節(jié)水農(nóng)業(yè)的資料

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第八章生物節(jié)水第一節(jié)農(nóng)作物需水規(guī)律與需水量

組成作物需水量的第一個(gè)因素，就是植株蒸騰量。作物主要是通過葉片的氣孔進(jìn)行蒸騰的，各種農(nóng)作物的氣孔數(shù)目的差別是很大的。影響葉片氣孔開閉的因素有：陽光的輻射強(qiáng)度、空氣的溫度、二氧化碳的濃度、風(fēng)等自然氣象條件，還有葉片的含水量。葉片含水量是受到土壤條件的影響。土壤條件包括：根層土壤含水量、土壤溫度、土壤通氣狀況、土壤根層中溶液的濃度等。組成作物需水量的第二個(gè)因素，就是棵間蒸發(fā)量。當(dāng)土壤水分飽和時(shí)，棵間蒸發(fā)強(qiáng)度是穩(wěn)定的。當(dāng)土壤蒸發(fā)量大于土壤水和地下水毛管作用的補(bǔ)給量時(shí)，土壤表層水分逐漸減少，土壤含水量下降，液態(tài)水的移動(dòng)減弱。作物全生長期的田間耗水量稱為該種作物的需水量或總需水量。各生長期或每日的需水量稱為某生長期（階段）需水量或日需水量。日需水量也叫需水（耗水）強(qiáng)度。任一生長期需水量占作物總需水量的反分?jǐn)?shù)叫需水分配系數(shù)?，F(xiàn)以主要作物需水量作以說明：第2頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第一節(jié)農(nóng)作物需水規(guī)律與需水量1．小麥冬小麥每公頃生產(chǎn)5250～7500kg的需水量為3000～5250m3。冬小麥需水量是由葉面蒸騰量與棵間土壤蒸發(fā)量組成。前者為生理需水，而后者為生態(tài)需水。從節(jié)水角度講，棵間蒸發(fā)所占的比例越小越好，關(guān)鍵是如何提高栽培技術(shù)水平，降低棵間蒸發(fā)量，以提高水的利用效率。據(jù)農(nóng)田灌溉研究所測定，不同產(chǎn)量水平棵間蒸發(fā)比例不同。667m2產(chǎn)193.3kg麥田棵間蒸發(fā)量占總需水量的32.8%；產(chǎn)365.7kg占總需水量的21.27%；產(chǎn)463.7kg占總需水量的19.3%?？瞄g蒸發(fā)量所占比例隨著產(chǎn)量水平的提高在逐漸降低。當(dāng)產(chǎn)量水平達(dá)到667m2產(chǎn)400kg時(shí)，棵間蒸發(fā)量所占比例基本上穩(wěn)定在20%左右，如產(chǎn)量再增加棵間蒸發(fā)量所占比例基本上不變。從全生育期來看，初期所占比例在60%～90%，而后期逐漸降低，一般在10%以下。第3頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第一節(jié)農(nóng)作物需水規(guī)律與需水量2．玉米玉米產(chǎn)量高，水的利用效率也較高，全生長期的需水量隨地區(qū)和品種而異。春玉米為每公頃為4350～6000m3。夏玉米每公頃為3300～4500m3。玉米在發(fā)芽和苗期需水量并不高，耐干旱。拔節(jié)以后生長快，日需水量增加，抽雄期需水強(qiáng)度達(dá)到高峰，抽穗前10天到始花后20天是玉米的需水臨界期，對水分十分敏感，拔節(jié)到抽雄約占總需水量的50%。生長后期（灌漿以后）日需水量逐漸減少。地區(qū)間出入較大。夏玉米的各生育階段需水量是由棵間土壤蒸發(fā)量與葉面蒸騰量組成。從夏玉米播種到拔節(jié)，恰處于6月中、下旬至7月上旬，氣溫高，大氣干燥，此時(shí)植株矮小，葉面積系數(shù)小，葉面蒸騰量低，棵間土壤蒸發(fā)量占較大比例，該階段棵間蒸發(fā)量比例達(dá)60%以上。抽雄期葉面積系數(shù)達(dá)最大值，枝葉繁茂，生理活性旺盛，因而此間葉面蒸騰量所占比例大。這個(gè)時(shí)期是棵間土壤蒸發(fā)量占比例最小的時(shí)間，一般為21%～40%。從全生育期看，玉米棵間土壤蒸發(fā)量占總需水量的比例為40%～50%。一般隨著產(chǎn)量水平的提高，棵間土壤蒸發(fā)的比例逐漸減少。第4頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第一節(jié)農(nóng)作物需水規(guī)律與需水量3．棉花棉花是生長期長、根系深大、需水量較多的耐旱的作物。