印度马哈拉施特拉邦Chandrapur地区番茄与大豆作物需水量优化研究：基于FAO CROPWAT 8.0模型的灌溉调度策略

本研究针对半干旱地区农业用水效率低下的问题，采用FAO CROPWAT 8.0模型量化了印度Chandrapur地区番茄（需水量434.3 mm/dec）与大豆（309.3 mm/dec）的作物需水量（CWR）及灌溉调度方案，提出基于ETc和土壤水分监测的精准灌溉策略，为可持续农业水资源管理提供科学依据。

　　

在全球变暖与水资源短缺的双重压力下，农业灌溉用水效率低下已成为制约粮食安全的关键瓶颈。联合国数据显示，全球70%的淡水被农业消耗，其中60%因管理不善而浪费。印度Chandrapur地区作为典型的半干旱农业区，年均降雨量1249.4mm却分布不均，近年频发极端气候事件——从2019年干旱到2020年洪灾，加之大豆黄化病导致6.7万公顷绝收，凸显精准灌溉的紧迫性。番茄与大豆作为当地重要经济作物，前者需水量高达600-800mm且对水分敏感，后者虽耐旱但需科学调度。然而，既往研究多聚焦单一作物或气候影响，缺乏系统性灌溉规划工具的应用。

为此，研究人员首次将FAO CROPWAT 8.0模型引入该地区，整合CLIMWAT 2.0气候数据、土壤参数及作物系数(K_c)，通过Penman-Monteith法计算参考蒸散发(ET₀)，进而推导作物蒸散发(ET_c)与净灌溉需水量(NIR)。研究采用70%田间效率标准，对比分析了番茄与大豆全生育期的水分需求差异，并制定了逐旬灌溉日历。

研究结果

1. 气候参数影响：Chandrapur地区ET₀峰值达7.15 mm/day（5月），高温低湿加剧水分胁迫，番茄花果期需水量骤增。
2. 作物需水规律：番茄CWR为434.3 mm/dec，净灌溉需求365.7mm（522.5mm毛灌溉）；大豆CWR 309.3 mm/dec，但仅需7.6mm/dec补充灌溉。
3. 灌溉调度优化：模型建议番茄采用高频灌溉匹配生育期敏感阶段，大豆则集中在初期与末期供水。

结论与意义
该研究首次为Chandrapur地区建立了基于ET_c-K_c耦合的精准灌溉框架，证实CROPWAT 8.0在节水农业中的适用性。其成果直接响应联合国SDG 2（零饥饿）与SDG 13（气候行动），为政策制定者提供以下启示：

• 番茄种植需优先保障花果期供水，而大豆可通过雨养为主、关键期补灌的模式节水35%
• 结合AI灌溉与遥感技术可进一步提升水分利用效率
• 农民培训计划应重点推广ET₀动态监测与土壤墒情反馈技术

未来研究需拓展至多作物系统评估，并开发气候情景预测工具。本文发表于《Next Research》，为半干旱区农业水资源管理提供了可复用的方法论范式。