灌溉决策方法与应用综述

    灌溉计划，特别是实时灌溉计划的制定试图在恰当的时间给植物提供适量的水，以实现植物生长，提高产量或质量，我们把这一过程称为灌溉决策（Irrigation Scheduling, IS）。为了更好地理解灌溉决策的主要过程和原则，本文介绍并比较了四种常见的灌溉决策方法及其优缺点，这四种方法是：（1）基于蒸散和水量平衡（ET-WB），（2）基于土壤水分状态，（3）基于植物水分状态和（4）基于模型。介绍了基于这四类方法的灌溉决策应用，包括软件、程序和控制器。由于这些方法主要关注土壤含水量或植物对土壤含水量的响应，因此，确定目标土壤含水量，通过计算或测量估计当前土壤含水量对于灌溉决策和精确地将土壤灌至目标含水量都至关重要，为此土壤-作物-大气系统中影响土壤含水量的因素就需要在灌溉决策过程中进行考虑。

    通过分析可以知道，土壤含水量是上述四类方法的核心，连接了灌溉管理和考虑作物生长的需水状况，因此，未来的灌溉决策方法应当在充分理解土壤含水量对作物生长影响的基础上，侧重于对土壤含水量进行有效调控，可以通过集成当前方法的优点，也可以开发新的模型，例如采用智能算法。在上述方法的基础上，今后应当针对实时农场应用开发更加实用、精准、适用范围广的灌溉决策应用；气象站网络的建设和数据接口的完善也有利于这些灌溉决策应用的推广。

    这类方法简记为基于ET-WB方法或基于ET方法，决策过程中，首先根据FAO-56计算作物蒸散量ETc，然后由土壤水量平衡计算日土壤水分亏缺，当累积土壤水分亏缺超过可供作物用水量（Readily available water, RAW）时触发灌溉，灌水量为当前土壤含水量与田持的差值。由于ETc是主要的水分消耗，因此基于ET方法是灌溉决策方法中基础和重要的方法，其关键也在于准确估计ETc，除直接测量外，主要的估计方法是采用作物系数。