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1、节水技术在旱作农业中的应用与发展唐莲莲酒泉职业技术学院 甘肃酒泉735000摘要：旱作农业(dryfarming)是指降水量偏少，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(rained farming)。甘肃省河西走廊地区地处中国西北内陆地区，属于旱作 农业区。由于其特定的自然环境和水资源条件，决定了水在农业生产中的极端重 要性。因此，发展节水技术是本地区农业发展的重要保证。关键词： 河西走廊旱作农业区工程节水措施农艺节水措施 微灌滴灌新型节水技术干旱地区降水资源不足，其农田土壤水分储存量及其动态变化存在着较大的 农田水分亏缺；但作物需水量
2、中的土面蒸发量等无效水分损失较大，使有限的旱 地水分资源造成严重的浪费，在旱作农业区采取各种节水措施将无效水分转化为 有效水分，充分利用天然降水资源和提高作物水分利用率，具有显著的节水潜力 和效益。旱作农业区充分利用将水资源的节水措施主要有工程节水措施、农艺节水措 施及新型节水措施等。一、工程节水措施工程节水措施是指通过在田间修筑各种辅助工程设施以减少地表径流，增加 降水入渗、组织土壤水分向下部超根层排泄及降水蓄存等节水措施。工程节水主 要从渠系输水到田间灌水过程来考虑节水。渠系输水过程的主要措施有节水渠道 防渗和改渠道输水为管道输水节水等；田间灌水过程节水主要是改进地面灌水技 术，如平整土地
3、、设计合适的沟畦尺寸等。平整土地是提高地面灌水技术和灌水 质量，缩短灌水时间，提高灌水劳动效率和节水增产的一项重要措施。结合土地 平整进行田间工程改造，设计合理的沟畦尺寸和入畦流量，可大大提高灌水均匀 度和灌水效率。改进传统的地面灌溉全部湿润的方式，进行隔畦交替灌溉或局部湿润灌溉， 不仅减少了课间土壤蒸发占农田总蒸散量的比例，使田间土壤水的利用率得以显 著提高，而且可以较好的改善作物根区土壤的通透性，促进根系深扎，有利于植 物根系利用深层土壤储水，兼具节水和增产的双重特点，值得大力推广。实践证 明，春小麦与春玉米套种隔畦灌，湿润面积可减少50%，节水高达30%以上，增 产幅度5%10%。改进放
4、水方式，把传统的沟、畦一次放水改为间歇放水，进行间歇灌（又称 波涌灌），间歇放水使水流呈波涌状推进，由于土壤孔隙会自动封闭，在土壤表 层形成一薄封闭层，水流推进速度快。在用相同水量灌水时，间歇灌水流前进距 离为连续灌的13倍，从而大大减少了深层渗漏，提高了灌水均匀度。渠道防渗节水技术因成本低廉而成为主要节水技术之一，渠道采用防渗技术 能加快输水速度，缩短灌溉时间，扩大灌溉面积，渠道防渗技术可使水的利用率 提高20%40%，减少渠道防渗损失50%90%。此外，管道输水技术也越来越受到关注，成为目前比较成熟的工程节水技术。 管道输水具有节水、输水迅速、省地、增产等优点，与土渠相比较，管道输水灌 溉
5、具有明显的优点，管道输水减少了输水过程中的渗漏与蒸发损失，井灌区管道 系统水的利用系数可提高到0.95，比土渠输水节水30%左右，节能20%30%， 增产幅度10%左右。管道输水灌溉技术被认为是投资最省、节水最有效、管理最 方便的一种输水灌溉技术，目前管道输水技术主要在井灌区推广应用，自流灌区 也开始采用管道输水技术。低压管道输水适用于各种地块、作物及种植方式，为 群众所熟悉和接受，工程使用率高，是目前非常成熟的工程节水技术。二、农艺节水措施农艺节水措施是指通过各种耕作栽培方法保墒，提高作物光合效率和水分利 用率，如覆盖、培肥良种选配及化学农业措施等。采用适宜的耕作技术措施或在 地面布设覆盖物
6、，便可有效地抑制土壤蒸发，保持水分。而农田覆盖技术是重要 的农艺节水措施之一，在旱作农业区发挥着越来越重要的作用。农田覆盖技术是指在土壤表面布置一层覆盖物，对土壤和近地面环境进行调 控的技术。覆盖技术具有保蓄土壤水分，减少土壤蒸发量等优点。作为一种有效 的节水技术受到人们的重视。由于农田覆盖技术还可以增加土壤有机质含量，改 善土壤理化性质等优点，因此对旱作区农业的发展具有重要的意义。农田覆盖技术因覆盖材料不同而分为沙石覆盖技术、塑料薄膜覆盖技术、秸 秆覆盖技术等，其中秸秆覆盖技术是最为常用的方法。秸秆覆盖是指利用农作物 的秸秆、麦糠和树叶等有机物，覆盖在土壤表面。地面覆盖秸秆等有机物，不仅 能
