农业水土工程1
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2)
应用技术方面
(1)灌溉方式将从传统的丰水高产型灌溉转向限水灌溉
(Limit Irrigation) 、非充分灌溉(Non full Irrigation), 以 提高水的利用率。各种利用适度亏水来调控刺激作物生理 机能,以提高作物水的利用效率、
生产率, 改善农产品品质
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农业水土工程
Water and Soil Engineering 1. 我国农业水土工程的现状与发展趋势
2. 农业环境保护与治理
3. 土壤工程性质与土壤腐蚀 4. 土地利用工程 5. 农田灌溉与排水 6. 水土保持与节水农业技术
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二、我国农业水土工程学科的现状与发展趋势
1.农业水土工程的概念 农业水土工程是研究水、土
运行规律与持续高效利用的理论
与技术,合理利用农业水土资源, 创造良好的农业水土环境,为农
业可持续发展服务的科学。
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安全的辐射强度 提供食物及其他生活 必需品
能源
工业原料 尽量避免有害细菌和 病毒 避免自然灾害的侵袭
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水
适宜于人类生活的大气温度
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人和动、植物及微生物组成的生物群落和上述非 生物物质条件(物理因素和化学因素)共同构成了地球 上的生态系统。 各种生物及微生物之间、生物群落与环境之间关系 密切、相互作用、并进行着物质与能量的交换。 在自然条件下自然生态系统如果不遇到重大的意外
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2) 逆境对作物的影响机制及其持续农业中的水分调控
包括水分亏缺对作物光合作用、生长和产量构成等因
素的影响关系; 土壤水与含盐量水平对植物根系吸水、水 分散失和生长发育及产量的影响; 水分过多 对作物的影 响; 作物耐旱、耐盐、耐渍涝的定量标准; 作物水分状况 的定量诊断方法, 特别是用红外测温或遥感信息诊断作物 水分状况的问题;等等。
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4、21世纪中国农业水土工程学科发展趋势
1)
基础理论方面
在水—土—作物—环境关系的最优调控理论与方法研究 农田物质(水、沙、盐、农业化学物)的迁移规律及其数值
模拟与预测
在逆境对作物生长和产量影响的定量评价方法和农业水旱
灾害及防治对策
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§1农业水土工程发展现状与趋势
一、我国农业水土资源的基本状况与影响因素分析
1. 水、土是发展农业生产最基本的自然资源。 我国国土有960万km2,其中山地占66%,平地34%,
耕地只有11%,约1亿ha,人均不到0.1ha,约为世界
人均耕地的29%。水资源由地表水、地下水和降水三 部分组成,互相之间又有交流。我国水资源总量约有 27000亿m3,人均2250m3,尚不到世界人均值的1/ 4。单位面积耕地占有27000m3/ha。约为世界平均 值的1/2,属于水资源贫乏国家。
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3、农业水土工程需要解决的主要科技问题
1) 农田物质迁移规律及其调控机理
该领域主要研究农田水肥的运移规律及最优调控机理。
包括农田“五水”(大气水、地面水、地下水、土壤水、 植物水)转化的机制及其数值模拟; 农田水盐运移规律与 溶质传输模型; 农田水热耦合运移及水热转换关系; 土壤 —植物—大气连续体(简称SPAC)中的水分传输机理、水分 传输的动力学模式及其计算机仿真方法; 作物水分散失与 光合作用的耦合模式;等等
方面的监测、采集、处理技术得到发展, 并促进农业水土 资源管理水平的提高。
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综合运用全球卫星定位系统 (GPS)和地理信息系统 (GIS) 、遥感技术(RS) 和计算机控制系统精准灌溉 (Precise Irrigation), 将会成为我国 21 世纪农业水土工 程发展热点和新的农业科技革命的重要内容, 以及提高农 业用水效率和单位面积产量的关键。
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4) 水体萎缩或污染,减少了可供灌溉的水资源
与农业水土工程密切相关的新问题便是水环境的恶 化。由于人类对水资源的过度开采,不合理的调用,土壤
污染、垃圾排放,以及将水作为除污介质而造成的水体萎
术及灌区动态配水技术, 实现灌区水量最优调度。 (5)雨水集蓄与高效利用的技术将得到深入研究, 形 成具有中国特色的雨水将会在西北半干旱地区和南方丘陵
坡地广泛推广, 以提高降雨的生产率。
(6)根据不同地区的特点, 将广泛采用各种先进水土 保持、高含沙浑水、部分苦咸水、污水灌溉及地下水持续
利用等区域水资源持续利用技术, 以达到区域水资源的持
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3) 农业高效节水关键技术
节水灌溉新技术
包括喷、微、渗 地下滴 灌技术和田
间地面灌水新技术的改进与提高。
渠道防渗与管道输水技术 主要作物的节水、增产、高效灌溉制度 灌区水管理技术 农业综合水肥高效利用技术 具体包括不同节水技术条件(节水地面灌溉、喷灌、
3.武汉大学——水资源与水电工程科学国家重点实验室
4.河海大学——水文水资源与水利工程科学国家重点实验室
5.沈阳农业大学——灌溉排水理论与技术、设施环境工程、农
业水土结构工程、农业水资源开发利用与管 理、水土保持5个方向。
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缩和水体污染是十分严重的。这不仅破坏着人类的生存 环境,威胁着生命安全,而且直接减少着紧缺的淡水资源。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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5) 土壤污染
土壤是作物生长的基地,也是水分的保养所。但是,
由于当今的农业生产把施用化肥和化学农药作为增产的主
事故,可以在非常长的时间内保持着动态平衡,这种平
衡称为生态平衡,它是人类得以持续生存、繁衍,发展 和进步的必要条件。
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土壤和水、大气、阳光、气温共同构成了农业环境,
它向农业动、植物提供生长、发育、繁殖的物质条件。
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2. 农业水土工程重点研究的内容:
农业节水理论、田间节水灌溉新技术、节水灌溉设 备研制、水资源持续利用理论与工程技术、灌区用水管理、 农业水土环境监测、修复与保育、农业高效用水的工程技 术等方面的应用基础理论和新技术。
农业水土工程领域具有多学科相互交叉、各种单项技
术相互渗透的显著特征。
水利工程学、土壤学、作物学、生物学、遗传学、材料 学、数学和化学等多学科的结合。
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农业水土工程学科研究现状
1.西北农林科技大学——教育部重点学科,农业部重点实验室 2.中国农业大学——中国农业水研究中心
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作为农业工程学科中发展较早的二级学科之一, 农业水土工程学科曾先后称为“农田水利”和“农田 灌溉”。基于农业水资源的科学利用与土壤改良、水 土保持等科学技术关系密切,国际上普遍采用水土工程 名称,我国于1990年定名为“农业水土工程”。
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§2 农业环境保护与治理
Protecting and fathering of agricultural environment
一、自然环境与农业环境
人类赖以生存的物质条件: 阳光 空气 土地
的调亏灌溉、分根交替灌 溉也将得到深入研究和推广。
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(2)喷、滴灌等先进的灌水技术将得到广泛使用,设
备运行的可靠性、使用寿命和自动化程度很大提高。各
种先进的地面灌水技术如间歇灌、膜上灌、激光平地和 水平畦灌、果树渗灌(地下滴)等将得到大面积推广。 (3)各种灌溉技术与农业措施将有机融合在一起, 形 成综合水土资源高效利用技术。如各种水肥耦合、带状种