农业节水技术现代应用(给排水1班8号邓依强)摘要:发展节水农业是农业现代化的必然趋势.是解决农业水资源短缺。
保证农业可持续发展的根本出路。
总结了现代农业节水技术的适宜形式——工程节水、生物节水、农艺节水、化学节水、管理节水5种节水技术措施及其综合技术合成,为各种不同类型的地区在发展节水农业时提供一定的启示和思路。
关键词:节水农业;工程节水;生物节水;农艺节水;化学节水;管理节水W ater—Saving Technology of Contemporary AgriculturDeng YiQiangAbstract:Development on water—saving agriculture is a necessary trend and is an ultimate measure of resolving agricultural water resource scarcity and ensuring agricultural persistence development.This paper summarizes the water—saving technology of contemporary agriculture such as engineering。
biology.agriculture,chemistry,management water saving technology,etc。
which supplies some good ideas and thinking when water saving agriculture is developed in different types of areas.Key words:water-saving agriculture;engineering water—saving;biology water—saving;agriculture water—saving;chemistry water—saving;management water-saving我国是世界上水资源极度缺乏的国家之一,人均水资源的占有量不及世界人均水平的1/4。
排在世界的第109位,是13个贫水国之一,每年因干旱而损失粮食0.7~0.8亿t,相当于年总产的1/6。
在我国,农业又是用水大户,占全国用水量7O%,在水资源极度缺乏的情况下,农业用水的效率又相当低,浪费严重。
据统计,我国农业灌溉水的利用率不到5O,仅为发达国家的一半左有,1m水只能生产0.85kg粮食,仅为以色列的1/5,远低于2kg以上的世界发达国家水平。
这说明我国农业有着巨大的节水潜力。
如果能把农业灌溉用水的利用率从目前的约50%提高到7O%,则仅灌溉用水就可节水约900亿m。
,是我国每年灌区缺水量的3倍。
据有关部门预测,在灌溉用水量不增加的情况下,保障21世纪我国粮食安全的唯一选择就是大力发展节水农业。
1现代农业节水技术的主要内容农业节水是一个大的系统工程,涉及水资源、生态、环境、工程、技术、法律、管理等多个专业领域,需要水利、计划、财政、科技、农业等多部门密切配合,协调行动。
同时农业节水技术也是一个综合技术体系,是集合了农学、植物生理、土壤化学、微生物学、环境和气象、农业1=程等多学科的综合应用技术。
农业节水技术主要有5个发展方面,包括工程技术、生物技术、农艺技术、化学技术和管理技术及其5种技术的综合技术集成,其中每一类节水技术又包括许多方面。
工程节水措施包括输水工程,灌水工程,集水工程。
生物节水措施是指通过遗传丁程选育引进具有高水分生产效率的抗旱节水品种。
农艺节水措施包括节水种植制度、抗旱育种技术、耕作保墒技术、水肥耦合调控技术和化学抗旱节水技术等。
化学节水技术包括化学覆盖技术、抗旱保水剂、抗蒸腾剂、生根剂、植物生长激素、抗旱种衣剂、土壤增容扩蓄生化材料等。
管理节水措施包括水资源优化调度,灌溉自动化控制,节水灌溉,节水种植价格杠杆,农户参与、产权与水价管理等。
1.1工程节水技术1.1.1输水工程(1)渠道防渗技术:在习惯大水漫灌或大畦大沟灌溉的地方,推广宽畦改宽窄畦,长畦改短畦,长沟改短沟,控制田间灌水量,提高灌水的有效利用率.是节水灌溉行之有效的措施。
适用于山区水库灌区干支渠输水渠道,可有效减少渠道的渗漏损失。
常用的措施有混凝土衬砌,浆砌石衬、塑料薄膜防渗和混合材料防渗等,与土渠比较一般可节水2O左右。
(2)管道输水技术:即管灌是把低压管道埋设地下或铺设地面,将灌溉水直接输送到田问。
常用的输水管多为硬塑管或软塑管。
该技术具有投资少、节水、省T、节地和节省能耗等优点。
适用于地表相对平整的粮田、果树和菜田灌溉,井灌区、水库灌区均可采用,与土渠相比一般可节水25%左右。
1.1.2灌水工程(1)微灌技术:包括滴灌、微喷灌、渗灌及小管出流灌(微管灌)等。
将灌溉水加压、过滤,经各级管道和灌水器具灌水于作物根际附近。
微灌属于局部灌溉。
只湿润部分土壤。
对部分密播作物适宜。
微灌技术的节水效益更显著。
与地面灌溉相比,可节水8O%~85%。
微灌可以与施肥结合。
利用施肥器将可溶性的肥料随水施入作物根区。
及时补充作物需要的水分和养分,增产效果好。
目前微灌一般应用于大棚栽培和高产高效经济作物栽培。
适用于所有地形的土壤。
特别适用于干旱缺水地区。
主要用于作物,如果树、保护地菜田等,与土渠相比一般可节水55%~6O%。
