農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的任務(wù)及發(fā)展趨勢

農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的任務(wù)及發(fā)展趨勢摘要：從農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的內(nèi)涵動身，認(rèn)真討論了學(xué)科的研究領(lǐng)域范疇，同時(shí)回憶了農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的進(jìn)展過程，就該學(xué)科的要緊研究任務(wù)進(jìn)展趨勢進(jìn)行了討論，提出了幾點(diǎn)關(guān)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科進(jìn)展的建議。關(guān)鍵字：農(nóng)業(yè)水土工程任務(wù)進(jìn)展趨勢Abstract:Fromtheconnotationofagriculturalsoilengineeringdisciplines,carefullydiscussessubjectresearchfieldinagriculturalprojects,thedevelopmentstage(oragriculturalscienceandtechnologyapplicationinengineeringofdeeplevel)isanalyzedandthetrendofagriculturalsoilengineeringdisciplineswereappraised.Keyword:thesubjectofagriculturalwater-soilengineering;Mission;Developmenttrend1.農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的內(nèi)涵及其研究內(nèi)容1.1農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科內(nèi)容農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科是介于工程、農(nóng)業(yè)生物和資源與環(huán)境學(xué)科之間的邊緣學(xué)科[3]。它既不是農(nóng)田水利工程的代名詞，也不是農(nóng)田水利工程、水資源規(guī)劃利用、土地規(guī)劃利用和水土保持幾個(gè)專業(yè)的簡單組裝。農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科強(qiáng)調(diào)水一土一作物之關(guān)系，并把與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)緊密有關(guān)的水與土壤作為要緊研究對象，把地表物質(zhì)(水、鹽、泥沙)遷移與能量轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究作為學(xué)科的基礎(chǔ)和主線。作為一種工程，還必須把研究成果應(yīng)用于改造世界，按照農(nóng)業(yè)進(jìn)展的需求，通過必要的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和資源投入，來操縱地表物質(zhì)遷移、獲得效益，并為連續(xù)性農(nóng)業(yè)進(jìn)展制造良好的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境[1]。能夠講，農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科是把土壤、植物、大氣作為一個(gè)整體，用連續(xù)的、系統(tǒng)的、動態(tài)的觀點(diǎn)和定量的方法，研究地表物質(zhì)(要緊是水、鹽、泥沙、污染物與養(yǎng)分)遷移與能量轉(zhuǎn)化規(guī)律及其工程調(diào)控措施與技術(shù)裝備，最有效地利用水土資源，為進(jìn)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，并為農(nóng)業(yè)的連續(xù)性進(jìn)展制造良好的水土資源環(huán)境的科學(xué)[4]。