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阅读:11发布时间:2025-3-10
蒸散的基础知识
蒸散(ET)代表直接蒸发和植物蒸腾结合而从地球表面流失的水。ET 通常表示为每天英寸等速率。ET知识对于灌溉调度很重要,但它也是其他土地利用应用的重要因素,例如流域水平预算以及气候和天气模型。ET可以用作历史工具,但通常用于预测或用于预测以帮助灌溉者优化灌溉。
影响ET的因素
当前的天气条件、植物类型、土壤条件(土壤化学和土壤盐度)和地理位置是影响ET率的主要因素。
天气
条件包括风速、气温、相对湿度和阳光。天气对ET率的影响相当直观。温暖、阳光明媚、干燥的天气,风力很大,ET率会更高。
植物类型
不同植物物种之间的ET率差异很大。例如,松树等针叶树的ET将比橡树等落叶树大得多。尽管松针可能非常小,但针的表面积比落叶大得多,可以产生更多的蒸腾作用。
土壤化学
土壤的化学组成也是影响ET率的主要因素。在分子水平上,大多数粘土对水具有化学亲和力(吸引力)。粘土对水的化学亲和力源于平面几何形状和分子水平上的电荷分布。对水的化学亲和力对沙子和淤泥的亲和力要小得多。粘土和水之间的化学相互作用阻碍了蒸发和植物蒸腾。另一方面,主要是沙子的土壤的蒸发速率将接近锅外的蒸发速率。例如,如果土壤湿度为体积的20%,则在相同的天气条件下,沙子中的ET率将非常高,粘土中的ET率非常低。另一方面,如果土壤水分为体积的30%,则沙质土壤将比富含粘土的土壤更快地干燥,并且富含粘土的土壤在较长时间内将具有更高的ET率。
土壤盐渍度
影响植物蒸腾作用的另一个因素是土壤的含盐量。植物蒸腾作用是水从根部的运动,随后叶片气孔的水蒸气流失。水从根部向叶子移动的主要驱动力是渗透。渗透是由盐浓度梯度驱动的水的扩散或运动。增加土壤盐度会减少植物蒸腾作用,因为盐浓度梯度会减小,从而影响整体ET。
地理位置
一般来说,ET率向赤道方向增加,夏季将高于冬季。在ET大于降水的地区,含水层的补给很少,水的净向上运动。水的这种净向上运动,然后是ET,将导致盐和矿物质在地表附近积聚。这就解释了为什么干旱地区的土壤往往具有高pH值和较高的盐度。海拔、经度、纬度和一年中的时间(季节性)也会对ET产生影响。
相反,如果降水量大于ET,矿物质和养分将从土壤中浸出,并且会有一个浅含水层。高度淋溶的土壤将形成更多的粘壤土纹理土壤,并且通常具有较低的碱饱和度。
近似ET的方法是泛蒸发法。测量平底锅中水的蒸发速率可以提供快速合理的ET近似值,而成本很少或。虽然方便,但锅蒸发方法没有考虑植物蒸腾的贡献,并且它假设水从土壤中蒸发的速度与从锅中蒸发的速度相同。
蒸发盘
ET速率也可以通过观察土壤中的水分平衡来测量土壤湿度传感器。例如,可以使用深度放置的土壤湿度传感器测量地下水位补给水量,而土壤湿度的变化可以通过整个剖面中的土壤传感器进行监测。通过检查一段时间内土壤剖面的土壤湿度变化,可以计算出ET率。
蒸散测量网络
ET站通常由天气传感器,数据记录器,太阳能电池板组成,以提供电力和无线电遥测。无线电遥测将天气数据实时传送回计算机,计算机程序在其中计算参考ET。ET站上的典型传感器是风速和风向的风速计,相对湿度传感器,空气温度传感器,用于太阳辐射测量的日射强度计,气压计和雨量计。
ET和灌溉管理
也许ET率最重要的应用是灌溉调度。每周灌溉计划可以根据预测的 ET 速率、洒水效率、根区深度和土壤的可用水容量来计算。通过ET灌溉计划,灌溉者将知道作物在任何给定的一周内需要的大致水量。虽然基于ET的灌溉调度已被证明可以节约用水并优化作物产量,但基于ET的灌溉调度基于许多假设,以近似地给出作物的实际需水量。微气候和高度变化的土壤条件在基于气象站的ET计算中引入了大量误差,这反过来又会增加调度误差。由于这种不确定性,作物顾问和灌溉调度计算器将操纵ET计算中的因素,使时间表过度灌溉10%至20%。换句话说,如果在基于 ET 的灌溉计划计算中存在 10% 到 20% 的误差,则多加 10% 到 20% 的水将确保作物不会受到压力。
灌溉计划的最终目标是将土壤水分保持在作物的水平。基于ET的计算基本上根据天气数据估计土壤湿度。
基本上,对于几乎任何作物,土壤湿度都需要保持在枯萎点以上,并且通常保持在田间容量以下。枯萎点是土壤湿度处于低水平,植物无法吸收任何水分的情况。田间容量是在重力开始排出土壤之前可以保持在土壤中的水量。如果土壤湿度保持在田间容量以上,就会发生深度渗透和含水层补给。
在精准农业中,最准确的灌溉计划使用区域ET预测与土壤湿度传感器相结合,以确保土壤湿度值保持在作物健康和产量的水平。ET预报帮助灌溉者制定每周灌溉计划,而土壤湿度数据则考虑小气候和土壤条件,并每天微调每周计划。
随着对农产品的需求不断增长,保护和恢复自然水生栖息地的重要性日益增加,水资源保护比以往任何时候都更加重要。适当的灌溉管理是确保健康、优质作物同时保护宝贵水资源的关键。ET知识对于环境和经济灌溉管理实践至关重要。
除了帮助管理作物的ET模型外,HydraProbe PROFESSIONAL-ET系统等产品还可以进一步帮助准确确定需要多少水以及何时应该施用。将实际土壤湿度测量值与本地ET预测相结合,可以让用户非常详细地了解实际土壤湿度信息,从而更好地管理作物,提高产量并减少浪费。
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