其需水量隨地區(qū)不同而相差很大，一般在3750～6000m3／hm2之間。根據(jù)北方幾省的試驗(yàn)資料分析，從5月中旬開始至7月上旬，包括整個(gè)苗期，是日需水強(qiáng)度上升期，各地上升的趨勢幾乎一致，約以0.06mm／d的速率遞增。7～8月間為花鈴期，該期日需水強(qiáng)度穩(wěn)定在4.0～4.5mm，為峰值階段，需水量多，對水分敏感，是需水的關(guān)鍵期。9月以后，葉片老化，日平均氣溫降低，日需水強(qiáng)度也隨之降低。第5頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第一節(jié)農(nóng)作物需水規(guī)律與需水量4．水稻水稻田需水量包括葉面蒸騰、棵間蒸發(fā)和稻田滲漏量。水稻的需水量隨地區(qū)、品種和水文年份而異。水稻在返青、拔節(jié)、抽穗到乳熟前期，對水分反應(yīng)敏感，其中孕穗期和抽穗期是水稻一生中需水的高峰期，是需水的關(guān)鍵期。因此，在水稻生長的各個(gè)時(shí)期采用不同的灌溉技術(shù)或排水技術(shù)，以調(diào)動(dòng)水稻自身調(diào)節(jié)機(jī)能和適應(yīng)能力，可以達(dá)到節(jié)水高產(chǎn)的目標(biāo)。第6頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第一節(jié)農(nóng)作物需水規(guī)律與需水量5．大豆大豆需水較多，是不耐旱的作物。吉林省農(nóng)科院試驗(yàn)研究結(jié)果表明，5～9月降水達(dá)600mm的年份收成最好。大豆發(fā)芽時(shí)要求有充足的水分，種子吸水達(dá)其干重的60%即可發(fā)芽，出苗所需水分比發(fā)芽期還低些。在營養(yǎng)生長期需水量不高，進(jìn)入生殖生長到開花結(jié)莢期是需水的高峰，是大豆需水的關(guān)鍵期，而后需水量又降低?？偟挠盟考s為3500m3／hm2（不灌溉）到6200m3／hm2（灌溉），生長期較短者需水也較少。第7頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第一節(jié)農(nóng)作物需水規(guī)律與需水量6．花生花生適宜生長的土壤含水量一般在5000～7000m3／hm2，花生種子吸水達(dá)自身的50%左右才能萌芽。土壤水分低于田間持水量的40%，則幼苗出土緩慢，水分過多，易引起爛種。苗期需水量占全生長期總需水量為16%～31%（北方普通型大花生）或19%～20%（南方珍珠型小花生），水分過多可造成主莖徒長，推遲開花結(jié)莢。營養(yǎng)生長前期缺水，對花生的生長影響較小，豆莢開始形成（出現(xiàn)第一個(gè)果）到豆莢出全，這一階段包括開花、下針和果仁生長的大部分時(shí)間內(nèi)，是花生需水的關(guān)鍵期。第8頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第一節(jié)農(nóng)作物需水規(guī)律與需水量7．油菜油菜體大葉茂，喜冷涼濕潤，需水量較大，秋播油菜田間需水量一般為3000～5000m3／hm2。種子吸水達(dá)其重量的60%以上方能發(fā)芽。苗期如降水過多、時(shí)間過長，田間土壤含水量過大，可導(dǎo)致爛根死亡。移苗期要求土壤干濕適度。開花期是需水關(guān)鍵期，對水分敏感。角果期對需水量要求仍相當(dāng)高，但土壤應(yīng)干濕適度，若陰雨天氣多，濕度大，溫度低，會貪青晚熟，易感疾病或發(fā)生霉?fàn)€等；若遇高溫天旱會導(dǎo)致“逼熟”。第9頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第一節(jié)農(nóng)作物需水規(guī)律與需水量二、主要作物節(jié)水灌溉模式1．冬小麥全生育期需水量387.5mm，需水量最大時(shí)期是拔節(jié)至成熟期，占總需水量的75.1%。需水臨界期在孕穗至灌漿期，占總需量的40%。而黃淮平原小麥生長期平均有效降雨量只有173mm，尚虧缺214.5mm。每公頃6000kg以上的高產(chǎn)區(qū)灌溉定額為1800m3、全生育期澆三次水，即冬灌、返青——拔節(jié)、抽穗期各澆一水。最佳經(jīng)濟(jì)灌溉定額為1200m3／hm2。

