节水农业

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❖ 发达国家的灌溉水管理技术正趋朝着信息化、 自动化、智能化的方向发展。
❖ 美国、澳大利亚等国已大量使用热脉冲技术 测定作物茎杆的液流和蒸腾，用于监测作物 水分状态；将空间信息技术和计算机模拟技 术用于监测土壤墒情。开展灌区多种水源联 合利用的研究，合理利用和配置灌区的地表 水、地下水和土壤水，对其进行统一规划和 管理。在最大限度地满足作物对水分需求的 同时，改善灌区的农田生态环境条件。
（一）农艺节水技术
❖ 目前，使用的农艺节水技术： 1.坐水种灌溉技术：
作业程序：整地、覆膜、拌种、点种、 注水等几道工序。能使作物的出苗率达 到98%以上，适宜玉米、豆类等作物。
2.地表覆盖保墒技术：
❖ 耕地表面覆盖塑料薄膜、秸秆或其它材 料。 能起到防冻、防寒、保温、保墒、增产、 增收的作用，是我国西北、华北、东北 等干旱缺水低温、寒冷地区的主要抗旱 保墒增产的农艺节水技术措施。
❖ “我国水资源严重紧缺，粗放式的农业管理 模式导致水肥资源消耗巨大，要实现农业可 持续发展，推广节水农业刻不容缓。
❖ “目前，我国年均水资源总量仅为世界 6%， 每年农业用水缺口超过 300 亿立方米。而每 年农业灌溉用水约 3600 亿立方米，农田有 效灌溉面积仅 9.5 亿亩，年化肥用量居世界 首位，但化肥利用率平均仅为 30%。水肥资
❖3、 节能
微灌灌水器的工作压力一般为 50～150kPa,比喷灌低得多,又 因微 灌比地面灌省水,对提水灌溉来说意 味着减少了能耗。
❖4、 灌水均匀
微灌系统能够做到有效地控制 每个灌水器的出水流量,因而灌水均 匀度高,一般可达85%以上。
❖ 5、 增产
微灌能适时适量地向作物根区供水供肥, 为作物根系活动层土壤创造良好的水、热、 气、养分环境，因而可实现高产稳产,提高
微灌技术的优点
❖ 微灌还具有以下诸多优点: ❖1、 省水
微灌按作物需水要求适时适量 地灌水，仅湿润根区附近的土 壤， 因而显著减少了灌溉水损失；
2、 省工
微灌是管网供水，操作方便，劳动效率 高，而且便于自动控制，因而可明显节省劳 力；同时微灌是局部灌溉，大部分地表保持 干燥，减少了杂草的生长，也就减少了用于 除草的劳力和除草剂费用；肥料和药剂可通 过微灌系统与灌溉水一起直接施到根系附近 的土壤中，不需人工作业。
2. 农业微灌技术
➢ 概述
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➢滴灌技术
➢微喷灌技术 ➢渗灌技术
➢小管出流
➢小结
滴灌
❖ 滴灌是微灌系统尾部毛管上的灌水 器为滴头或滴头与毛管制成一体的滴灌 带将有一定压力的水以滴状一滴一滴的 滴入作物根部进行灌溉的方法。使用中 可以将毛管和灌水器放在地面上，也可 以埋入地下30～40厘米。前者称为地 表滴灌，后者称为地下滴灌。滴头的流 量一般2～12升/时，使用压力50～150 千帕。
2、生物节水技术原理
（1）水分亏缺对作物不同生理过程的影响程 度
（2）作物不同发育阶段对水分亏缺的敏感性 （3）不同作物和品种对水分亏缺的反应存在
明显差异。 （4）产量、耗水量、水分利用效率之间的
关系
3、生物节水技术途径及展望
❖生物节水途径包括了遗传改良、生 理调控和群体适应（作物互补）3个 方面。其中，通过遗传改良培育抗 旱节水新品种、新类型应作为生物 节水的一个核心目标。
C 深耕保墒技术
❖ 在北方地区有秋深耕、夏深锄、春深种 的三深蓄水保墒耕作习惯.