(2)喷灌技术:该技术是将灌溉水加压,通过管道。
由喷水嘴将水喷洒到灌溉土地上。
喷灌是目前大田作物较理想的灌溉方式。
与地面输水灌溉相比。
喷灌一般能节水5O%~6O%。
但喷灌所用管道需要压力高。
设备投资较大,能耗较大。
目前多在高效经济作物或经济条件好、生产水平较高的地区应用。
既适用于平原地区。
也适用于山区。
山区多采用移动式。
特别在地形起伏较大、土壤透水性强、采用地面灌溉困难的地方采用喷灌效益更为显著。
与土渠相比一般可节水35%。
(3)膜上灌:是我国在地膜覆盖栽培技术的基础上发展起来的一种新的地面灌溉方法。
它是将地膜平铺于畦中或沟中,畦、沟全部被地膜所覆盖,从而实现利用地膜输水,并通过作物的放苗孑L和专设灌水孑L入渗给作物供水的灌溉方法。
因而膜上灌实际上也是一种局部灌溉。
其突出特点是可通过凋整膜畦首尾的渗水孔数及孔的大小来调整畦(沟)首尾的灌水量。
以获得较普通地面灌溉方法相对高的灌水均匀度,实现节水、增产之目的。
生产试验表明:膜上灌与常规沟灌相比,棉花节水4O.8%,增产皮棉5.12%。
霜前花增加15%;玉米节水58%,增产51.8%;瓜菜节水25%以上。
(4)波涌灌溉:波涌灌溉也称间歇灌溉,它是2O世纪7O年代美国学者推出的一种地面灌水新技术。
做法是先用较大流量把水推进一段距离,暂停灌水,问隔一定时间之后再次放水,如此断断续续,使水流呈波涌状推进。
南于这种灌水方法水流推进速度快,土壤孑L隙会自动关闭,在土壤表层形成一个薄封闭层。
大大减小深层渗漏。
1.1.3集水工程所谓集水工程主要包括:拦河引水工程、塘坝工程、方塘工程、大口井工程、水池工程、水窖工程等。
其特点是将确定的工程周围天然降水进行有效汇集、存储并有效利用;其目的就是最大限度的拦蓄利用地表径流。
集水工程一般分为蓄水工程和集水场。
蓄水工程包括拦河截潜、塘坝、方塘、大口井等;集水场主要是指通过棚面、路面、屋面、坡面集水,通过引水道引入蓄水池中。
(1)塘坝工程:按一定的设计标准,利用有利的地形条件。
汇水区域。
通过挡水坝将自然降水产生的径流存起来的集水工程。
它的蓄水量小于lO万ITI。
拦水坝可采崩均质坝,并进行必要的防渗处理和迎水坡的防浪处理,为受水地区和村屯供水。
(2)拦河引水T程:按一定的设计标准,选择有利的河势,利用有效的汇水条件,在河道软基上修建的低水头拦河溢流坝,通过拦河坝将天然降水产生的径流汇集并抬高水位,为农业灌溉和村镇环境用水提供保障的集水T程。
(3)方塘工程:按一定的设计标准.在地表下与地下水转换关系密切地区截集天然降水的集水工程。
为增强方塘的集水能力,必要时要附设天然或人工的集雨场,加大方塘集水的富集程度。
(4)大口井工程:建设在地下水与天然降水转换关系密切地区的取水工程。
也是集水工程的一个组成部分。
(5)集水场设施:充分利用有利的坡面、路面、场院,适宜的棚面,屋面。
坡面是原则植被条件。
汇流条件较好的山坡、里面等天然汇流场,向蓄水T程积存水量。
渊节崩水;路面是选择硬铺盖公路路面作为降水汇流场向蓄水T程集存水量。
并调节使用;场院是利用农村地区粮谷脱粒场和粮库等相对硬铺盖设施作集水场向蓄水程汇流,并调节供水;棚面就是充分利用农村的冷棚、暖棚设施作为降水汇流场,向蓄水T程集存水量,并调节水量;屋面就是利用农村住宅的犀顶作为集水场。
向蓄水工程集存水量,并调节供水。
1.2生物节水技术生物节水技术包括适水种植的作物合理布局、提高作物抗旱能力的栽培技术及节水抗旱作物品种选育等。
1.2.1适水种植,充分利用降水根据当地水资源情况,选用耗水少、耐旱的作物品种,调整农业种植结构,合理安排各种作物的种植面积。
在水资源缺乏的地区。
应根据降水特点。
合理安排作物种植结构。
降低复种指数.合理轮作换茬,合理套作。
如种植豆类、甘薯等较耐旱作物。
1.2.2选育节水抗旱作物品种同一种作物。
节水耐旱品种在相同产量下需水量较少。
目前以色列、美国等发达围家已将节水重点转到提高水分利用效率方面,向两个研究方向努力。
一是研究在不降低作物产量的情况下大幅度地减少作物蒸腾量,主要是阻止水分通过气孔、角化层和边界层小通道向大气中扩散.当水气通道明显的短时,对于二氧化碳来说增加的阻力就能减小蒸腾,增加同化作用,因而也就提高了水分利用效率。
二是研究在不增加作物相应蒸腾的情况下,大幅度地增加作物产量的途径。
提高总产量中干物质比例的育种方法取得很大进展。
如今天的小麦高产品种中。
麦粒的重量占其干物质总重量的1/2。
而在本世纪初它只占l/3或更少。
作为现代品种,要具有小的叶面积、矮秆、短生长期等特点。
有利于减少蒸腾。
因此现在单位产量的耗水量只有100年前的2/3。
这个研究方向有着广阔的发展前景。
此外。
还要注意培育生育期短的作物品种。
并尽可能使作物的需水期与降水期同步,以充分利用降水。
1.3农艺节水技术农艺节水措施包括调整作物种植结构。
如我国北方适当减少耗水量大的水稻、小麦等的种植面积;采用耐旱节水品种;加强耕作覆盖、塑膜覆盖等;推行节水灌溉技术等等。
农艺节水技术,既可降低农业用水的投入成本,又能促进增产增收。
据测算,采用合理耕作、地膜覆盖、以肥保水、以化控水等农艺措施可节水3O。
农艺措施还具有灌水均匀、土壤不板结、保土保肥、调节田间小气候、减轻病虫害发生、提高地温的特点,使农作物增产2O以上。