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第八章生物節(jié)水第一節(jié)農(nóng)作物需水規(guī)律與需水量2．棉花棉花生長期需水量為379.6mm，一般年份有效降雨量能滿足其正常生長的需求，但年際間降水量差異大，遇伏旱時(shí)也需要澆一次蕾期水或鈴水。澆水量不宜過大，一般澆450～600m3／hm2，避免土壤水分過多而使蕾鈴脫落，麥棉套種的棉花5月上旬的移栽期正值小麥灌漿期，棉花營養(yǎng)缽移栽結(jié)合澆水，一水兩用，對小麥灌漿和棉苗成活都很有利?；ㄢ徠谠贊惨凰?，灌溉定額為900～1200m3／hm2。第11頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第一節(jié)農(nóng)作物需水規(guī)律與需水量3．夏玉米夏玉米生長期需水量365.9mm，同期年均有效降水量276.5mm，相當(dāng)于需水量的75.6%，尚缺水89.5mm。6月上旬常因降雨來遲而延誤播期，播種前后澆水是確保適時(shí)播種、苗全苗壯的關(guān)鍵。抽雄至灌漿期是夏玉米需水量最多時(shí)期，此期若遇干旱會造成“卡脖旱”，對產(chǎn)量有嚴(yán)重影響。因此一般年份夏玉米需要澆二水，即抽雄水和灌漿水，灌溉定額1200m3／hm2，干旱年需增加一次播期水，濕潤年在灌漿期澆一水即可。第12頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)一、作物的生態(tài)類型生物節(jié)水就是合理利用不同作物、不同品種耐旱的特點(diǎn)，即耗水系數(shù)低，水分利用率高，在同樣水分供應(yīng)偏少的情況下，不增加生產(chǎn)投資，能獲得較穩(wěn)較高的產(chǎn)量，這是旱地增產(chǎn)的關(guān)鍵措施。根據(jù)作物植株的外部形態(tài)、生理和生態(tài)特征，以及生長發(fā)育不同階段對水熱資源的需求與自然的適應(yīng)度，大體可劃分：耐旱生態(tài)型、非抗旱生態(tài)型、耐旱品種生態(tài)型。1．耐旱生態(tài)型谷子、糜黍、高粱、向日葵、蓖麻等耐旱生態(tài)型的作物，一般根系發(fā)達(dá)，種子吸水快，扎根快，發(fā)苗快，葉片較小較厚，氣孔較小，葉表皮有蠟質(zhì)茸毛，可減少葉面積水分蒸騰。細(xì)胞液滲透壓和原生質(zhì)粘滯性大，吸水性強(qiáng)，抗萎蔫能力強(qiáng)，耗水系數(shù)低。2．非抗旱生態(tài)型棉花、大豆、小麥等作物，生育期耗水量大。3．耐旱品種生態(tài)型同一作物不同品種抗旱性有差異。谷子嫩選14比龍谷28抗旱耐旱性強(qiáng)，喜肥水小麥新克旱9號、克旱13、龍麥19比克旱6號抗旱，玉米四單19比龍單13抗旱。第13頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)二、生物抗旱調(diào)水技術(shù)1．選用耐旱品種選擇作物抗旱豐產(chǎn)品種，是干旱、半干旱地區(qū)提高水分利用率，實(shí)行高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)很有前途的措施。（1）谷子農(nóng)作物品種中谷子具有較強(qiáng)的抗旱與耐旱性，據(jù)試驗(yàn)，谷子隨著播期的推遲與生育期的縮短，減產(chǎn)幅度不大，如果出現(xiàn)旱災(zāi)，可利用谷子夏播改種或補(bǔ)種，是增產(chǎn)增收補(bǔ)救的特別有效的措施。選擇作物抗旱豐產(chǎn)品種，是干旱、半干旱地區(qū)提高水分利用率，實(shí)行高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)很有前途的措施。（2）高粱黃土高原高粱品種中抗旱品種占10%～30%。（3）小麥50年代初育成的抗旱品種小麥碧螞1號，在甘肅、河南、山西推廣之后，比當(dāng)?shù)仄贩N增產(chǎn)20%～50%。80年代選育推廣渭麥5號，晉麥16號等抗旱豐產(chǎn)優(yōu)良品種，使小麥產(chǎn)量躍上2250kg／hm2。“七五”期間，抗旱豐產(chǎn)的良種有旱選11號，平陽27，平均產(chǎn)量3000kg／hm2?！鞍宋濉敝痢熬盼濉逼陂g，小偃12號等系列品種，平均產(chǎn)量3750～4500kg／hm2，阿勃小麥達(dá)6525kg／hm2，咸農(nóng)68號小麥豐產(chǎn)田單產(chǎn)達(dá)7583kg／hm2，小偃5號小麥達(dá)到8820kg／hm2第14頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)2．培育抗災(zāi)品種通過培育抗災(zāi)品種，使在干旱條件下能獲得較高的糧食產(chǎn)量，在多雨的年份又不失去產(chǎn)量潛力，確保旱地盡可能獲得較好的穩(wěn)定增產(chǎn)，其重點(diǎn)是改良絕對產(chǎn)量高的品種，而不是改良相對產(chǎn)量最高的品種。由于不同的作物有不同的降雨需求量，同一作物品種對降雨需要亦各有不同。不同時(shí)期干旱對產(chǎn)量影響大小順序?yàn)椋好缙冢痉登啵境樗耄境墒炱冢拘蓍e期。因此，應(yīng)根據(jù)全年降雨量、降雨強(qiáng)度等，篩選與降雨同步的作物品種。3．選用抗逆高產(chǎn)品種用抗旱豐產(chǎn)良種其增產(chǎn)幅度在10%～20%。選用小麥品種的要求是矮桿、小葉、早熟，使小麥水分生產(chǎn)率達(dá)到1～1.5kg／m3。第15頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)4．選育耐旱力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、根系穿透力強(qiáng)的品種作旱季栽培，其根系與產(chǎn)量成正比。如水稻要選育根系穿透力強(qiáng)，耐旱力也強(qiáng)，后期青株蠟稈的品種。5．培育一種矮生、吸肥力弱、又能作青飼料的雜草經(jīng)過人為傳播，逐步更新?lián)Q代原始的雜草，與旱季高稈作物共生，提高植被率和保水力。對于田坎和地角的空間部分，長期讓其生長雜草，不鏟地皮，對作物爭肥部分要切除，留高茬，對于雨水徑流具有阻擋作用。第16頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)三、生物節(jié)水技術(shù)生物節(jié)水是利用現(xiàn)代生物技術(shù)，使作物適應(yīng)干旱環(huán)境，以生物機(jī)能提高產(chǎn)量和水分利用效率。隨著節(jié)水工程和農(nóng)藝節(jié)水措施的全面實(shí)施，生物節(jié)水將成為節(jié)水農(nóng)業(yè)的核心和潛力所在。1．合理輪作實(shí)行合理的輪作制，利用不同種類作物間的互利性和互補(bǔ)性，可達(dá)到均衡利用土壤養(yǎng)分和水分的目的，這一點(diǎn)對于土壤肥力低下、水分供應(yīng)不足的旱作農(nóng)區(qū)顯得尤為重要。中科院水土保持研究所在固原的試驗(yàn)結(jié)果表明，輪作地?zé)o論是在干旱年型、平水年型或豐水年型，作物產(chǎn)量和水分利用率顯著高過連作地。輪作小區(qū)的3年總產(chǎn)量比連作區(qū)提高755.7～2279.2kg／hm2，增產(chǎn)幅度為40%～120.8%；總耗水量增加5.95～72.06mm，水分利用效率提高27.6%～101.2%。第17頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)