❖ 在干旱多风季节，为了使土壤多蓄水， 少蒸发损失土壤水，一般在秋季收获后进行 深耕，耕深在25cm以上。
深耕保墒技术
（二）生物节水技术
❖ 1、生物节水技术概念 生物节水是利用作物自身抗旱和高水分利 用效率、高产优质的品种特性产生更大的 经济、生态效益。 生物性节水面对的是复杂的生物体，其特 点是研究难度大、开发程度低，投入大、 效益高、前景广阔。特别是分子生物学和 生物技术的兴起为生物节水带来了巨大活 力，正孕育着新的突破
（三）工程节水技术
❖ 随着现代化规模经营农业的发展，由传统的 地面灌溉技术向现代地面灌溉技术的转变是 大势所趋。
❖ 未来将替代传统的地面灌溉技术是微灌技术
微 灌 技术
❖ 微灌技术是利用微灌系统设备按照作 物需水要求，通过低压管道系统与安装 在尾部（末级管道上）的特制灌水器 （滴头、微喷头、渗灌管和微管等）， 将水和作物生长所需的水和养分以较小 的流量均匀、准确地直接输送到作物根 部附近的土壤表面或土层中，使作物根 部的土壤经常保持在最佳水、肥、气状 态的灌水方法。
现代农业
之 节水农业技术
现代节水农业技术
❖一、现代节水农业的概念 ❖二、发展现代节水农业的必要性 ❖ 三、现代节水农业技术
（一）、现代节水农业
❖ 现代节水农业是在确保生态健康和环境安全 的前提下，以维持植物生命健康实施精量供 水，提高农业综合用水效益的农业生产方式 。
（二 ）发展现代节水农业的 必要性
微灌的特点：
❖ 灌水流量小，一次灌水延续时间长， 周期短，需要的工作压力较低，能够较 精确地控制灌水量，把水和养分直接输 送到作物根部附近的土壤中，满足作物 生长发育之需要。
现代农业微灌溉技术包括微喷灌、 滴灌、渗灌等。这些灌溉技术一般 节水性能好、水的利用率较传统灌 溉模式高，当然，也存在着一些弊 端。
源约束已经成为威胁粮食安全、制约农业可 持续发展的主要因素。”
（三）、现代节水农业技术
❖ 现代节水农业技术是传统的节水农业技术与 生物、计算机模拟、电子信息、高分子材料 等高新技术结合的产物，具有多学科相互交 叉、各种单项技术互相渗透的明显特征。
二、现代节水农业技术
❖ （一）农艺节水技术 ❖ （二）生物节水技术 ❖ （三）工程节水技术 ❖ （四）水管理节水技术
❖ 渗灌系统全部采用管道输水，灌溉水 是通过渗灌管直接供给作物根部，地表 及作物叶面均保持干燥，作物棵间蒸发 减至最小，计划湿润层土壤含水率均低 于饱和含水率，因此，渗灌技术水的利 用率是目前所有灌溉技术中最高的。
渗灌
小管出流
❖ 小管出流是用直径4毫米的微管与 毛管连接作为灌水器，以细流 （射流）状局部湿润作物附近土 壤，流量一般为80～250升/时。 对高大果树通常围绕树干修一渗 水小沟，以分散水流，均匀湿润 果树周围土壤。
（3）生理调控：调亏灌溉（RDI）、分根区
交替灌溉（ARDI）和部分根干燥（PRD） 等作物生理节水技术
❖ RDI在作物生长发育的某些阶段即人为地让 作物经受适度的缺水锻炼来影响其光合产 物向不同组织器官的分配，进而提高其经 济产量而舍弃营养器官的生长量及有机合 成物的总量。
ARDI和PRD技术强调在土壤垂直剖面或水平 面的某个区域保持土壤干燥，仅让一部分土 壤区域灌水湿润，交替控制部分根系区域干 燥、部分根系区域湿润，以利于使不同区域 的根系交替经受一定程度的水分胁迫锻炼， 刺激根系的吸收补偿功能，使根源信号ABA 向上传输至叶片，调节气孔保持在适宜的开 度，达到不牺牲作物光合物质积累而又大量 减少其奢侈的蒸腾耗水的目的，与此同时， 还可减少作物棵间的土壤湿润面积，降低棵 间蒸发损失和因水分从湿润区向干燥区侧向 运动带来的深层渗漏损失。
（1）、培育节水耐旱新品种
❖ 植物的WUE （ 水分利用效率）是一个可遗 传性状，高WUE是植物适应缺水环境、同时 利于形成高生产力的重要机制之一。定向培 育高WUE品种有其遗传基础并符合进化方向， 是可能实现的。
❖ （2）群体适应：通过包括改变播期、增减 密度、调整种植结构、改进轮作方式以及 实行间套混种等技术方法降低作物蒸腾量， 以达到节约田间或区域耗水的目的，看似 一种农艺措施，但必须依据于生物节水原 理。其基本点是利用不同作物的需水特性 和耗水规律来进行农用水资源的优化配置、 建立节水型种植体系，在当前这是一种可 在较大范围内产生效果、较为现实的节水 策略。
温室花卉苗床滴灌系统 省水的滴灌系统
微喷灌
❖微喷灌是通过管道系统利用微 喷头将低压水或化学药剂以微 流量低压喷洒在枝叶上或地面 上的一种灌水形式。
微喷灌
渗灌
❖ 渗灌是一种地下微灌形式，在低压条件 下，通过埋于作物根系活动层的灌水器 （微孔渗灌管），根据作物的生长需水 量定时定量地向土壤中渗水供给作物。
3.耕作保墒节水技术：
❖ 主要有耙耱保墒技术、中耕松土保墒 技术、深耕蓄水保墒技术、深种接墒 抗旱保苗技术
❖ A耙耱保墒技术：在小麦和大秋作物播种前 将耕翻的土地适时进行耙耱，磨碎土块，磨 平地表，减少土壤表层的大孔隙，以免土壤 水分蒸发损失，达到保墒的目的。
B 中耕保墒技术：
❖ 是指作物生长阶段中所采取的耕作措施
❖ 综合上述研究结果可以看出，干旱缺水 并不总是降低作物产量，一定生育阶段 适度水分亏缺可能对增产和节水都有利， 其机理可初步解释为：干旱缺水对作物 的影响有一个从“适应”到“伤害”的 过程，不超过适应范围的缺水，往往在 复水后可以产生生理、生长和产量形成 上的补偿效应，在节约大量用水的同时， 最终产量基本不受影响
产品质量。
❖ 6、 对土壤和地形的适应性强
微灌采用压力管道将水输送到每棵作物 的根部附近，可以在任何复杂的地形条件下 有效工作。
微灌技术的缺点
❖ 1 微灌系统投资一般要远高于地面灌； ❖ 2 灌水器出口很小，易被水中的矿物质或有
机物质堵塞，如果使用维护不当，会使整个 系统无法正常工作,甚至报废。
（四）水管理节水技术