农业灌溉用水定额对推行，合理利用水资源、提高灌溉水利用率

渔业滴灌用水定额对建立节省用水、优化配置和合理运用水资源、提高喷灌水运用率和运用效益具备非常重要的意义。 #

它是一个计量统计数据，主要目的是优化渔业滴灌过程中的水资源运用。

从水务管理的视角看，它是水行政总监部委科学核定取水许可人数、建立水权分配机制的重要根据。 #

它以水为主角度，在既定水资源储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」来平衡渔业发展与水资源供应之间的关系。 #

但从渔业养殖的视角看，渔业滴灌用水定额应当以小麦的销量和质量为目标，在保证生产目标的前提下增加水生产率。

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随着林业生产环境不断变化，以水为主角度的水务管理视角早已不能满足未来渔业生产应用。

我们将从渔业养殖的视角，提出在省水滴灌模式下对林业滴灌用水定额的一些新认识，欢迎你们多加讨论。

01.渔业滴灌用水定额现在的状况 #

渔业滴灌用水定额，是指小麦全生育期历次灌水定额之和。小麦的滴灌分若干次进行，播前及生育期内的每天灌水量称为灌水定额。灌水定额是指某一次灌水时每斤田的灌水量（m3/亩）。

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大部份省份都率先起草并发布了渔业滴灌用水定额，但鉴于各地水资源分布、土质、气候、认识程度等缘由，定额编制与实际应用也有一定误差。

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现在对林业滴灌用水定额的认识并没有统一的标准，各地对滴灌用水定额的估算也不尽相似。

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定额起草并未与生产目标相结合，没有明晰到小麦的每一个生育期，且未与该生育期的栽培目标结合上去；

再者，渔业滴灌用水定额起草均是以水为主角度进行编制2023灌溉用水定额，重点在于省水，未全面考虑水文气象变化、田间水份情况、作物出苗等诱因，所以未能按照外部环境的变化及时调整渔业滴灌用水定额。 #

02.对林业滴灌用水定额的新认识

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在我们看来，渔业养殖视角下的渔业滴灌用水定额是一个一直紧扣着生产目标服务的指导值。

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既定资源下，优质高产是制订渔业滴灌用水定额应当遵守的核心原则。只有在保证销量、品质的前提下，该渔业喷灌用水定额能够称为是有效的；只有在充分考虑可用的资源下，该渔业滴灌用水定额才是科学合理的。

一个合理有效的渔业滴灌用水定额是在保证目标小麦、目标品种生产质量、产量的状况下，按照小麦、土壤、当地气候、农艺要求动态变化的。 #

小麦不同发育期的需水量差异巨大。通常在整个生育期中，前期小，中期达最高峰，后期又提高。依据水稻的需求匹配小麦还要的滴灌定额，在水稻还要的时侯进行喷灌，不多灌不少灌，这才是真正减少喷灌水运用率的根本所在。

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喷灌是向土层或其它小麦吸收水份和营养的可储水基质中，预存水份供动物未来取用的过程。不同类别的根系储水能力的高低对林业滴灌用水定额还有巨大影响，所以了解目标宗地的根系类别、土壤储水能力是必不可少的阶段。

气象变化是影响小麦生长最显著的诱因，温度下降或则暴雨就会对水稻不同生育期的需求形成直接的影响。我们应当了解当地历史气象变化状况、未来气象预测，及时调整动态需求下的每一次的灌水定额。

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渔业滴灌用水定额的起草过程是一个结合了根系储水渗漏特征、作物需水规律、气候变化等条件下的综合动态决策，想要达到生产的既定目标，必需要人的参与，按照农艺要求运用实验方式确定每一次合适的滴灌时间点、灌溉量，确保每一阶段的栽培目标都可以被科学的定义及实现。

例如当我们可以通过设计滴灌实验，得悉土层中的储水量可以覆盖小麦未来几天的耗水；依据水稻不同生育期的吸水土壤深度得悉小麦土壤（非根瘤水灾）的水份胁迫时间点，持续时间；滴灌时间点、灌溉量的确定还要按照小麦现今所处的生育阶段结合该阶段的栽培目标（开花、长穗等），不断地进行实验积累。 #

在明晰养殖环境承载力，既定销量质量目标下，按照栽培目标、气象变化、作物需求、土壤的储水能力、农艺要求及时调整目标小麦、目标品种、目标滴灌模式下每一次的灌水定额。

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03.估算渔业滴灌用水定额的新方式

基于对林业滴灌用水定额的新认识，我们尝试了一种新的方式估算渔业滴灌用水定额。该办法运用智能传感器设备对土层、气象进行实时检测及感知，输出匹配小麦、土壤、气象变化最的真实需求情况。 #

小麦需水 #

将智能管式多深度根系墒情仪——智墒安装在水份运用效率较高的水稻茎秆附近，可以直观地观测到多深度根系水份变化，通过剖析根系水份变化状况，可以把握小麦的需水量。 #

图1.智能管式多深度根系墒情仪——智墒 #

小麦需水量是在正常生育情况和最佳水、肥条件下，小麦整个生育期中，耕地消耗于蒸散的水量。通常以或许蒸散量表示，即块茎蒸腾量与株间根系蒸发量之和，以毫米或立方米/亩计。在没有寒潮、灌溉的条件下，根系水份的降低主要由动物蒸发蒸造成2023灌溉用水定额，土壤以上的根系水份变化量则等于动物的日耗水量。

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智墒通过对目标地根系水份的动态检测，可得知小麦土壤一天从土层中吸收了多少毫米的水份，即该水稻日耗水量。选取土壤以上的所有土壤，指定早、晚两个时间点分别记录，进行残差估算，即为该日的小麦日耗水量（暴雨、灌溉除外）。