它的要緊領(lǐng)域是研究以土壤一作物一水關(guān)系為中心的農(nóng)田水分循環(huán)規(guī)律與有效的調(diào)控措施，達(dá)到連續(xù)性土地利用的目的[2]。1.2農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科研究內(nèi)容在農(nóng)業(yè)節(jié)水與水資源可連續(xù)利用領(lǐng)域的某些方面已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平與國際領(lǐng)先水平。重點(diǎn)研究內(nèi)容是農(nóng)業(yè)節(jié)水理論、田間節(jié)水灌溉新技術(shù)與節(jié)水灌溉設(shè)備、中低產(chǎn)田改良的排水技術(shù)、水資源連續(xù)利用理論與工程技術(shù)、灌區(qū)用水治理、農(nóng)業(yè)水土環(huán)境監(jiān)測、修復(fù)與保育、農(nóng)業(yè)高效用水的工程技術(shù)等方面的應(yīng)用基礎(chǔ)理論和新技術(shù)。

1.2.1農(nóng)田物質(zhì)遷移規(guī)律及其調(diào)控機(jī)理[5]該領(lǐng)域要緊研究農(nóng)田水肥的運(yùn)移規(guī)律及最優(yōu)調(diào)控機(jī)理。包括農(nóng)田“五水”(大氣水、地面水、地下水、土壤水、植物水)轉(zhuǎn)化的機(jī)制及其數(shù)值模擬;農(nóng)田水鹽運(yùn)移規(guī)律與溶質(zhì)傳輸模型;農(nóng)田水熱耦合運(yùn)移及水熱轉(zhuǎn)換關(guān)系;土壤—植物—大氣連續(xù)體(簡稱SPAC)中的水分傳輸機(jī)理、水分傳輸?shù)膭恿W(xué)模式及其運(yùn)算機(jī)仿真方法;作物水分散失與光合作用的耦合模式;農(nóng)田作物蒸發(fā)蒸騰量與流域蒸散發(fā)量的運(yùn)算方法;作物對地下水利用量的運(yùn)算方法、不同地下水埋深的潛水蒸發(fā)規(guī)律及其對作物產(chǎn)量和農(nóng)田水分循環(huán)與水平穩(wěn)的阻礙,農(nóng)田地面水—地下水—土壤水聯(lián)合最優(yōu)調(diào)配的理論與方法;以節(jié)水高產(chǎn)為目標(biāo)的土壤水調(diào)劑模型;灌溉水(降水)—土壤水—作物水—CO2同化—干物質(zhì)積存—經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量間轉(zhuǎn)化效率的運(yùn)算理論與方法以及提升各環(huán)節(jié)水量轉(zhuǎn)化效率的農(nóng)田節(jié)水調(diào)控原理與方法;農(nóng)田鹽分平穩(wěn)的運(yùn)算及其調(diào)控;溶質(zhì)(要緊的化肥農(nóng)藥)和污染物等在土壤水—地下水系統(tǒng)中的遷移規(guī)律;土壤腐蝕量的運(yùn)算及泥沙隨水流在地表的運(yùn)移規(guī)律,需從土壤水動力學(xué)與土壤物理學(xué)理論動身,對降雨后水分與溶質(zhì)沿坡面流淌過程、雨滴擊濺與徑流腐蝕過程以及黃土坡面降雨漫流的數(shù)學(xué)模擬等進(jìn)行研究。1.2.2逆境對作物的阻礙機(jī)制及其連續(xù)農(nóng)業(yè)中的水分調(diào)控包括水分虧缺(或水分脅迫與洪澇)對作物光合作用、生長和產(chǎn)量構(gòu)成等因素的阻礙關(guān)系;土壤水與含鹽量水平對植物根系吸水、水分散失和生長發(fā)育及產(chǎn)量的阻礙;水分過多(漬或澇)對作物的阻礙;作物耐旱、耐鹽、耐漬澇的定量標(biāo)準(zhǔn);作物水分狀況的定量診斷方法,專門是用紅外測溫或遙感信息診斷作物水分狀況的咨詢題;土壤水分對作物有效性動態(tài)評判理論;探討作物缺水受旱狀況進(jìn)展進(jìn)程的模式,確定各種作物不同產(chǎn)量水平常所承諾的土壤水分虧缺,建立各種供水條件下作物節(jié)水灌溉預(yù)報(bào)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系;研究灌溉水量有限條件下作物群體光合產(chǎn)物的最優(yōu)分配策略,以提升光合效率和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量及水分利用效率;研究作物生理節(jié)水的潛力,把作物生長發(fā)育和達(dá)到某一產(chǎn)量水平必須消耗的水量,操縱在最低的限度。