作物全生育期或某一时段内正常生长所需要的水量，包括消耗于作物蒸腾、株间蒸发和构成作物组织的水量。由于构成作物组织的水量一般不到1％，在实用上可忽略不计，而以作物蒸腾与株间蒸发量之和，即蒸发蒸腾量（或称蒸散发量）作为作物需水量。作物需水量有时段概念，例如，作物全生育期需水量，某生育阶段需水量，月、旬需水量以及日、小时需水量等。

作物需水量是决定作物灌溉制度、灌溉用水量和灌溉引水流量的基本参数，是制定流域或地区水利规划、进行灌溉工程规划、设计和用水管理的重要依据。

作物需水量受气象、土壤、作物条件的影响，其中以气象条件和土壤含水率的影响最显著。气温愈高、日照时间愈长、太阳辐射愈强、空气湿度愈低、风速愈大，需水量愈大。土壤含水率在一定数值（一般为土壤毛管断裂含水率）以下时，土壤含水率愈高，需水量愈大。作物生长繁茂、健壮、叶面积指数高，需水量大。根据各地实测成果，中国水稻的日平均需水量，夏季为5～8 mm，春季和秋季为3～5 mm；各类旱作物日平均需水量，夏季为4～7 mm，春季和秋季为2～4 mm，冬季为0.5～2.0 mm。在灌溉条件下，同类作物的需水量，北方高于南方。

作物需水量数据可取自实测成果，其实测方法见作物需水量测定；无实测资料或实测资料不足时，可以用计算方法确定。

世界各国对作物需水量计算的研究已有近百年的历史，提出过几十种计算方法。近30年来，一般认为应该分2个步骤计算，首先计算出参照作物蒸发蒸腾量，再据此计算作物需水量。

参照作物蒸发蒸腾量计算

一般规定以土壤水分充足、地面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔（地块的长、宽度均大于200 m）矮草地（草高8～15 cm）上的蒸发蒸腾量为参照作物蒸发蒸腾量，或称参照蒸发蒸腾量。国内外认为应采用1998年联合国粮农组织推荐的“修改的彭曼—蒙泰思”（Penman-Monteith）方法进行计算。

其计算公式为：

式中，ET₀为参照作物蒸发蒸腾量，mm/d；Ｒ_n为作物冠层净辐射，MJ/（m²·d）；Ｇ为土壤热通量，MJ/（m²·d）;T为地表以上2m高度处平均气温，℃；u₂为2m高度处风速，m/s；e_s为气温为T时的饱和水汽压，kPa；e_a为实际水汽压，kPa；e_s-e_a为饱和水汽压差，kPa；Δ为饱和水汽压曲线上在气温为T（℃）时的斜率，kPa/℃；r为湿度计常数，kPa/℃。

ET₀可以逐日计算，也可以按5 d或逐旬计算。公式中R_n与G的测定较复杂，测定成果较少，其余各项的测定较简易。无R_n与G的实测资料时，可用经验公式计算。

作物需水量计算

（1）水分供应充分条件下的计算法。土壤含水率在适宜上下限之间，此时采用作物系数法计算需水量：

式中，ET为某阶段内作物需水量；ET₀为与计算ET相同时间内的参照需水量；k_c为作物系数，即某阶段内作物需水量与参照作物需水量的比值，k_c随作物和阶段而变，由试验确定。

（2）水分供应非充分条件下的计算法。全生育期内有时土壤含水率低于适宜下限，这种条件下采用以下2类方法计算。

1）土壤湿度系数修正法：

式中，ET、k_c、ET₀意义同前；k_w为土壤湿度修正系数，即供水不充分条件下需水量与供水充分条件下需水量之比值，可采用M.E.詹森（Jensen）经验公式确定：

式中，A_w为实际有效土壤含水率占适宜有效土壤含水率下限的百分数（参见有效土壤水）。

2）产量系数修正法：

式中，ET、k_c、ET₀意义同前；k_y为产量修正系数，可用以下两式确定：

或

式中，Y、Y_m分别为供水不充分条件下和供水充分条件下的作物产量，取相同单位；c₁和c、m和n及c₂为由受旱试验确定的系数、指数及常数。

中国从20世纪初开始对少数作物的需水量进行测定和研究。50年代中期以后，在全国各地针对当地主要作物，进行了大量的需水量观测试验，积累了丰富的实测资料和一些理论分析成果。今后的发展趋势是采用现代化手段更精确地测定需水量，深入研究蒸发蒸腾的机理和计算方法，从增产、省水角度出发，分析研究调节、控制需水量的标准和方法。

在国际上，作物需水量一词有另一种理解，即把作物蒸发蒸腾量以及农田内部其他耗用水量（包括田间渗漏量、冲洗用水量、泡田用水量、调温用水量等）之和称为作物需水量。