作物需水量指生长在大面积农田上的无病虫害作物群体，当土壤水分和肥力适宜时，在给定环境中正常生长发育，并能达到高产潜力值的条件下，植株蒸腾、棵间土壤蒸发、植株体含水量与消耗于光合作用等生理过程所需水分之和。通常后两项相对于土壤蒸发和植株蒸腾的数量很小，可忽略不计。通常以某时段或全生育期消耗的水层深度mm或单位面积需水量、公顷为单位计算。影响作物需水量的因素有气象因素、植物因素和土地因素。

中文名

作物需水量

外文名

crop needs

含义

作物为了生长发育需要消耗的水量

影响因素

受植物、土壤因素，以及灌溉

类型

概念

定义简介

作物需水量

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，即为植株蒸腾量与株间土壤蒸发量之和，以毫米或立方米/亩计。作物需水量是研究农田水分变化规律、水分资源开发利用、农田水利工程规划和设计、分析和计算灌溉用水量等的依据之一。

影响田间作物需水量的主要因素有：气象条件、作物种类、土壤性质和农业措施等。气温高，空气干燥，风速大，作物需水量就大；生长期长、叶面积大、生长速度快、根系发达以及蛋白质或油脂含量高的作物需水量就大；就生产等量的干物质而言，多数碳3作物需水量大于碳4作物。

作物不同发育期的需水量差别很大。一般在整个生育期中，前期小，中期达最高峰，后期又减少。生殖生长时期，往往是需水临界期。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。确定作物需水量的基本方法有水量平衡法和能量平衡法。前者简便易行，用简测法、坑测法和田测法即可测定；后者测定项目有净辐射量、乱流热通量、土壤吸收或放出的热量等。在资料短缺时常采用彭曼公式等经验或半经验方法估计可能蒸散量。

影响因素

作物需水量主要受气象因素的影响，此外也受植物、土壤因素，以及灌溉、排水和耕作栽培技术等人为措施对植物、土壤因素造成的影响。气象因素，包括气温、空气温度、太阳辐射、日照和风速等，是影响作物需水量的主要因素。作物需水量因地区和时间而有明显差异。在同一气候地带，干旱和半干旱地区的需水量又大于湿润和半湿润地区的需水量。同一种作物在不同水文年份和生长发育阶段，需水量也不同。此外，作物需水量与单位面积产量也有关系，一般来讲在一定范围内产量越高，需水量越大，但后者并不随前者成比例地增加。

确定方法

作物需水量

确定作物需水量的可靠方法是通过试验来确定，当实测资料不足时，可用计算方法。常用的计算方法可分两类。

直接计算法即根据分析试验观测资料与影响作物需水量的主要因素之间存在的数量关系，用统计分析建立计算公式的方法。中国常用的有以下几种。

①水面蒸发量法（多用于淹灌的水稻田）：E=αE0式中E为某时段的作物需水量（m3/亩）；E0为同时段内的水面蒸发量（m3/亩）；α为通过试验确定的系数。

②产量法（多用于旱作物）：式中E为作物全生育期需水量（m3/亩）;Y为作物单位面积产量（kg/亩）；K、n和C为由试验确定的经验系数。

③多因素法（适用于各种作物）：它是利用两个以上主要影响因素推定作物需水量公式的方法。该法形式很多，计算精度较高，但计算较复杂，需要的试验资料较多。间接计算法先计算出参考田间腾发水量，再乘以作物系数便得出作物需水量。参考田间腾发水量即潜在腾发量，是指作物株冠完全覆盖地面、作物高度不超过1m且生长正常的作物（如苜蓿等）在充分供水情况下的田间腾发水量。有代表性的计算方法是改进的彭曼公式。式中Et为参考田间腾发水量(mm/d);P0和P分别为海平面和计算地点的平均气压(mbar)；γ为温度计常数；墹为饱和水汽压曲线的斜率；Rn为田面接受的太阳净辐射能量(mm/d)；Ea为干燥力，即蒸发面上的温度等于气温时的蒸发量(mm/d)。但实际上，作物需水量可由下式计算：式中E为实际作物需水量；Kc为作物系数，即某阶段内作物需水量与同期参考田间腾发水量的比值，它反映作物及土壤条件对腾发的影响作用，根据试验资料求得。理论推导彭曼公式有比较全面的理论推导，计算精确度较高，对计算小于一旬的短期需水量能给出最好的结果。此外，布兰尼－克里德尔和詹森－海斯公式结构简单，也在许多国家被广泛应用。前者适于计算干旱地区的作物全生长期需水量，后者适于计算内陆半干旱到干旱平原地区的短期需水量。

研究展望

作物生态系统作物需水量计算取得了一系列重要成果,而综合考虑气候、土壤水分状况、地形、植被、灌溉农业发展等因素对区域作物耗水的研究,均存在许多假设,普适性不强,难以推广.另外在计算方法方面比较单一,且比较复杂,难以推广应用.运用分形、小波、信息熵等复杂性理论研究作物需水时空特征的不确定性、不均匀性,应当是今后研究的方向。[1]