旱地节水农业技术应用

《旱地节水农业技术应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《旱地节水农业技术应用（122页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、旱地节水农业技术进展,中国农科院农业资源与农业区划研究所 2011年兰州,主要汇报内容,一、我国旱地节水农业发展面临严重形势 二、我国旱地节水农业发展的主要途径 三、主要旱地节水农业技术,一、旱地节水农业形势异常严峻,1、受大量新增用水制约，全球性农业用水总量严重短缺 1977年阿根廷“联合国世界水大会”断言：“水，不久将成为一个深刻的社会危机，世界上的石油危机之后的下一个危机，就是水危机”。 水对于人类生存、农业和农村持续发展是至关重的。 据世界资源研究所预测（ 2025年）：全球将有45个国家、14亿人口因人均水量小于1000m3而严重缺水，缺水国家将达100个，缺水人口将达全球的3/4。

2、全球性缺水问题正随干旱的频繁发生、经济和人口的增长变得日益尖锐。,2、干旱缺水对农业增长的制约不断硬化，已成为农业最重要的全球性减产因子。一是干旱影响面积最广。地球上1/3的土地分布在干旱、半干旱地区；二是干旱发生频率高。许多国家和地区不同程度的干旱年年有，甚至一年多次；三是干旱持续时间最长。短则持续月旬，长则持续数月、数年甚至10年。美国1983年、1988年大旱使粮食产量创80年代最低记录，农业产量下降20-30。我国几种主要自然灾害中，旱灾发生次数最多（30%以上），粮食产量波动中旱灾的作用占50以上。,（1）我国旱区水资源总体短缺严重,相对于人类生存及开展农业生产的需求来讲，水资源严重

3、不足。主要分布在华北、西北干旱地区,（2）资源性缺水,（3）时空分布不均，区域性与结构性缺水严重 北方65%土地，51%耕地，20%水资源，输出商品粮 降水集中，2/3为雨洪水资源，利用难度大，易形成旱涝灾害 农业用水效率高、效益低，结构性高耗水与缺水,江淮以北：国土面积：65%人口：40%耕地：51%水资源量：20%； 黄淮海片(小麦主产区) 国土面积：15%人口：34%耕地：38%水资源量：7.5%；北方许多地区人均水资源占有量已大大低于1700m3的严重缺水警戒线。,（4）我国水土资源(南北）空间分布严重不均,水资源有，但无法利用：(1)没有工程;(2)工程容量不足;灌溉具有非常强的 时

4、效性! 东北,南方,流域上游 季节性干旱!,（6)工程性缺水,(7)水质严重恶化，水资源量严重不足 90%的废污水未经处理或处理后未达标就直接排放 75%以上的湖泊水域水质受到严重污染 11%的河流水质低于农田灌溉水质标准要求 (8)环境/气候变化加剧了水资源不稳定性和区域性缺水 (9)农业用水现状堪忧 农业节水基础设施老化，水资源浪费严重 农业结构不合理，结构性高耗水问题突出 自然降水利用率低，地下水资源开发过度 农业用水不当引发严重的生态环境问题,(9)农业用水现状堪忧,1. 农业节水基础设施老化，水资源浪费严重 2. 农业结构不合理，结构性高耗水问题突出 3. 自然降水利用率低，地下水资

5、源开发过度 4. 农业用水不当引发严重的生态环境问题,(1)人口增加及社会发展需求要求粮食等农产品数量增加质量提高,稳产性更高旱地农田用水是重要保证措施之一,必须得到充分的保证。灌溉面积：1980年：7.2亿亩；2000年：8.3亿亩；2010年：8.5亿亩；2030年：9.0亿亩；保障（16.0亿人口）粮食供给,(10)我国旱地农田用水面临着巨大压力,灌溉面积增加对旱地农田提高粮食增产产生巨大压力！,2006年重庆大旱 2007年关中大旱 2009年华北大旱 2010年西南大旱,旱灾粮食损失（亿公斤）,极端天气事件时间和分布的改变，灾害频率和强度加大,3、旱灾对我国粮食生产系统产生重大影响,

6、我国水资源总量2.8万亿m3 ，河川径流量2.6万亿m3 ，人均径流量2540 m3 ，仅及美国的1/5，苏联的1/7，耕地亩均径流量1750 m3，是世界平均数的2/3。(1)中国以不足世界6的径流量，供养着世界近23的人口，人均径流量仅占世界平均数的22(表)，,3、旱灾对我国粮食生产系统产生重大影响,(2)水土资源空间组合南北差异很大，进一步加剧区域性和季节性的水资源供需矛盾。北方的水资源紧缺程度重于南方，以资源型缺水为主；南方降雨量虽然较大，但由于年内分配不均，伏旱和秋旱严重，农业季节性缺水和工程型缺水突出，南方污染型缺水城市也越来越多。 (3)中国农业生产对灌溉的依赖性极强。全国2/

