灌溉管理

灌溉调度工具

关键点：

• 许多州都有免费的日程安排工具。
• 这些工具通常与实时天气数据相关联。

有许多可自由的灌溉调度工具，可根据天气和作物条件预测何时灌溉。

天气数据用于计算通过参考作物（例如草）蒸发的水量，然后使用作物系数来规模参考值对特定作物。西方条件的作物系数已从亚利桑那州和德克萨斯州的溶血霉素获得。目前的研究正在利用路易斯安那州，密西西比州和南卡罗来纳州的典型计研究，以确定棉花作物系数以获得更潮湿的条件。这些程序中的大多数基于下一节中描述的水平衡方法。

水平衡方法

使用水量平衡或支票簿法调度灌溉是基于土壤中的可用水量。就像支票簿，输入记入总土壤水，提取记入总土壤水的借方。每天的净水量平衡是:

土壤水的投入是降雨量和灌溉。取出包括通过植物的蒸腾，从土壤表面蒸发，深入渗透到下土层中。在不断增长的季节期间，蒸发和蒸腾，通常称为“蒸散”和缩写“et”，是从土壤中除去水的最重要的过程（图7.1）。深层渗透占在不断增长的季节期间只有很小的提款，因此假设可以忽略不计。

土壤含水量

水平衡方程需要了解土壤中可用的水分。后续土壤水位的确定取决于初始土壤含水量。土壤水分取决于土壤的质地。沙质土壤的颗粒和孔隙更大，水分不那么紧密，减少了植物可以利用的土壤。相反，粘土有许多非常小的孔隙。粘土颗粒与土壤中的水分结合得更紧密。虽然粘土比沙土含有更多的水分，但植物能获得的水分却更少，因为它的紧密结合。壤土有良好的孔隙空间来保持水分，并没有把土壤的水分紧紧地绑在一起，以防止植物吸取水分。这些土壤对植物有更多的可用水分(图7.2)。

土壤干燥程度也取决于土壤质地。在淋雨之后，土壤是饱和的，这意味着土壤颗粒之间的所有孔隙都被水填满了。饱和的土壤干燥是因为水渗透到较低的深度，并从土壤表面蒸发。饱和后的两到三天，土壤被称为“田间容量”。在这种含水量下，土壤孔隙中含有空气和水的混合物。土壤将继续干燥，直到达到所谓的“永久枯萎能力”。在这个水平上，土壤中的水分对植物不再有效，植物就会枯萎。

保持土壤水分

灌溉调度是一种在现场容量和永久性衰弱点之间保持植物的土壤水的方法。在水平衡方法中，基于土壤纹理估计初始土壤水分。然后使用水使用的日常变化和水输入进行土壤中的水。

对作物系统的投入可以被精确测量。降雨量是用野外的单个雨量计或气象站的倾卸桶雨量计测量的。灌溉可以直接测量，也可以根据某一区域的总用水量进行估算。系统的输出更难以精确测量，通常需要进行估计。

估算作物用水

可以通过几种方式估算作物用水。已经开发的标准方法估计天气参数的参考蒸散（Allen，等，1998）。然后使用作物特定系数将参考et转换为作物ET。或者，已经开发了方法，即从多年的现场测量产生的曲线估计等。这些经验方法可以非常准确，但特定于收集数据的位置。

密西西比灌溉调度工具- MIST

密西西比灌溉调度工具依赖于作物用水的最新科学知识，以帮助生产者作出灌溉决策。该系统设计为易于使用和访问。MIST不需要用户在实地读取数据并输入数据，而是自动从国家和区域数据库收集信息，并不断计算作物的用水量。根据田野的空间位置，从自然资源和保护系统下载土壤水文和质地信息。域信息可由用户自行输入，也可由FSA收集信息自动下载。天气信息由位于全州各地的气象站自动更新，并由三角洲研究和扩展天气中心维护。空间精确的降雨信息会自动从国家气象中心的网格降雨数据下载，如果用户愿意，也可以输入。为了处理田间径流的差异，MIST使用NRCS径流方程。这提供了一个更准确的指示田间土壤湿度后的降雨事件。运行调度程序不需要对土壤或植物进行测量。 Automatically downloading information from these databases allows growers to use MIST, without requiring extensive data collection or input to the model.