為了習(xí)慣農(nóng)業(yè)節(jié)水的要求,需要研究作物水分生產(chǎn)函數(shù),應(yīng)在單時(shí)期受旱的基礎(chǔ)上研究多時(shí)期受旱或連續(xù)受旱對作物的阻礙,探討作物缺水敏銳指數(shù)(或減產(chǎn)系數(shù))的變化規(guī)律;為了發(fā)揮綜合節(jié)水措施的作用,還需要研究作物水肥生產(chǎn)函數(shù)咨詢題,確定有限灌溉水量條件下非充分灌溉模式的理論和方法。1.2.3農(nóng)業(yè)高效節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)是指近期內(nèi)能對農(nóng)業(yè)高效節(jié)水有重要作用,同時(shí)具有一定科學(xué)水平的節(jié)水技術(shù)措施,按照近時(shí)期的投入條件和重要性以及我國國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)展?fàn)顩r,以后十幾年需要解決的關(guān)鍵技術(shù)咨詢題有:節(jié)水灌溉新技術(shù)、渠道防滲與管道輸水技術(shù)、要緊作物節(jié)水、增產(chǎn)、搞笑灌溉制度、灌區(qū)水治理技術(shù)。1.2.4農(nóng)業(yè)綜合水肥高效利用技術(shù)具體包括不同節(jié)水技術(shù)條件所適宜的水肥耦合技術(shù),包括節(jié)水地面灌溉條件下水肥耦合技術(shù),噴灌條件下水肥治理技術(shù),滴灌條件下適宜的施肥灌溉模式;提升農(nóng)田水分利用效率的耕作栽培技術(shù),包括耕作措施對水分利用效率的阻礙及與各種耕作措施相習(xí)慣的農(nóng)田用水技術(shù),帶狀種植的高效用水技術(shù);覆蓋保墑及節(jié)水灌溉配套技術(shù),包括秸稈覆蓋的最佳實(shí)施方案及配套的節(jié)水灌溉技術(shù),地膜覆蓋技術(shù)與相應(yīng)的農(nóng)機(jī)具配套改進(jìn),覆蓋保墑新材料的選用及其配套的節(jié)水灌溉技術(shù);節(jié)水、高產(chǎn)、高效的綜合農(nóng)業(yè)配套技術(shù);化控節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用;洪澇丘陵地區(qū)抗旱保苗的移動式簡易節(jié)水農(nóng)機(jī)具研制及節(jié)水配套技術(shù)。1.2.5與連續(xù)農(nóng)業(yè)進(jìn)展有關(guān)的灌溉土地評判及其土壤改良技術(shù)許多灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)域由于對自然資源的消耗和引起環(huán)境的惡化而存在著嚴(yán)峻的危險(xiǎn)。為了幸免負(fù)效應(yīng),進(jìn)展連續(xù)性的灌溉農(nóng)業(yè),必須對灌溉土地進(jìn)行評判,建立灌溉土地利用合理性評判的原則指標(biāo)體系及方法,在灌溉土地適宜性評判基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的灌溉區(qū)劃,對不適宜于連續(xù)性灌溉農(nóng)業(yè)進(jìn)展的土地要進(jìn)行改良,包括采納以農(nóng)田排水技術(shù)為主,并與其它農(nóng)業(yè)技術(shù)措施緊密結(jié)合對鹽堿地、沼澤地、漬害等中低產(chǎn)田進(jìn)行綜合改良。要研究考慮水—土—作物關(guān)系的農(nóng)田排水機(jī)理及其標(biāo)準(zhǔn)(排澇與排漬),改良中低產(chǎn)田的綜合技術(shù)的最優(yōu)組合,鹽堿化地區(qū)排水方式的優(yōu)化選擇與優(yōu)化治理,排水溝布局和規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)等。