7、3以上的耕地分布在降雨量小于1000mm的常年灌溉带和不稳定灌溉带，灌溉农业规模0.48亿hm2、耕地灌溉比例已达40(印度23.6、苏联7.5、美国9)，这在世界大国中均居于首位。水资源短缺已深深地威胁着我国农业的可持续增长，北方地区农业灌水保证率不断下降，大片水浇地处于“饥饿灌溉”之中。预计缺水量到2030年将由目前的400亿m3扩大大1000亿m3。,3、旱灾对我国粮食生产系统产生重大影响,（4）工业化、城市化挤占农用水资源之势难以逆转，生活用水挤占农业用水将进一步增长，必然导致供求关系趋紧，这将对农业提出新的挑战。 （5）“短缺”与“浪费”并存是我国农业水危机的重要特征：一方面是农业用

8、水增量难以增加，同时工业和城市的发展将进一步削减已经明显不足的农业灌溉用水，农业缺水问题日益突出，不仅灌溉面积难以扩大，而且现有灌溉面积也难以稳定。另一方面是农业水资源浪费严重，节水潜力很大。灌溉水利用率、利用效率普遍偏低，北方渠灌区水分利用系数仅0.4-0.5，井灌区为0.6，比发达国家低0.2-0.4。 （6）“南水北调工程”虽是缓和北方地区水资源供需矛盾的基本措施，但其农业意义是非常有限的，而且由于工程浩大，远距离输水，水成本很高。因此，发展节水型旱地农业是我国农业摆脱水危机、实现持续增长的根本出路。,3、旱灾对我国粮食生产系统产生重大影响,4、旱地农业的战略地位,（1）什么是旱地农业？

9、 国际上通用的旱农定义是指在有限降水(典型的是在年降水量少于500mm)的地区，不采用灌溉而种植的农业，或者“旱农是指有限降水的半干旱气候地区从事无灌溉的作物生产”。中国旱作农业是指在降水量偏少、有水分胁迫而无充分灌溉条件的半干旱和半湿润偏旱地区，主要依靠天然降水从事农业生产的雨养农业。中国旱地农业概念，与通用的旱农概念的不同之处：一是地区范围由半干旱区扩大到半湿润偏旱地区。二是主要依靠天然降水，但在特殊干旱条件下也要应用补墒措施。三是在经营农作物生产的同时，因地适时种草、种树，发展畜牧业和保护性林业以形成综合的、完整的旱农生态经济体系。,（2）旱地农业是世界粮食安全的基础水和土肥问题交织动摇

10、世界粮食安全根基。如何解决由于全球性人增地减矛盾加剧、生态环境持续恶化和区域性淡水资源危机日趋严重而引起的食物生产能力降低而导致供需不平衡成为世界关注的焦点。世界干旱半干旱地区总面积约为陆地面积的1/3，分布在全球50多个国家和地区，在14亿hm2耕地中，主要依靠自然降水从事农业生产的旱地占80%。自1980年以来，发展新灌溉系统的成本不断上升，平均每hm2成本4500-10500美元，灌溉农业的效益下降,世界灌溉面积增速显放慢，年增长率不到1%，单纯依靠发展灌溉已远远不能解决食物短缺问题。为满足21世纪30年代80亿人口的食物需求，在积极发展灌溉农业的同时，大力变革和开发占耕地80%的旱地农

11、业，提高旱地农业的综合生产力，满足日益增长的人口对食物的需求，就自然成为一个世界性的目标。,4、旱地农业的战略地位,（3）21世纪我国食物安全有赖于北方旱地农业的可持续发展食物安全关系到社会稳定和国家的长治久安，多年来，我国政府从民族生存的战略高度极端重视。21世纪，我国的人口将达15亿高峰，21世纪我国食物安全有赖于北方旱地农业的可持续发展，主要表现在：（1）北方旱地农业在我国农业生产中举足轻重。北方旱地农业分布在沿昆仑山秦岭淮河一线以北的地区，涉及16个省、市、自治区的1095个县级行政单位（见图）。,4、旱地农业的战略地位,i,土地542万km2， 耕地5057.06万hm2，占51%,