图2.典型水稻水份曲线

如上图典型水稻水份曲线可以看出，8月9日0点开始至8月9日24点，10cm根系水份曲线呈增长趋势，水份浓度从25mm降至23.5mm，这么该日该水稻的耗水量为1.5mm；那样便可以得出小麦的耗水量，即小麦的需水量ETc。

根系储水 #

第一步、通过现场根系水份传感荣获与目标时间、地点和目标小麦有关的动态有效储水能力eC和有效储水量eW数据，获取土层中可以存储多少水。 #

有效储水能力eC反映根系“胃”容量的大小，是在土层田间持水率与小麦胁迫点含水率之间的储水空间。是一个和根系色泽结构、植物土壤生长动态深度及土壤/根系雨势平衡均相关的值。

有效储水量eW是当前根系含水量低于小麦胁迫点含水率之间的储水空间。有效储水量eW决定了当前土层中可被动物运用的水份是多少。

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通过在现场安装智墒可以手动荣获有效储水能力eC数据以及有效储水量数据eW。

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图3.YH图

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基于YH图的根系有效储水能力eC动态估算（如图3）：

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在YH图中，横座标为容积含水率，纵座标为地表到地下的深度。右边红色调的根系含水量线为实测到的各深度地层在农小麦栽种后的历史最低含水量，两侧白色根系含水量线为实测到的各深度地层在农小麦栽种后的历史最高含水量。 #

按照智能辨识到的小麦主要耗水土壤深度数据后，有效储水能力eC为在检测时间段内，小麦主要耗水土壤深度以上的根系中，根系田间持水量低于历史最低含水量的那部份根系储水空间。 #

图中样例为主要耗水土壤深度为40cm深，当前的有效储水量为57mm，根系蓄水潜力为39mm，根系的有效储水能力eC为57+39=96mm，即在当前从地表到农小麦最大土壤深度范围的根系中，根系最多才能储存96mm的水份。 #

第二步，荣获目标地点的小麦在未来一定时间内的逐日耗水量预测值fdET。 #

小麦耗水量逐日预测值用fdET表示，f是的首字母，d是day的首字母。f1ET=6mm表示该小麦明日的耗水量预测值为6mm,f2ET=4mm表示该小麦明天的耗水量预测值为4mm。

小麦耗水量的预测值数据是未来数天内、同一地点一天的模拟蒸发蒸腾量sET的预测值与真实小麦系数rK的预测值相乘的和。 #

模拟蒸发蒸腾量sET是经过插补（位置卷积、时间卷积）后的覆盖整个区域的时间历史连续的参考蒸发蒸腾量。E生态数据平台提供从1981年迄今36年详细到天的模拟蒸发蒸腾量sET数据。

真实小麦系数rK是面向特定小麦、特定区域、特定喷灌模式，基于实测数据提取的，代表特定小麦耗水量与当地气象之间关系的小麦系数。

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通过第一步中检测到的每三天的小麦实际耗水量数据，剔除根系含水量太高或过高（一般为滴灌结束日及隔日、下次喷灌日的前一日）以及晴天、降雨致使的未能否充分进行底泥蒸发、农小麦蒸腾消耗根系水份的数据，荣获小麦的日真实耗水量ETc，则真实小麦系数rK=ETc/sET。

运用模拟蒸发蒸腾量sET和真实小麦系数rK，我们就可以得到同一地点、未来数天内的小麦耗水量预测值。

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第三步，动态比较小麦耗水量的预测值、当前有效储水量eW，就可以得出当前储水可覆盖小麦未来几天的耗水需求。 #

按照第一步得出根系有效储水能力eC及有效储水量eW；第二步依照模拟蒸发蒸腾量sET和真实小麦系数rK得出小麦耗水量的预测值，就可以比较得出根系当前储水才能满足小麦未来几天的需水量。 #

例如： #

某目标宗地最小喷灌控制单元（如一个灌溉电磁阀区域）未来1-7天的小麦逐日耗水量的预测值为

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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小麦未来3天的耗水（19mm），但不能满足未来4天的耗水（23mm）。 #

然而常规状况下，下一次喷灌时间要早于第4天；而此刻若喷灌的话，建议喷灌量不少于eC-eW=39mm-20mm=19mm。 #

将小麦全生育期每一次的滴灌量加上去就是该目标小麦、目标品种的渔业喷灌用水定额。 #

气象变化 #

当我们得到渔业滴灌用水定额以后，它并不是一个固定不变的静态值。按照外部气象状况的变化，须要及时调整。 #

运用智慧型气象站——天圻检测当地气象变化，及时预警未来气象变化。天圻可以获取目标区域实时气象状况（田间建议5km范围内有一台气象检测），可以实测获取实时暴雨量，预测1小时内分钟级别的精准暴雨量数据及未来5日暴雨量。 #

图4.智慧型气象站——天圻 #

按照暴雨量的多少与墒情设备估算出入渗到壤土中的有效降水量，及时调整每一次灌水定额，使用灌水定额除以实际入渗的有效降水量即为本次实际滴灌量。 #

农艺要求 #

在小麦不同生长阶段有太多特殊的农艺要求，例如禾谷物小麦的孕穗期，对缺水最为敏感，此期缺水，对生长发育极为不利，常导致大降幅涨价，所以在此阶段应当在内侧胁迫前及时喷灌。

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按照不同的农艺要求，滴灌时间节点、灌溉量的确定还要大量的滴灌实验做支撑，运用不同的滴灌新村在不同时间节点进行喷灌，观察其对该阶段栽培目标的影响，直至找出最合适的滴灌时间节点、灌溉量。 #

小麦生产目标 #

根系特征、气候特点、水源分布、作物品种等充分了解后，按照把握的信息，拟定合理的生产目标（销量及质量）。 #

END

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