1.2.6農(nóng)業(yè)水土資源環(huán)境咨詢題要研究農(nóng)村水源環(huán)境愛護(hù),水土工程的環(huán)境阻礙評判,水環(huán)境變化對局部地區(qū)氣候及土壤的阻礙;研究灌溉對農(nóng)田土壤水鹽運(yùn)動的阻礙,土壤次生鹽堿化的推測,農(nóng)業(yè)化學(xué)物在土壤中的輸運(yùn)及集合,地下水中農(nóng)藥及污染物的吸附、解吸和傳輸,稻田滲漏引起的氮素或其它養(yǎng)分的淋失規(guī)律與數(shù)學(xué)模擬;研究樹冠和林草以及水保工程措施對降雨截留、調(diào)劑地表徑流,促進(jìn)“五水”轉(zhuǎn)化的作用;研究湖、庫、塘、窖、壩、池泥沙沉積量的測算方法;加大水土保持差不多理論的研究和水保新技術(shù)的應(yīng)用;研究不同地區(qū)“生態(tài)防護(hù)區(qū)”咨詢題和農(nóng)、林、牧綜合進(jìn)展的最優(yōu)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)模式,減少水土流失、愛護(hù)水源,從全然上改善農(nóng)業(yè)水土資源的利用條件;為防治水土資源污染,要研究適合中國國情的農(nóng)業(yè)水土環(huán)境整治措施[6]。1.3學(xué)科體系農(nóng)業(yè)水土工程作為一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，有其自身的體系和范疇。它要緊有三個(gè)方面的咨詢題:其一是農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科本身的差不多理論，包括農(nóng)業(yè)水文學(xué)理論、流體力學(xué)與水力學(xué)理論、土壤物理學(xué)與土壤水動力學(xué)理論、地表物質(zhì)(水分、溶質(zhì)、泥沙)遷移與能量轉(zhuǎn)化理論、植物水分生理與抗逆性生理理論、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)理論、農(nóng)田生態(tài)學(xué)理論等，所以，它并不是深入到這些邊緣學(xué)科領(lǐng)域中解決咨詢題，而是要加大它與其邊緣學(xué)科的交叉滲透，從中吸取營養(yǎng)、加以同化，合縱連橫，形成具有綜合性和學(xué)科交叉性新領(lǐng)域及自身的理論體系;其二是它所采納的方法學(xué)，包括數(shù)值運(yùn)算方法、系統(tǒng)工程學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、應(yīng)用隨機(jī)過程、系統(tǒng)動力學(xué)、信息論、操縱論、推測學(xué)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)等，借助這些方法，才能從整體上和相互作用上考慮水一土一作物一大氣之關(guān)系，使地表物質(zhì)遷移與能量轉(zhuǎn)化的定量描述能夠?qū)崿F(xiàn)，同時(shí)才能科學(xué)地確定其調(diào)控方案，使該領(lǐng)域由單純的實(shí)驗(yàn)性質(zhì)變?yōu)橐婚T有較嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)和定量方法的科學(xué);其帶三是農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科中研究手段的更新和新技術(shù)的應(yīng)用，包括運(yùn)算機(jī)技術(shù)、核技術(shù)、信息技術(shù)、紅外技術(shù)、遙感技術(shù)、電測技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)以及先進(jìn)的灌排擾術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用，這將會使土壤水分動態(tài)、水鹽動態(tài)、水沙動態(tài)、水污染狀態(tài)、作物水分狀況、農(nóng)田微氣象數(shù)據(jù)等方面的監(jiān)測、采集、處理技術(shù)得到進(jìn)展，促進(jìn)水一土一作物一大氣關(guān)系的研究，進(jìn)行科學(xué)的水土治理，最大發(fā)揮水土資源的效益。