12、 可利用草地17898.42万hm2，占54% ,林地6000万hm2，占40%。,玉米、小麦、棉花和大豆的主产区： 43%的粮食 61%的棉花 72%的大豆 46%的油料 57%以上木材， 90%以上的苹果 梨、葡萄、枣 桃、杏,全国五大牧区，草食畜牧业优势明显。 40%肉类 60%以上蛋类 60%奶类。 一些名特优稀品种和产品驰名中外。,区域目标模式,相对有利于发展种植业,相对有利于发展草地畜牧业,干旱区:粮食作物优势序小麦、玉米、高梁、马铃薯、大豆、谷子、水稻；经济作物优势序胡麻、甜菜、棉花、油菜、芝麻、烟叶、花生。半干旱区偏旱区:粮食作物优势序马铃薯、小麦、谷子、玉米、大豆、水稻；经济

13、作物优势序胡麻、油菜、甜菜、烟叶、花生。半干旱区 :粮食作物优势序谷子、高粱、玉米、大豆、小麦、马铃薯、水稻；经济作物优势序胡麻、甜菜、棉花、花生、芝麻、烟叶、油菜。半湿润偏旱区 :粮食作物优势序高梁、谷子、玉米、大豆、小麦、马铃薯、水稻；经济作物优势序棉花、花生、甜菜、芝麻、胡麻、烟叶、油菜。半湿润区:粮食作物优势序玉米、小麦、大豆、谷子、高梁、马铃薯、水稻；经济作物优势序花生、棉花、烟叶、胡麻、甜菜、芝麻、油菜。,（4）北方旱农地区的增产潜力对我国食物安全意义重大北方旱农地区虽然水资源短缺，生态环境问题突出，但可利用的土地资源丰富，气候资源多样，农业增产潜力是全国最大的地区之一。 北方旱农

14、地区主要粮食作物平均水分生产潜力的理论值为5593 kg/hm2，试验值4287kg/hm2，而现实产量水平为2585 kg/hm2，仅为降水生产潜力的4045%，分别比理论潜力值和试验潜力值低3010 kg/hm2和1702 kg/hm2，即有0.5至1倍生产潜力可供开发。在2030年以前水分生产潜力每年可开发75 kg/hm2。如果北方旱农地区粮食单产提高15003000 kg/hm2，总产则增长750015000万t，可支撑我国21世纪（19982030年）17000万t粮食增产目标的44%88%。,4、旱地农业的战略地位,唯一出路 发展旱作节水农业，提高农业用水利用率和利用效率（1）用

15、有限水资源生产更多或扩大农产品生产 （2）用节约出的水满足工业、生活、生态之用 （3）用节水技术提高用水的社会、经济效益和生态环境效益。,5、我国旱地农田节水问题解决方案,1、旱地节水补充灌溉技术潜力旱作补灌区节水 灌溉潜力潜力,二、发展旱地节水农业的主要途径,实施节水补灌技术可节约灌溉水30%-50%,微灌可节水50%70%,据北方旱农试验研究，农田集雨技术增产幅度为30%60%,2、提高降水资源利用率的节水潜力,我国北方旱农区作物真正利用的降水只有总量的30%，而在水多地少的南方地区，降水的有效利用率更低。,北方旱地农区降水利用现状,表2-2-6 作物耗水来源结构,土壤的储水和供水能力的建

16、设对旱地冬小麦生产具有十分重要的意义。,主要作物水分供需平衡状况,半湿润偏旱区。冬小麦水分满足率仅72.1%。春播作物仅有轻度的水分亏缺，水分满足程度在90%左右。其中春谷子水分满足程度达93%。 半干旱区和半干旱偏区。该区春播作物面积比重大。春小麦的水分满足率83.7%，水分匹配好。,如果通过集雨、覆盖、保护性耕作、有机旱作等技术， 降水利用率提高10%，则到2030年18.5亿亩耕地可多利用降水约800亿m3，这是一个巨大的潜力。,据北方旱农试验研究，农田集雨技术可提高降水利用率30%，增产幅度为30%60%,3、提高水资源利用效率的潜力,按现有WUE计算，生产6.6亿吨粮食需水8200亿m3，与6600亿m3相比，相当于1600亿m3水的替代当量，这是一个显而易见的潜力和效益。,4、 调整农业结构的节水潜力,扩大水分转化效率较高的C4作物 ，压缩C3作物的种植比例 建立粮经饲三元节水种植结构 调整商品粮生产格局 大力推行节水高效种植模式和结构,节水高效种植模式一般可使农田整体WUE提高0.15-0.26kg/m3，增产15-30%,