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节水灌溉保墒灌溉技术 - 节水灌溉

   2015-04-11 中国节能网4810
核心提示:目前我国农业用水日趋紧张,用水环境日益恶化、节水灌溉面积进一步扩大,如何高效利用有限的水资源已经成为广大农业科技人员需要攻克的重大课题。

目前我国农业用水日趋紧张,用水环境日益恶化、节水灌溉面积进一步扩大,如何高效利用有限的水资源已经成为广大农业科技人员需要攻克的重大课题。通过对我国目前农业水资源高效利用技术的综合分析发现,将在干旱半干旱地区发展起来的保墒技术渗透到灌溉领域将是节水灌溉的一项技术革命。为此,提出了“保墒灌溉”这一新理念,初步阐述了保墒灌溉技术新体系提出的背景、意义,并对我国保墒灌溉的适宜性和节水效益、节肥效益、生态效益、经济效益进行了分析。

1 保墒灌溉的提出背景

1.1 水资源供需矛盾日益尖锐:我国现有多年平均水资源总量为2.83万亿m3,居世界第6,人均2220m3,不足世界人均水平的1/4。预测到2030年人均将降低到1760 m3,接近国际上公认的严重缺水临界指标。

农业用水占全国总用水量的73%,其中农田灌溉用水量占农业用水量的90%~95%。近年来,工业用水也在不断增加,这使本来已很紧缺的水资源危机加剧。

1.2 农业用水浪费严重,节水灌溉势在必行:我国是农业大国,水资源严重短缺,水分利用率低。我国节水灌溉水的利用率仅有1.0左右,旱地农田水分利用率为0.6~0.75kg/m3。灌溉灌溉水约50%消耗在田间,大量的宝贵的雨水资源都被地面以蒸发或径流的形式损失掉。

1.3 用水环境日趋恶化,土壤污染严重:据统计,1996年北方17个省、市、自治区的城镇废污水排放量达到265亿吨,约66.5%的工业废水未经处理,就被直接排入江、河、湖、海。水质污染加上现今农业大量施用化肥农药等,使农田土壤受到污染,农产品中的化学有害物质含量高,影响人们的健康和农产品出口。

1.4 缺乏低成本、适合大田作物的节水技术体系:目前,我国具有先进高效的喷、微灌技术和设备,但因成本高,发展的面积有限,占90%的农田灌溉面积还是采用传统的地面灌水技术,因为传统的地面灌水方式成本很低,要提升我国农业节水的整体水平,我们就必须寻求适合我国国情的低成本节水新技术。

1.5 保墒灌溉技术新体系呼之欲出:针对目前我国干旱半干旱地区农业用水日趋紧张、灌溉用水浪费严重的形势以及秸秆覆盖技术相对成熟的状况下,如何科学合理的将保墒措施和灌溉技术有机结合起来,寻求高效低成本的节水技术,我们提出了“保墒灌溉”这一新理念。

2 保墒灌溉及其意义

所谓“保墒灌溉”系指在田间采用不同保墒措施条件下的灌溉技术。它是将旱农中的保墒技术和灌溉农业中的节水灌溉技术进行有机集成,从而形成新的节水技术体系。该技术涉及田间保墒技术、田间保墒条件下的灌水技术、施肥技术、除草技术、品种筛选及种植技术等。

地面覆盖使土壤与大气间存在一个降温的物理界面,覆盖材料将大部分热量反射回大气,从而降低了土壤蒸发,有效抑制了土壤蒸发率,涵养了土壤水分。

灌溉技术也很成熟。各种灌溉技术如喷灌、滴灌及多种地面灌水技术均可与不同的覆盖措施进行结合形成不同的保墒灌溉技节水术。

保墒灌溉扩展了节水灌溉技术的范畴,将田间灌溉技术与旱地农业的保墒技术有机地结合起来,其田间微环境、土壤水分、养分变化、微生物活动等均不同于旱地和常规的灌溉农田节水灌溉工程,其节水机理、灌溉定额和灌溉制度也将随之发生变化。“保墒灌溉”作为一种新的概念提出来,大大拓宽了节水灌溉的范畴。目前国内外有关将保墒和灌溉综合考虑的研究并不多见,而且保墒灌溉涉及面广,是多门学科的综合,是一个大的系统工程,它涉及到土壤物理学、植物营养学、微生物学、农田水利学、环境科学等学科,远不是一个学科能解决的问题。

保墒灌溉技术既解决了多年秸秆焚烧带来的空气污染和土壤干化问题,秸秆还田也增加了土壤肥力,改善了土壤理化性质,减轻了化肥带使用过多带来的土地污染,同时还大大减少了田间无效蒸发损失,达到节约灌溉高效节水灌溉的效果。保墒灌溉技术在我国灌溉农业中应用前景十分广泛,有待我们加强研究快速推广。

3 保墒灌溉的适宜性及其效益分析

3.1 节水效益:据研究,作物株间蒸发占总耗水量的20%~60%通过覆盖可减少50%以上。节水灌溉技术如果我们把作物株间蒸发取值为总耗水量的40%计算,以小麦和玉米为例,实施保墒覆盖时,在灌区的灌溉定额会大大降低。从总体来看我们采用覆盖措施每亩每年可节约50~80m3水。全国在50%的灌区推广保墒灌溉后,每年可节约水199.9875亿m3,相当于黄河年径流量(563亿m3)35.5%,相当于东线调水量(200亿m3)。如果采用不同的节水灌溉措施(喷灌、滴灌、地面灌等)结合保墒覆盖我们的节水效益将更为显著,但这方面的研究还十分少,不能在生产中直接应用。目前我们急需加强这方面的研究。

3.2 节肥效益:覆盖物通过太阳辐射、雨水和土壤微生物共同作用在土壤中逐渐分解(普通塑料膜等难分解物除外),其碳源可以作为微生物的能源,分解的一部分有机物可以形成土壤粘结物,增加土壤团粒结构,改善土壤的通气性。分解的氮、磷、钾等养分.

 
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