至于農(nóng)業(yè)水土工程建筑技術(shù)則是另一個(gè)專業(yè)范疇的咨詢題[7]。2.農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科任務(wù)2.1地表物質(zhì)遷移與能量轉(zhuǎn)化理論及其調(diào)控原理該領(lǐng)域的研究包括農(nóng)田“五水”(大氣水、地面水、地下水、土壤水、植物水)轉(zhuǎn)化的機(jī)制及其數(shù)值模擬;農(nóng)田水鹽運(yùn)移規(guī)律與溶質(zhì)傳輸模型;農(nóng)田能量轉(zhuǎn)化規(guī)律與農(nóng)田能量平穩(wěn);農(nóng)由水熱藕合運(yùn)移及水熱轉(zhuǎn)換關(guān)系的研究;土壤一植物一大氣連續(xù)體(簡稱SPAC)中的水分傳輸機(jī)理、水分傳輸?shù)膭恿W(xué)模式及其運(yùn)算機(jī)仿真方法;作物水分散失與光合作用的藕合模式;農(nóng)田作物蒸發(fā)蒸騰量與流域蒸散發(fā)量的運(yùn)算方法、紅外測溫與遙感技術(shù)估算大區(qū)域作物蒸發(fā)蒸騰量的咨詢題;棵間蒸發(fā)與葉面蒸騰的比例關(guān)系。分析農(nóng)田節(jié)水的潛力，為耕作保墑和灌溉排水等土壤水治理措施提供科學(xué)依據(jù);進(jìn)行區(qū)域節(jié)水潛力分析與進(jìn)展推測，為做到區(qū)域性水土資源平穩(wěn)制造條件。研究作物對地下水利用量的運(yùn)算方法、不同地下水埋深的潛水蒸發(fā)規(guī)律及其對作物產(chǎn)量和農(nóng)田水分循環(huán)與水平穩(wěn)的阻礙，農(nóng)田地面水一地下水一土壤水聯(lián)合最優(yōu)調(diào)配的理論與方法;以節(jié)水高產(chǎn)為目標(biāo)的土壤水調(diào)劑模型;灌溉水(降水)一土壤水一作物水一coZ同化一干物質(zhì)積存一經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量間轉(zhuǎn)化效率的運(yùn)算理論與方法以及提升各環(huán)節(jié)水量轉(zhuǎn)化效率的農(nóng)田節(jié)水調(diào)控原理與方法;農(nóng)田鹽分平穩(wěn)的運(yùn)算及其鹽堿地沖洗定額。研究土壤腐蝕量的運(yùn)算及泥沙隨水流在地表的運(yùn)移規(guī)律，需從土壤水動力學(xué)與土壤物理學(xué)理論動身，對降雨后水分與溶質(zhì)沿坡面流淌過程、雨滴擊濺與徑流腐蝕過程進(jìn)行研究;黃土坡面降雨漫流的數(shù)學(xué)模擬等。2.2逆境對作物的阻礙機(jī)制及其節(jié)水型農(nóng)業(yè)中的水分治理咨詢題包括水分虧缺(或水分脅迫與洪澇)對作物光合作用、生長和產(chǎn)量構(gòu)成等因素的阻礙關(guān)系;土壤水同含鹽量水平對植物根系吸水、水分散失和生長發(fā)育及產(chǎn)量的阻礙;水分過多(漬或澇)對作物的阻礙;作物耐旱、耐鹽、耐漬或澇對作物的定量標(biāo)準(zhǔn);作物水分狀況的定量診斷方法，專門是用紅外測溫或遙感信息診斷作物水分狀況的咨詢題;土壤水分對作物有效性動態(tài)評判理論、探討作物缺水受旱狀況進(jìn)展進(jìn)程的模式，確定各種作物不同產(chǎn)量水平常所承諾的土壤水分虧缺，建立各種供水條件下作物節(jié)水灌溉預(yù)報(bào)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系。研究灌溉水量有限條件下作物群體光合產(chǎn)物的最優(yōu)分配策略，以提升光合效率和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量及水分利用效率。研究作物生理節(jié)水的潛力，把作物生長發(fā)育和達(dá)到某一產(chǎn)量水平必須消耗的水量，操縱在最低的限度。為了習(xí)慣節(jié)水型農(nóng)業(yè)水治理的要求，需要研究作物水分生產(chǎn)函數(shù)，應(yīng)在單時(shí)期受旱的基礎(chǔ)上研究多時(shí)期受旱或連續(xù)受旱對作物的阻礙，探討作物缺水敏銳指數(shù)(或減產(chǎn)系數(shù))的變化規(guī)律;為了發(fā)揮綜合節(jié)水措施的作用，還需要研究作物水肥生產(chǎn)函數(shù)咨詢題。