香港計算器

WUE 計算器

輸入作物產量(kg/ha)與整季用水深(mm),即時算出每立方公尺水產出多少公斤(WUE, kg/m³),評估灌溉用水的產出效率。

輸入資料

單位面積收穫量,可用經濟產量(如穀粒)或乾物質產量,單位 kg/ha。
kg/ha
整個生育期的耗水深,含灌溉與有效降雨(或作物蒸散 ETc 累積),單位 mm。
mm

計算結果

1.6kg/m³
5,000m³/ha

重點速覽:作物水分利用效率(water use efficiency, WUE)衡量作物每消耗單位水量能產出多少乾物質或經濟產量,是評估灌溉與栽培用水效率最核心的指標。計算分兩步:先把整季用水深(mm)換算成單位面積水體積——因為 1 mm 的水深覆蓋 1 公頃(10000 m²)相當於 10 m³,故 用水體積(m³/ha) = 用水深(mm) × 10;再以 WUE = 產量(kg/ha) ÷ 用水體積(m³/ha) 得到每立方公尺水產出的公斤數(kg/m³)。WUE 越高代表相同水量下產量越高、用水越有效率。它受作物種類、品種、氣候、土壤與灌溉管理影響:C4 作物(如玉米、高粱)的 WUE 通常高於 C3 作物;虧缺灌溉、地膜覆蓋、改善根系與選育耐旱品種都能提升 WUE。在水資源緊張的地區,提高 WUE 意味著「以更少的水種出更多的糧」,是可持續農業的重要目標。

計算公式

用水體積:用水體積(m³/ha) = 用水深(mm) × 10(1 mm/ha = 10 m³)。

水分利用效率:WUE(kg/m³) = 產量(kg/ha) ÷ 用水體積(m³/ha)。

等價式:WUE = 產量(kg/ha) ÷ (10 × 用水深 mm)。

$$V_{water} = 10 \times W_{(mm)}$$
$$WUE = \frac{Y_{(kg/ha)}}{V_{water}} = \frac{Y_{(kg/ha)}}{10 \times W_{(mm)}}$$

使用說明

  1. 填入單位面積產量 Y(kg/ha),可用穀粒或乾物質產量。
  2. 填入整個生育期的用水深 W(mm,含灌溉與有效降雨)。
  3. 系統即時算出每公頃用水體積與水分利用效率 WUE(kg/m³);數值越高代表用水越有效率。

常見作物的水分利用效率 WUE 概略範圍

常見作物的水分利用效率 WUE 概略範圍
作物 / 類型WUE 概略範圍(kg/m³)說明
玉米(C4)1.5–2.5光合效率高,耗水產出比佳
小麥(C3)0.8–1.6溫帶主糧,隨管理差異大
水稻0.6–1.2需水量大,WUE 偏低
蔬菜(葉菜類)5–15以鮮重計含水量高,數值較大

數值為概略範圍,隨品種、氣候、土壤與灌溉管理而變;以鮮重計的蔬菜因含水量高,WUE 數字明顯大於以乾重/穀粒計的穀物。

理財情境案例

玉米田的水分利用效率

某玉米田整季產量 8000 kg/ha,整個生育期用水深 500 mm(灌溉加有效降雨)。

用水體積 = 500 × 10 = 5000 m³/ha;WUE = 8000 ÷ 5000 = 1.6 kg/m³。

1.6 kg/m³ 屬玉米合理水準,表示每立方公尺水約產出 1.6 公斤穀粒。

節水灌溉提升 WUE

同一片田採虧缺灌溉,用水深降到 400 mm,產量仍維持約 7800 kg/ha。

用水體積 = 400 × 10 = 4000 m³/ha;WUE = 7800 ÷ 4000 = 1.95 kg/m³。

產量僅微降 2.5%,WUE 卻提升約 22%,凸顯適度節水在缺水環境下的價值。

常見問題

用水深 W 該填灌溉量還是總耗水?

視你要評估的對象而定。若評估「灌溉水」的效率,就填灌溉用水深;若評估作物整體用水效率,應填整季總耗水,即灌溉加有效降雨(或直接用作物蒸散 ETc 累積量)。文獻中 WUE 的分母不一,比較時務必確認彼此用同一定義,否則數值不可比。

為什麼 1 mm 用水深等於 10 m³/ha?

1 公頃 = 10000 m²,水深 1 mm = 0.001 m,體積 = 0.001 m × 10000 m² = 10 m³。所以用水深(mm) × 10 就是每公頃的用水體積(m³)。這個換算把以 mm 表達的水深直接對應到體積,方便與產量(kg/ha)相除得到 kg/m³。

產量用鮮重還是乾重?

兩者皆可,但要標明。穀物常用風乾穀粒或標準含水率產量;牧草、蔬菜可用鮮重或乾物質。含水量高的鮮重會讓 WUE 數字偏大(如葉菜可達 5–15 kg/m³),而乾物質 WUE 較小。跨作物或跨研究比較時,應統一到同一基準(多用乾物質或標準含水率)。

怎樣提高作物的水分利用效率?

可從三方面著手:一是減少無效耗水,如地膜或秸稈覆蓋抑制土面蒸發、避免深層滲漏;二是改善灌溉方式與排程,採滴灌、虧缺灌溉在關鍵生育期供水;三是選育耐旱高效品種、合理施肥促進根系與光合。這些措施能在不明顯減產下降低用水,從而提升 WUE。

WUE 和「灌溉水生產力」是同一回事嗎?

概念相近但不完全相同。WUE 一般指產量與作物耗水(蒸散)之比;「灌溉水生產力」(irrigation water productivity)則以引入田間的灌溉水量為分母,還受灌溉效率影響。本計算器以用水深為分母,較接近灌溉水生產力;若把用水深理解為作物蒸散累積,則接近典型 WUE。使用時說明分母定義即可。

相關工具

參考資料

內容審核:香港計算器科學團隊。WUE = 產量(kg/ha) ÷ (用水深 mm × 10),單位 kg/m³。