Водопотребление сельскохозяйственных культур

Методы измерений нормы эвапотранспирации культур
Испаритель (лоток для измерений испарения)
Уравнение Блейни-Криддля
Оценка требований к воде сельскохозяйственных культур
Пример для расчета водопотребления культурой

Потребность в воде сельскохозяйственных культур– это количество воды, необходимое для удовлетворения скорости испарения, чтобы культуры могли буйно (пышно) расти и развиваться.

Скорость эвапотранспирации – это количество воды, которое поступает в атмосферу через лиственные поры растений, а также с поверхности почвы.

Поэтому, чтобы оценить потребность в воде сельскохозяйственных культур, сначала мы должны измерить скорость эвапотранспирации. ET0, представляет собой оценку количества воды, которая используется на хорошо политой поверхности травяного покрытия, высотой примерно от 8 до 15 сантиметров. Как только будет известно значение ET0 сразу может быть рассчитано водопотребление сельскохозяйственных культур.

Многие метеорологические станции ежедневно публикуют значения ET0.

Методы измерений нормы эвапотранспирации сельскохозяйственных культур

Существует по крайней мере два метода, которые можно использовать для измерения или прогнозирования скорости эвапотранспирации культур:

- Ипарительная кастрюля;

- Используя уравнения, которые прогнозируют скорость эвапотранспирации, исходя из климатических параметров.

Испаритель (лоток для измерений испарения)

С помощью этого метода кастрюлю (лоток) заполняют водой и проводят измерения потерь воды из нее. При отсутствии осадков скорость испарения, которую записывают в миллиметрах за день, довольно-таки легко измерить.

Этот метод измерения учитывает абиотические факторы, такие как ветер, температуру, солнечную инсоляцию и влажность, которые влияют на скорость транспирации. В то же время существуют некоторые факторы, которые не позволяют измерениям быть полностью точными. Например, солнечное излучение приводит к частичному накоплению тепла в кастрюле. Это может привести к увеличению показаний скорости испарения в ночное время, когда транспирация обычно не происходит. Кроме того, температура и влажность воздуха над поверхностью кастрюли будет отличаться от той, что происходит естественным образом.

isparitel-izmerenie-transpiracii.jpg

Испаритель (лоток для измерений транспирации)

В этом методе для измерения водопотребления сельскохозяйственных культур используются различные виды испарителей, причем Kp представляет собой коэффициент лотка в зависимости от его вида, солнечной радиации, ветра, влажности и окружающей среды.

ETo = K pan × E pan

Эталонная скорость, ET0, рассчитывается с использованием уравнения Пенмана, которое учитывает климатические параметры температуры, солнечной радиации, скорости ветра и влажности.

Вариант этого уравнения, опубликованный ФАО выглядит следующим образом:

где ETo - эталонная эвапотранспирация [мм сутки-1],

Rn - излучение на поверхности посевов [MJ m-2 день-1],

G – плотность теплового потока почвы [MJ м-2 день-1],

T – температура воздуха на высоте 2 м [° C],

u2 – скорость ветра на высоте 2 м [м с-1],

es – давление насыщенного пара [кПа],

ea – фактическое давление паров [кПа],

es - ea – дефицит давления насыщения пара [кПа],

D – кривая наклона давления пара [кПа ° C-1],

г – психрометрическая постоянная (константа) [кПа ° С-1].

Уравнение Блейни-Криддля

Другой метод расчета эталонной эвапотранспирации для сельскохозяйственных культур, ET0.

ETo = p (0,46 T среднее значение +8)

ETo = исходная эвапотранспирация (мм / день)

Tmean = средняя дневная температура (° C)

p = среднесуточный процент годовых дневных часов.

Как видно из приведенного выше уравнения, этот метод учитывает только измерение температуры, поэтому получается не точная оценка эталонной скорости эвапотранспирации.

Оценка требований к воде сельскохозяйственных культур

ET0 представляет собой максимальную или потенциальную скорость эвапотранспирации, которая только возможна. Однако потребность в воде сельскохозяйственных культур обычно меньше показателя ET0, так как существуют факторы зависящие от самой культуры и их необходимо учитывать.

К таким факторам относятся стадии роста растений, листовое покрытие, которое обеспечивает тень на земле, и другие особенности посевов, которые делают их отличительными друг от друга. Принимая во внимание эти факторы, ET0 преобразуется в ETc через удельный коэффициент культуры, Kc.

Показатель ETc представляет собой скорость эвапотранспирации сельскохозяйственных культур в стандартных условиях (без возникновения стрессовых ситуаций).

При расчете ETc необходимо определить этапы вегетации культуры, строки их выращивания (продолжительность) и выбрать правильный коэффициент Kc, который необходимо использовать для расчетов.

ETc = Kc * ET0.

water-requirement.jpg

Эффекты климатических условий включены в расчет показателя ET0, тогда как влияние характеристик сельскохозяйственных культур входят в расчет Kc.

Пример для расчета водопотребления культурой

Сельскохозяйственная культура: картофель

Стадия роста: начальная стадия роста

Kc для начальной стадии: 0,45

ET0 (измеряется местной метеорологической станцией): 9 мм / день

ETc = Kc × ET0 = 0,45 × 9 = 4,05 мм / день