使用MIST，无需安装或维护任何程序。该项目可通过互联网访问，并可在多个平台上使用，包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑和台式电脑。这允许用户从任何地方确定作物需要水，并立即告诉作物何时需要水。使用每日时间步进行计算和天气更新可以更准确地确定土壤可用水。使用每日时间步还可以计算出未来几天作物的需水量，使种植者能够更好地管理他们的水资源。

根据其灌溉系统容量，用户选择最小的水赤字。雾表示基于灌溉系统的土壤类型，天气条件和容量需要灌溉何时需要灌溉。赛季末使用的水的最终输出可用，可用于向NRCS和水管理区报告以记录水资源保护。

潮湿的计划（田纳西大学）

大多数水平，灌溉调度程序以类似的方式函数，但数据输入的手段和输出的表示可以非常不同。田纳西大学田纳西州（潮湿）计划的灌溉系统管理需要每周投入降雨和灌溉而不是日常数据。生产者更容易维护，从而跟踪所需的降雨量和灌溉量。该方法适用于在西田纳西州的良好水持土壤中生长的耐旱排群体的良好;然而，每周输入可能不适合水敏感的作物在低水平的土壤中种植，如沙子。

除了如图7.4底部所示的表格外，湿润还提供了一个图形输出。红色钻石代表每周作物用水以英寸为单位，随着作物冠层的膨胀和温度/太阳辐射的增加而增加的水使用模式。在7月中旬显示的干燥期间，棉花用水计算每周1.7英寸。纯蓝点表示每周降雨，直到7月初，降雨超过或几乎相等的作物用水，导致虚线的土壤水耗水非常小。在此期间，降雨维持土壤水，只有1.5英寸的水耗尽低于该土壤的现场容量。

这里代表的土壤是深淤泥壤土，可以存储4.3英寸的容易可用的水，如允许允许耗尽的固体棕色线所示。直到7月至7月至7月，由于缺乏雨水和高棉花使用率，因此需要灌溉。此时应用了两英寸的灌溉，以将土壤水耗水保持在1.5英寸。灌溉加降雨由开放的蓝色平方表示。对于良好的水持土壤中央枢轴灌溉，1.5英寸的土壤水耗尽是一个很好的目标，因为中心枢轴旨在跟上作物用水，而不是赶上或补充土壤剖面。滴灌和沟渠灌溉系统可以允许耗尽更接近最大允许耗尽，因为它们可以设计成在单个灌溉事件中施加更多的水。目前耗尽1.5英寸，仍有足够的土壤储存能力来捕获相当大的降雨事件，并且如果中心枢轴在较长时期不能施加水，则捕获相当大的降雨事件和足够的缓冲区以维持裁剪。如果在未来一周和两周内，粉红色的恒星代表预测的土壤水耗水。

湿润还提供了预测输出类型（图7.4的上部），因此中心枢轴灌溉器可以在将数据更新到程序中后具有动作计划。在这个例子中，生产者计划每次革命0.5英寸。如果他想要在1.5英寸处保持土壤水耗水，他将在即将到来的一周内进行3次革命，如果没有降雨量，如果根据页面左侧的列发生0.5英寸的降雨，则2转。如果他希望将轮廓中的土壤水量增加0.5英寸，如果根据右侧的柱子发生0.5英寸的雨，他将不得不连续运作。如果没有降雨，那么如果根据右侧的柱子发生0.5英寸的雨水页面。土壤水中的收益或损失量可以根据生产者的管理目标进行调整，但该预测还表明，在一个不断增长的季节期间，难以将土壤水与中心枢轴系统增加。该预测的输出类型允许生产者安排灌溉，而无需每次发生降雨或灌溉事件时都会回到潮湿的计划。

水平衡计划是良好的灌溉调度工具，因为它们预测整个场的用水，并且当作物充分浇水时，田间中的一个小位置并不特别。生产者应该始终确信他们知道在使用水平衡方法时更换裁剪所需的水需要多少水。但是，应该有一些局限性意识到。例如，大多数水平衡计划假设土壤中的多余水迅速排出现场能力，而所有土壤都不是真的。此外，还可以从强烈的降雨事件中逃逸，如果进入该计划的整个降雨量，水平方法不会自动认识到整个降雨量没有进入土壤剖面。

土壤水分监测与水分平衡相结合

将土壤水分监测与水平衡方法相结合，可以避免这些陷阱。例如，在越来越多的季节在调度灌溉时，在排水不良的土壤上，水平衡方法可能表示需要灌溉，而土壤水传感器可能显示出大量的可用水。相反，经过强烈的降雨事件，水平衡可能表明，不需要灌溉，因为它不会自动识别降雨量，而土壤水传感器可能表明在降雨后的早期灌溉的预期条件下表明干燥事件。它可能看来，土壤水传感器单独的答案是这些限制的答案，但必须记住传感器只能在一个领域的一个非常小的位置测量，并且可能并不总是表示整个领域。因此，我们建议使用水平衡和土壤传感器的组合方法。