在水土流失嚴(yán)重的陡坡耕種以及許多因土壤侵蝕被被棄的土地，可推廣糧草帶狀間輪作。其方法是：根據(jù)糧草輪作的設(shè)計(jì)要求，在坡面上沿等高線分帶種植糧食作物和牧草，一面坡地至少要有二年生（4區(qū)輪作）或四年生（8區(qū)輪作）草帶3條以上。作物帶和牧草帶按輪作次序每年輪流更換，這樣，在同一坡上便同時(shí)有不同生長年限的牧草帶，既保持一定的攔蓄水土作用，又使每年供應(yīng)飼料的數(shù)量得以穩(wěn)定。中國科學(xué)院水土保持研究所在陜西安塞采用沙打旺、紫花苜蓿、草木樨與谷子及馬鈴薯進(jìn)行帶狀間輪作，使土壤侵蝕量比裸地減少36.91%～55.32%，徑流量下降8.86%～27.99%，并且單位面積的經(jīng)濟(jì)學(xué)產(chǎn)量顯著高過單作田塊。糧草帶狀種植適用于山地、丘陵區(qū)坡耕地和需要開墾的荒坡，在較陡的坡地上效果尤為顯著。第18頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)2．優(yōu)化作物布局北方旱農(nóng)地區(qū)，降水分布的基本特點(diǎn)是：春季少、夏秋多，干旱發(fā)生幾率表現(xiàn)為：春旱＞夏旱＞秋旱。不同作物水分利用效率不同，作物產(chǎn)量高低取決于年內(nèi)降水分布狀況。不同作物種群的生產(chǎn)潛力具有顯著的差異性，即：收獲營養(yǎng)器官的作物如甘薯、馬鈴薯，其生產(chǎn)潛力高于谷類作物的作物如玉米、高粱等，其生產(chǎn)潛力高于谷類作物；C4作物如玉米、高梁等，其生產(chǎn)潛力高于C3作物；與降水季節(jié)吻合較好的秋熟作物如谷子、糜子等，其生產(chǎn)潛力高于春播夏熟作物；谷類作物的生產(chǎn)潛力高于豆類；多年生豆科牧草優(yōu)于一年生栽培作物。黃土高原主要作物水分利用效率大小順序依次為：黍、高粱、粟、玉米、豌豆小麥、扁豆。第19頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)3．建立節(jié)水型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)西北農(nóng)大在寧夏的固原和陜西的乾縣、澄城等地進(jìn)行多年定位實(shí)驗(yàn)，以擴(kuò)種生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)、耗水系數(shù)低的多年生豆科牧草—紫花苜蓿，促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展。通過種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，強(qiáng)化農(nóng)牧結(jié)合，建立了富有旱區(qū)特色的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)體系。其中包括相宜比例的“糧—飼—經(jīng)”的種植結(jié)構(gòu)和“草—畜—肥—糧”的物質(zhì)循環(huán)體系，使苜蓿所固定的生物氮連同大量的有機(jī)質(zhì)通過畜牧業(yè)途徑，集中地向農(nóng)田轉(zhuǎn)移，配合以磷、鉀等沉積性礦質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)的添加，強(qiáng)化物質(zhì)循環(huán)，增進(jìn)肥力，提高了水分利用效率。第20頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)4．適水適作不同作物之間的水分利用效率存在很大差異，C4植物的水分利用率比C3植物高2～3倍。因此，在節(jié)水農(nóng)業(yè)中，要適水適作，按降雨時(shí)空分布特征、地下水資源、水利工程現(xiàn)狀合理調(diào)整作物布局，選用需水和降水耦合性好、耐旱、水分利用率高的作物品種，以充分利用當(dāng)?shù)厮Y源。因水制宜，適當(dāng)調(diào)整復(fù)種指數(shù)，注意用地和養(yǎng)地結(jié)合，可達(dá)節(jié)水降本增產(chǎn)的目的。

