
- 作物生产目标
土壤特性、气候特性、水源分布、作物品种等充分了解后，根据掌握的信息，制定合理的生产目标（产量及品质）。
