節(jié)水灌溉就是以最低限度的用水量獲得最大的產(chǎn)量或者收益。它的基本要求就是采取最有效的節(jié)水措施，最大限度地提高單位灌溉水量的農(nóng)作物產(chǎn)量和產(chǎn)值。

從定義里，我們可以清楚地看出，要達(dá)到真正的節(jié)水灌溉效果，需要兩點(diǎn)，采取最有效的節(jié)水措施和最低限度的用水量。

這兩方面，我們一一來(lái)說(shuō)。

1.采取有效的節(jié)水措施

采取有效的節(jié)水措施，以保證有限的灌溉水量創(chuàng)造最佳的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
目前我們采取的主要措施有，渠道防滲、低壓管道等節(jié)水措施和各種滴灌、噴灌、微灌等灌溉方式。與漫灌相比，這些措施在一定程度上減少了水在運(yùn)輸過(guò)程中的蒸發(fā)，提高了灌溉水的利用率。
滴灌、噴灌等這類灌溉設(shè)備市場(chǎng)里已經(jīng)有很多選擇，但在設(shè)備質(zhì)量、滴頭堵塞、出水均勻性等方面還需要加把勁。
這個(gè)問(wèn)題下的大部分回答都是從這方面回答的。

2.最低限度的用水量

假設(shè)我們現(xiàn)在已經(jīng)有了最先進(jìn)的灌溉設(shè)備，甚至可以保證水在運(yùn)輸過(guò)程中的零蒸發(fā)，那問(wèn)題來(lái)了：我們應(yīng)該灌多少水？

要達(dá)到真正的節(jié)水效果，僅憑灌溉設(shè)備的發(fā)展是不夠的，還需要研究農(nóng)作物的需水規(guī)律，需要多少就灌多少，什么時(shí)候缺水了再灌，不多灌也不少灌，這樣才能達(dá)到「最低限度的用水量」，這才是節(jié)水灌溉的關(guān)鍵所在。

而這一點(diǎn)一直被大家忽視。

我們現(xiàn)在最主要的就是研究農(nóng)作物的需水規(guī)律，根據(jù)作物的需水規(guī)律，確定作物的灌溉決策，即灌多少、灌多深、什么時(shí)候灌？

那如何知道農(nóng)作物的需水規(guī)律？

我們需要在人和農(nóng)作物之間溝通的「橋梁」，它如實(shí)反映農(nóng)作物的需求，我們按照需求進(jìn)行灌溉。

這個(gè)橋梁就是土壤墑情監(jiān)測(cè)儀，它能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多深度土壤水分的變化情況，反映農(nóng)作物的實(shí)時(shí)需求。它可以直觀地監(jiān)測(cè)到多深度土壤水分變化，通過(guò)分析土壤水分的變化情況，幫助掌握作物需水量，作物需水量乘以灌溉面積就等于作物所需的灌溉量。

作物需水量

作物需水量是在正常生育狀況和最佳水、肥條件下，作物整個(gè)生育期中，農(nóng)田消耗于蒸散的水量。一般以可能蒸散量表示，即植株蒸騰量與株間土壤蒸發(fā)量之和，以毫米或立方米/畝計(jì)。在沒(méi)有降雨、灌溉的條件下，土壤水分的減少主要由植物蒸發(fā)蒸導(dǎo)致，根系以上的土壤水分變化量則等于植物的日耗水量。
通過(guò)對(duì)目標(biāo)地土壤水分的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，可獲知作物根系每天從土壤中吸收了多少毫米的水分，即該作物日耗水量。用戶選定根系以上的所有土層，指定早、晚兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別記錄，進(jìn)行差值計(jì)算，即為該日的作物日耗水量（降雨、灌溉除外）。

典型作物的土壤水分曲線

如上圖典型作物水分曲線可以看出，8月9日0點(diǎn)開(kāi)始至8月9日24點(diǎn)，10cm土壤水分曲線呈下降趨勢(shì)，水分含量從25毫升降至23.5毫升，那么該日該作物的耗水量為1.5毫升；這樣便可以得出作物的耗水量，即作物的需水量ETc。

作物不同發(fā)育期的需水量差別很大。一般在整個(gè)生育期中，前期小，中期達(dá)最高峰，后期又減少。生植生長(zhǎng)時(shí)期，往往是需水臨界期。如禾谷類作物的孕穗期，對(duì)缺水最為敏感，此期缺水，對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育極為不利，常造成大幅度減產(chǎn)。

E生態(tài)數(shù)據(jù)平臺(tái)有從1981年至今36 年具體到天的參考蒸發(fā)蒸騰量ET0大數(shù)據(jù)，平臺(tái)同時(shí)提供預(yù)測(cè)未來(lái)七日參考蒸發(fā)蒸騰量ET0。

如上已知作物需水量ETc、本地的參考蒸發(fā)蒸騰量ET0的前提下，根據(jù)彭曼公式Kc=ETc/ ET0，就可以計(jì)算出不同生育期內(nèi)的作物系數(shù)Kc，即作物需水和氣候的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也就是需水規(guī)律。

在上述Kc的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同地點(diǎn)的ET0預(yù)測(cè)值，還可以得出不同作物在不同地點(diǎn)未來(lái)特定時(shí)間段需水量的預(yù)測(cè)。

獲知作物不同生育期內(nèi)需水量之后，還需要掌握作物根系生長(zhǎng)狀況，從而獲得灌溉深度，把灌溉水送到作物需要的根系去；同時(shí)還需要結(jié)合合適的灌溉時(shí)間；也就是說(shuō)在合適的時(shí)間將水灌溉到作物合適的地方。

灌溉時(shí)間、灌溉深度

基于土壤墑情監(jiān)測(cè)儀上傳的土壤含水量數(shù)據(jù)，采用人工智能ET根系深度識(shí)別，在E生態(tài)數(shù)據(jù)平臺(tái)中展示了自種植日期起始的一個(gè)生長(zhǎng)周期的根系深度變化趨勢(shì)，同時(shí)將ET根系／分層耗水圖與Y-H圖結(jié)合，兩個(gè)圖的聯(lián)動(dòng)變化展示了作物是否需要灌溉以及灌溉深度多少合適。

Y-H圖與ET根系／分層耗水圖

土壤墑情監(jiān)測(cè)儀每天上傳12/24組土壤分層含水量數(shù)據(jù)，如左圖Y-H圖中綠色曲線所示，1h/2h時(shí)間間隔內(nèi)的分層含水量變化量，可以認(rèn)為是該時(shí)間間隔內(nèi)作物根系的耗水量。耗水量的變化，是目前判斷根系是否存在的依據(jù)。

左圖Y-H圖中表示當(dāng)前土壤含水量的綠色線越靠近紅色線，表明作物正處于缺水脅迫，需要灌溉；如果綠色線長(zhǎng)時(shí)間靠近藍(lán)色線，則表明作物存在水澇的危險(xiǎn)。根據(jù)Y-H圖綠色區(qū)域有效儲(chǔ)水量面積的變化，用戶可以掌握作物的灌溉時(shí)間。

右圖ET根系分層耗水圖所展示的根系深度為目前該作物根系的實(shí)際生長(zhǎng)深度，也是指導(dǎo)灌溉深度；但在現(xiàn)實(shí)土壤深度中，200cm處可能會(huì)有地下水補(bǔ)充，所以在實(shí)際的灌溉深度中，只需灌到耗水量的60%—80%即可。

作物 根系 需水量

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