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第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)5．培育節(jié)水高產(chǎn)作物品種節(jié)水高產(chǎn)的作物品種是指具有節(jié)水、抗逆、高產(chǎn)、高水分利用效率（WUE）的作物品種。一般認(rèn)為，作物水分利用效率是一個(gè)可遺傳的性狀，既受遺傳基因控制，又受環(huán)境因素和栽培條件的影響，而且隨其變化而變化。不同光合途徑（C4、C3、CAM）類型和不同種類作物，WUE存在很大差異。CAM植物水分利用效率最高，C4植物（玉米等）的水分利用效率較C3植物（小麥）高2～3倍。據(jù)測定，黃土高原主要作物的水分利用效率大小順序?yàn)椋菏?、高粱、粟、玉米、豌豆、小麥、扁豆。?2頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)6．農(nóng)作物品種試驗(yàn)鑒定和合理布局（1）品種試驗(yàn)鑒定

①水肥地作物品種（品系）篩選：從相應(yīng)區(qū)域內(nèi)外地引進(jìn)的優(yōu)良品種進(jìn)行品種比較試驗(yàn)，進(jìn)而篩選出一批適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)的品種（品系），在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。

②旱薄地作物品種（品系）篩選：從相應(yīng)區(qū)域內(nèi)外地引進(jìn)較耐旱薄的作物品種（品系），在缺水的條件下進(jìn)行品種比較試驗(yàn)，篩選出適合本類型區(qū)旱薄地種植的作物品種。

③作物品種抗逆性鑒定：在缺水和鹽堿區(qū)要進(jìn)行抗逆性鑒定，尤其是抗旱性和耐鹽堿性的鑒定。（2）品種合理布局、系列化

優(yōu)良品種是相對的，萬能的良種是不存在的。所以只有發(fā)揮品種系列群體的功能，才能保證作物持續(xù)平衡增產(chǎn)。品種合理布局系列化，是指在一定生態(tài)農(nóng)業(yè)種植區(qū)域內(nèi)，以高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)、綜合性狀好的良種為骨干，與幾個(gè)具有特殊適應(yīng)性（如抗旱、耐鹽堿等）的品種相配合，構(gòu)成適應(yīng)不同水肥條件、不同土壤類型以及不同耕作制度等的優(yōu)良品種的合理布局。在這樣的系列里就能充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，強(qiáng)化整個(gè)品種系列的作用。

