2.3 不同方法测定玉米田需水量与耗水量的对比与分析

2.3.1 大型称重式蒸渗仪测定玉米田ET的可靠性分析

影响蒸渗仪测定值的因素包括安装位置、种植密度、作物长势、叶面积等，因此有必要对比分析蒸渗仪测定的ET误差。表2.8给出了玉米各个生育阶段中国农业大学石羊河实验站两台蒸渗仪测定的ET对比结果。由表可知，白天两台蒸渗仪测定ET的MBE和相对MBE变化范围分别为-0.004～0.033mm/h和-3.5%～10.7%，夜间为0.001～0.004mm/h和3.1%～18.8%。两台蒸渗仪半小时ET的回归结果显示直线斜率与1.0没有显著差别，表明两台蒸渗仪测定的ET具有较好的一致性。使用两台蒸渗仪测定ET的平均值进行分析。另外，对蒸渗仪测定ET（ET _L ）与涡度相关试验田的水量平衡结果（ET _WB ）进行对比分析。玉米全生育期每7～10dET _WB 平均值与相应的ET _L 显示两者具有较好的一致性，线性回归斜率为0.93，决定系数为0.83（图2.20）。全生育期总ET _WB 为576.4mm，非常接近总ET _L （599.5mm）。因而，我们中应用两台蒸渗仪的平均ET _L 评价涡度相关法测定的ET _EC 。

2.3.2 涡度相关法与大型称重式蒸渗仪测定半小时ET的对比分析

涡度相关系统测定的原始半小时ET（ET _EC ）与蒸渗仪平均半小时的ET（ET _L ）对比分析结果见表2.9。由表可知，在玉米各个生育阶段，白天平均偏差误差（MBE）与RBE变化从-0.132mm/h到0.004mm/h和-32.5%到2.9%，夜间变化从-0.012mm/h到-0.004mm/h和-32.7%到-21.5%。全生育阶段，白天MBE和RBE分别为-0.064mm/h和-21.8%，夜间分别为-0.008mm/h和-30.2%。这表明涡度相关系统测定的ET不管是白天值还是夜间值都与蒸渗仪测定值的差别比较大，主要是ET _EC 偏低。

涡度相关系统测定值存在明显能量不闭合现象。因而，应用波文比强制闭合法对半小时ET _EC 进行校正。图2.21显示了各个生育阶段校正后的ET _EC 与ET _L 的关系具有较好的一致性。表2.10统计分析了差别的大小。表中结果显示全生育期两种方法白天相对MBE为-4.8%，远小于校正前两者的-21.8%。已有研究也表明波文比强制闭合法能较好地校正白天的涡度相关测定ET。

然而，校正后夜间的ET _EC 与ET _L 差别较大，各个生育阶段RBE从-30%到-95%，比校正前的差别大。这些结果表明，波文比强制闭合法不适合对夜间ET _EC 进行校正。接下来，应用过滤插值法对夜间ET _EC 进行校正。校正后ET _EC 与ET _L 差别明显减小，全生育期夜间RBE为-10.3%，小于校正前的-30.2%（表 2.10）和能量闭合后校正的-71.6%。校正后ET _EC 占每日值为7.3%，与已有结果相一致 ^[27] 。

2.3.3 涡度相关法与大型称重式蒸渗仪测定每日ET的对比分析

通过累加半小时的ET得到每日值，校正前后的涡度相关系统测定的每日ET _EC 与蒸渗仪法测定值比较结果见表2.11。由表中可以看出，校正前的每日ET _EC 与ET _L 在玉米各生育阶段差别都较大，差别最大的在拔节期，相对MBE为-32.4%，与该阶段能量不闭合率最大相一致。校正前全生育期总ET _EC 为465.3mm，比总ET _L 599.5mm低22.4%。校正前后两种方法测定值的零截距的线性回归斜率分别为0.73（R ² =0.88）和0.94（R ² =0.93）（图2.22）。

校正后的ET _EC 与ET _L 差别较小，全生育期相对MBE为-6.2%，小于校正前的-22.4%。校正后的全生育期总ET _EC 为562.4mm，平均每日值为3.54mm/d，都非常接近ET _L ，相对MBE为-6.2%（表2.11）。图2.23显示了校正后的每日ET _EC 与ET _L 的零截距线性回归斜率为0.92（R ² =0.97），表明两者很接近。

当灌溉或强降雨发生后，蒸渗仪箱体边界阻止土壤水分的侧向运移或深层渗滤，因而蒸渗仪内的水分含量可能高于箱外。通过表2.12，在灌溉后3个晴天或强降雨两个晴天后，蒸渗仪测定ET高于校正后的涡度相关测定值，表明这些天的蒸渗仪测定ET偏高。Rana等 ^[1] 研究结果表明在灌溉和强降雨后，蒸渗仪箱内的水分消耗高于周围大田耗水，蒸渗仪测定ET可能偏高。

如图2.24所示，在去除灌溉和强降雨后称重式蒸渗仪测定ET高估的部分后，与校正后的涡度相关法测定值较一致，线性回归斜率为0.96（R ² =0.98）。减去高估的蒸散量（18.4mm），蒸渗仪测定值为581.1mm，与涡度相关法测定总蒸散量562.4mm较一致。