7、抑制水分蒸发，减少地表径流，蓄水保墒，还可以保温降温，保护土壤表层， 提高水分利用率，促进农作物的生长发育，最终达到节水和增产的目的。秸秆覆盖避免了雨滴对土壤表面的直接冲击，并能阻碍径流，提高土壤渗水 性，防止水土流失。根据实验研究，在坡度为10的耕地上，每亩覆盖300 kg， 30min降水15mm，降水下渗7.6cm，而露地降水下渗6.4cm。显然，秸秆覆盖增 加了水分的下渗，提高了土壤的蓄水量。同时由于秸秆覆盖的组个作用，明显减 少了水分的蒸发，起到蓄水保墒的作用。据实验，麦田冬前覆盖秸秆，冬小麦收 获后测定0200cm 土层的土壤含水量，秸秆覆盖比对照平均高1.43%，其中80cm 一
8、下土层的土壤含水量比对照高2.1%2.3%。在农田休闲期间，土壤蒸发是土壤水分散失的主要途径。因此，农田休闲期 秸秆覆盖对土壤含水量的影响更为明显。据田间定位试验测定，麦田夏闲期秸秆 覆盖，麦播前050cm 土层的土壤含水量比对照高1.7%2.3%，050cm、50 100cm、100200cm 土层的土壤含水量分别比对照多11.9cm、7.5cm、4.5cm。秸秆覆盖是一种资源丰富、发展前景广阔、效益明显的节水技术，它能减少 地表蒸发和降雨径流，提高耕层供水量，具有改土培肥，保持水土和节约灌溉用 水的功能，达到节水和增产效果。三、喷灌、滴灌、微灌、膜上灌、膜下灌等新型节水技术喷灌可将水均匀地
9、喷洒在作物上，它可以根据作物的不同生育期、不同需水 量科学控制灌水定额，喷灌工程不需平整耕地、修建田间毛渠和打埂，一般可以 节省土地10%20%。喷灌灌水均匀，节约用水，对地形的适应性强，与地面灌 溉相比，大田喷灌一般可省水3050%，增产1030%。喷灌的主要缺点是一次 性投资较高，受风的影响大，在多风的季节，会出现喷洒不均匀，蒸发损失大等。滴灌工程是目前科技含量最高、起点最高的节水形式，是高效农业的首选节 水技术。滴灌与一般的畦灌相比有很多优点，具体主要体现在节水方面，滴灌属 局部灌溉，仅湿润作物根区附近的土壤，避免了输水损失和深层渗漏损失，地表 湿润，减少了地面蒸发，节水率可达80%，能
10、最大限度利用水源。不过，滴灌投 资大，因此，更适于经济作物，是温室大棚中最理想的灌水技术，随着农业结构 调整的不断深人和高产值、高效农业的推广，滴灌将得到更多的应用。微灌是将水和肥料浇在作物的根部，它比喷灌更省水、省肥。当前推广的主 要型式有微喷灌、滴灌、膜下滴灌和渗灌等。膜下滴灌具有增加地温、防止蒸发 和滴灌节水的双重优点，节水效果最好，近几年，随着农业现代化的发展，在本 地区得到迅速推广。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、沟全部被地膜覆盖，从而实现利用地 膜输水，并通过作物的放苗孔和专业灌水孔入渗给作物的灌溉方法。由于放
11、苗孔 和专业灌水孔只占田间灌溉面积的1%5%，其他面积主要依靠旁侧渗水湿润， 因而膜上灌实际上也是一种局部灌溉。地膜栽培技术和膜上灌技术结合后具有节 水、保肥、提高地温、抑制杂草生长和促进作物高产等特点。四、节水技术的发展方向随着科学技术的迅速发展，节水措施由传统方法向新型的节水措施发展：喷、 微灌相互配合共同发展，发扬喷灌射程远、效率高等优点，克服喷灌能耗大、喷 头易堵塞等缺点；开发和研制新型灌溉设备，提高灌溉均匀度，克服滴灌系统易 堵塞的缺点，并向低压、节能型方向发展，减少传动装置能耗；灌溉设备标准化、 系列化。通过地理信息技术实行灌溉管理自动化，成为农业节水管理技术的发展方 向。地理信息
12、技术可实现在农业生产全过程中对农作物、土地、植保从宏观到微 观的实时监测，能够对作物生长发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境改 善进行定期信息获取和动态分析，通过系统的诊断和决策，制定实施计划，使农 业可持续发展。地理信息技术的快速发展为农业数字化建设和自动化、智能化管 理提供坚实的技术基础，并逐渐成为以可持续发展为目标的精准农业技术体系的 核心技术。参考文献：1. 马耀光，张保军，罗志成.旱地农业节水技术M.北京:化学工业出版社，20042. 钱蕴壁，李英能，杨刚.节水农业新技术M.郑州：黄河水利出版社, 20023. 俞双恩，朱兆通，戴振伟我国节水型灌溉农业综述J.水利水电科 技进展，1997（1）： 27-30.4. 陈翠华，张伟.论秸秆覆盖技术的发展J.农机化研 究，2009（8）:225-227.5. 赵小凤赵凤命.秸秆覆盖对旱地土壤水分的影响J.山西农业科学， 2007,35（9）： 46-47.6. 娄成后.我国北方旱区农业现代化M.北京:气象出版社,2001.90-92.