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第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)7．因地制宜地推廣適用技術(shù)（1）調(diào)整布局不同作物需水差異很大，要根據(jù)作物特點(diǎn)，正確處理糧食作物內(nèi)部結(jié)構(gòu)、糧食作物與經(jīng)濟(jì)作物、用地與養(yǎng)地作物的關(guān)系建立相互促進(jìn)、綜合發(fā)展的動(dòng)態(tài)平衡，要選種耐旱作物，其標(biāo)準(zhǔn)一是需水較少；二是早熟豐產(chǎn)，適宜旱地栽培。（2）培肥地力肥力足的土壤，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)好，蓄水保肥能力強(qiáng)，抗旱增產(chǎn)。據(jù)研究，肥力高的土壤，每生產(chǎn)0.5kg小麥，只需0.7～1mm雨水，而肥力差的土壤，則需2～3mm甚至更多的雨水。第24頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)（3）蓄水保墑①“四隨”耕作在前茬作物成熟后，實(shí)行隨收獲、隨滅茬、隨耕、隨耙，保濕納墑。②播前鎮(zhèn)壓起到提墑和保墑作用。據(jù)調(diào)查，可使干土層淺2cm，土壤含水量高3.4%，但鹽堿地不宜鎮(zhèn)壓，以免返堿，造成危害。③中耕蓄墑農(nóng)諺“伏里劃破皮，勝似秋后犁一犁”、“冬耕凍垡，勝似肥茬”，道出了耕作的保墑增產(chǎn)作用。④頂凌耙地早春溫度加升后，冰雪融化，蒸發(fā)增強(qiáng)，可起到保墑碎土作用。第25頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)（4）抗旱播種方法播種時(shí)，適宜的表層土壤含水量為12%以上，否則很難出全苗。若干土層超過7～10cm就必須采用特殊的抗旱播種方式，如趁墑播種，分土就墑播種等措施。⑴搶墑播種這是旱區(qū)保苗經(jīng)常采用的一項(xiàng)措施。當(dāng)?shù)乇碛?～3cm的干土層，而耕層土壤含水量尚在10%以上的干旱季節(jié)里，為了避免失墑后難以下種，均可在短期播種前10～15天趁墑早種。這是谷子、玉米、高梁等晚春播種的作物防旱增產(chǎn)的一項(xiàng)有效措施。⑵趁墑播種。在播種時(shí)表層土壤干土已達(dá)3～5cm，而底墑尚好的情況下，可在播種前后采用耙耱鎮(zhèn)壓，增加上層土壤含水量，以利種子的發(fā)芽、出苗，促進(jìn)次生根生長，增強(qiáng)幼苗抗旱能力。⑶趁雨搶播；⑷提墑播種也稱引墑播種播前3～4天打碎土塊，用石磙鎮(zhèn)壓一次，在早晨地皮退潮時(shí)播種，隨播隨搪，防止跑墑，2～3天后再搪一次，使下層水分逐漸上移，以便發(fā)芽出苗。這種方法適用于土塊大、底墑差的地塊。⑸借墑播種豁干耩播種，也稱分土借墑播種。當(dāng)表層土壤干土層達(dá)5～6cm以上，而底墑尚好時(shí)，可用犁開溝，然后在溝中再犁一遍，將種子種在濕土內(nèi)，淺覆土，輕鎮(zhèn)壓并保留犁溝。第26頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)⑹添墑播種，也稱造墑播種或坐水點(diǎn)種。當(dāng)表層土壤干土層達(dá)12cm以上，底墑也不足時(shí)，為了不誤農(nóng)時(shí)，就必須添墑播種。應(yīng)利用一切可利用的水源進(jìn)行坐水穴播。⑺深播淺蓋播種前種溝（或種穴）先開挖深至16～17cm，把泥土刮出。種溝先用水糞淋濕做底肥,然后播種，再施上基肥并蓋上薄土，基肥和蓋土厚度6～7cm，種后仍形成10cm的凹形播種溝。⑻壟溝播種先犁開一條較深的溝，將種子播到濕土上，再撒上濕土輕輕拍實(shí)，然后蓋一層細(xì)干土，以利保墑，這種方法適宜糜子、谷子、胡麻等作物。⑼頂凌播種在土壤開始解凍，濕土層達(dá)6厘米左右時(shí)搶墑早播將種子播到凍土層上，充分利用底墑促使種子發(fā)芽，這種方法適宜扁豆、豌豆、春小麥等作物。⑽整薯播種（主要指洋芋）選擇雞蛋大小、健壯無病害的整薯播種，不但能減少種薯水分外滲，增強(qiáng)抗旱能力，而且能防止病害傳播，減少病害發(fā)生。第27頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)⑾秸稈放種把玉米稈或高梁稈鍘成3～5cm長的短節(jié)，放在水里浸泡，同時(shí)將種子在溫水中催芽，等種子胚根剛頂破種皮時(shí)，撈出浸泡的秸稈，放入種子，然后下種。種子的胚芽從秸稈中吸取了水分，很快出苗。⑿浸種催芽播種前將種子浸泡，待種子吸足萌發(fā)所需要的水分后撈出，蓋上麻袋等悶種，第二天即可播種，對于土壤墑情極差，無條件進(jìn)行人工澆水的地塊，不適宜此法。⒀育苗移栽在距大田較近的地塊先育苗，等下雨后移栽，這種方法適宜玉米、瓜類等大粒種子作物。⒁舍籽播種即每畝地播種量比正常情況下增加30%左右，以提高出苗率。⒂干種等雨就是干打干種后等待下雨，這是在萬不得已的情況下采取的一種辦法。播種時(shí)注意種子和肥料都必須是干的，這樣一旦得到雨水，種子就很快發(fā)芽出苗。第28頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第二節(jié)生物節(jié)水技術(shù)（5）地膜覆蓋自20世紀(jì)70年代引進(jìn)研究和推廣后，近30年來在大田作物、蔬菜、果樹、花卉栽培中已有相當(dāng)廣泛地應(yīng)用，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。（6）農(nóng)田建設(shè)要以改土、治水為中心，通過改土改善土壤的理化性狀，在土壤中形成一個(gè)“小水庫”群；深耕深翻，平整土地，改造坡地，培肥地力等。（7）植樹種草實(shí)踐證明，發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)，僅在作物上打主意是不夠的，還必須合理利用自然資源，植樹種草，發(fā)展畜牧漁業(yè)，實(shí)行農(nóng)林牧漁綜合發(fā)展，山水田、林路渠、喬灌草結(jié)合，既合理利用土地和氣候資源，又改善生態(tài)環(huán)境，減少水土流失，調(diào)節(jié)農(nóng)田小氣候，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。第29頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第三節(jié)生物節(jié)水措施一、主要農(nóng)作物節(jié)水高效灌溉制度通過研究，確定了冬小麥、夏玉米、棉花三種主要農(nóng)作物的關(guān)鍵需水期及其土壤水分指標(biāo)、需水敏感指數(shù)等定量指標(biāo)，以及水分生理、光合作用、冠層結(jié)構(gòu)、干物質(zhì)積累、氣孔阻力、葉面積指數(shù)等生理指標(biāo)。該項(xiàng)成果用于指導(dǎo)示范區(qū)灌溉，取得明顯的節(jié)水增產(chǎn)效益。灌水定額由原來的1500～1800m3／hm2降至750～900m3／hm2，灌水次數(shù)減少1～2次，節(jié)水幅度達(dá)30%，增產(chǎn)15%～25%。

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第八章生物節(jié)水第三節(jié)生物節(jié)水措施二、節(jié)水灌溉與農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)選用耐旱優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種；根據(jù)作物各生育階段耗水強(qiáng)度，采用適宜的灌溉方法，合理調(diào)配生長過程中所供的水量；作物間套種植中采用適宜的養(yǎng)分配置，并適當(dāng)噴施微肥；進(jìn)行農(nóng)田覆蓋，并同施用包裹肥、微肥相結(jié)合，推行節(jié)水與農(nóng)藝綜合措施一體化技術(shù)，使夏秋兩季作物周年耗水總量保持在8940m3／hm2以內(nèi)，與傳統(tǒng)的措施相比節(jié)水20%以上，增產(chǎn)25%、水分生產(chǎn)率由0.82kg／m3提高到1.53kg／m3。第31頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第三節(jié)生物節(jié)水措施三、調(diào)整作物布局，選用節(jié)水高產(chǎn)型品種根據(jù)降雨時(shí)空分布特征、地下水資源、水利工程現(xiàn)狀，合理調(diào)整作物布局，增加需水與降水耦合性好的作物和耐旱、水分利用率高的作物品種，以充分利用當(dāng)?shù)厮Y源；調(diào)整作物熟制，使之與水分條件相適宜；調(diào)整播期，使作物生育期耗水與降水相耦合，提高作物對降水的有效利用，避免干旱的影響。如在黃淮豫東平原，春夏播作物需水和降水的耦合關(guān)系較好，生長期降雨量占年降雨量的60%以上，尤以棉花最高，達(dá)82%；其次是春播花生、紅薯和高梁等。第32頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第三節(jié)生物節(jié)水措施四、深耕蓄水和覆蓋技術(shù)用蓄力耕翻土地，一般耕地深度只有10～15cm，耕層以下是堅(jiān)實(shí)的犁底層，限制了土壤蓄水能力。采取機(jī)耕和畜力套耕法，分期分層逐年加深耕層，或推廣深松犁，深松深度可達(dá)40cm以上，打破犁底層，加深耕層疏松土壤厚度，增加土壤蓄水容量。深耕后底層土壤容重由1.5g／cm3降到1.35g／cm3，孔隙度由45%增加到54%。深耕后底層土壤根系下扎，增加對深層土壤水的利用量。深耕地根系深入到1.5m以下，而淺耕地根系分布在1m土層。作物根量的變化，深耕地比淺耕地增加30%以上。試驗(yàn)表明，采用“上翻下松”的深松耕作法，在一定深度內(nèi)，作物增產(chǎn)幅度為20%－50%，土壤蓄水增加20%。

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第八章生物節(jié)水第三節(jié)生物節(jié)水措施五、增施有機(jī)肥和水肥耦合技術(shù)增施有機(jī)肥料，可以增加土壤有機(jī)含量，有機(jī)質(zhì)經(jīng)微生物分解后形成腐殖質(zhì)中的胡敏酸，它可把單粒分散的土壤膠結(jié)成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤，使土壤容重變小，孔隙度增大，能使雨水和地表徑流水滲入土層中。有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤能把入滲土壤中的水變成毛管水保存起來，以減少蒸發(fā)。因此，增施有機(jī)肥既能提高土壤肥力，又可改善土壤結(jié)構(gòu)，增大土壤涵蓄水分的能力，增強(qiáng)根系吸收水分的能力，達(dá)到以肥調(diào)水、提高水分生產(chǎn)率的效果。

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第八章生物節(jié)水第三節(jié)生物節(jié)水措施六、根據(jù)作物水分利用效率優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)由于品種的差異，作物水分利用效率（WUEkg／mm．畝）存在較大的差別，如冬小麥WUE為1.03（山西屯留，1989）、春玉米為1.61（山西屯留，1988），春谷子為0.75（山西屯留，1989）、春小麥為0.45（內(nèi)蒙古武川，1989）、馬鈴薯為0.79（內(nèi)蒙古武川，1987）。通過調(diào)整作物布局，建立適應(yīng)抗逆型種植制度，一般可使農(nóng)田整體WUE提高0.15～0.26kg／m3，增產(chǎn)15～30%。從總的情況來看，玉米等C4植物比小麥等C3植物水分利用效率高，根據(jù)區(qū)域和種植區(qū)的實(shí)際情況，調(diào)整和優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，對提高農(nóng)田整體水分利用效率是非常有利的。第35頁/共42頁

第八章生物節(jié)水第三節(jié)生物節(jié)水措施七、引種和篩選抗旱作物引種或不同基因型的抗旱篩選試驗(yàn)是目前簡單而且行之有效的方法，然而節(jié)水育種的重大突破需要借助于新技術(shù)的應(yīng)用。1.不同作物品種的耗水量差異不同作物品種的耗水量差異很大，在相同栽培條件下，它們的水分利用效率和生產(chǎn)力卻不同。如糜子和谷子是黃土高原上的兩種抗旱穩(wěn)產(chǎn)作物，糜子的抗水活性高于谷子。作物的抗水活性亦指作物抗蒸騰耗水能力或指作物抗水流阻力。兩者的關(guān)系是抗水活性愈高，則蒸騰耗量愈小，反之則耗水量大。如谷子每生成1克干物質(zhì)，需耗水138.16～210.13g，而糜子僅耗水88.63～101.26g，糜子的蒸騰效率和水分利用效率明顯高于谷子。研究結(jié)果還表明，無論是在適宜水分條件下還是干旱條件下，糜子的過氧化氫酶活性都比谷子低，這一生理特性表明糜子比谷子代謝活力低緩，這就使糜子比谷子更適應(yīng)干旱環(huán)境。

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第八章生物節(jié)水第三節(jié)生物節(jié)水措施2.同一種作物的水分利用效率