需要研究確定有限灌溉水量條件下非充分灌溉模式的理論和方法，如用線性規(guī)劃方法確定作物最優(yōu)種植模式和灌溉水量在灌區(qū)多種作物間的最優(yōu)分配，缺水條件下利用灌溉存貯模型確定最優(yōu)灌溉策略，用動態(tài)規(guī)劃法確定有限灌溉水量在作物全生育期內(nèi)的最優(yōu)分配，以及采納數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)方法分析最優(yōu)灌溉水量的投入條件等。2.3以土壤一作物一大氣系統(tǒng)水關(guān)系為基礎(chǔ)的現(xiàn)代灌溉治理理論與技術(shù)現(xiàn)代灌溉用水治理的一個(gè)特點(diǎn)是由靜態(tài)用水打算變?yōu)閯討B(tài)用水打算。動態(tài)用水打算建立在氣象預(yù)報(bào)、作物需水量和土壤墑情預(yù)報(bào)、灌溉水源預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格考慮水一土一植一氣的關(guān)系預(yù)報(bào)灌水時(shí)刻、灌水量，確定渠系的水量分配打算及其渠系水量流量實(shí)時(shí)調(diào)控方案。在水源充足條件下，應(yīng)研究用田間水量平穩(wěn)方程或sPAc中水分傳輸動力學(xué)模式預(yù)報(bào)土壤墑情和灌水的間題;在水量不足時(shí)，應(yīng)研究用動態(tài)規(guī)劃法或其它優(yōu)化方法確定灌溉水量最優(yōu)分配的咨詢題;應(yīng)研究把過去的按月或季節(jié)編制的用水打算改為按旬、5日或日調(diào)整的打算、對灌溉用水進(jìn)行運(yùn)算機(jī)治理、建立灌溉用水治理數(shù)據(jù)庫及決策支持系統(tǒng)。為了保證預(yù)報(bào)和用水打算編制的準(zhǔn)確性，還需要研究土壤墑性、作物需水量及灌溉水源預(yù)報(bào)咨詢題，研究土壤墑情和灌溉水源的監(jiān)測技術(shù)。為了滿足渠系優(yōu)化配水的要求，必須對渠系水量流量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控。目前研究的重點(diǎn)應(yīng)放在完善調(diào)控模型、非穩(wěn)固流方程的解算方法以及調(diào)控軟件的用戶界面上。為了真正做到按量計(jì)費(fèi)、節(jié)約用水，還需要研究不同類型灌區(qū)適用的價(jià)廉有用、易于推廣的量水設(shè)備。需要加大對灌區(qū)輸配水系統(tǒng)和田間用水狀況的監(jiān)測與評估的研究，評判灌區(qū)用水狀況，需要研究灌區(qū)水治理評估指標(biāo)體系，包括灌水適時(shí)、適量、可靠、有效和平均性等。2.4田間灌水技術(shù)的改進(jìn)與節(jié)水型農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)體系地面灌溉技術(shù)仍舊是灌溉方法研究的重要課題。需要深入研究畦溝規(guī)格、流量、放水時(shí)刻等與田間坡度、糙率、土壤入滲性等因素的最優(yōu)組合，模擬溝畦灌水流推進(jìn)過程和灌水入滲過程，尋求最佳灌水技術(shù)方案。同時(shí)還需要研究波涌灌、長畦分段灌、水平畦灌、膜上灌等。灌水方法的最優(yōu)灌水技術(shù)方案。研究經(jīng)濟(jì)可行的管材，提升管灌施工的機(jī)械化程度，并配套研究田間節(jié)水灌溉設(shè)備，如出水栓和配套管件等，改進(jìn)低壓管道輸水灌溉技術(shù)。需要連續(xù)研究微灌設(shè)備及其治理措施;微灌水流滲入土壤的過程，為改進(jìn)微灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法提供依據(jù)。微灌的灌溉制度應(yīng)與操縱及減輕作物短期水分脅迫聯(lián)系起來，以緩和茶葉、柑桔等經(jīng)濟(jì)作物即使在土壤供水充足時(shí)，仍在炎熱中午遭受大氣洪澇而造成的短期水分脅迫咨詢題，可大大提升光合速率和產(chǎn)量。田間灌水技術(shù)的研究還應(yīng)改正以往單項(xiàng)節(jié)水工程技術(shù)進(jìn)展節(jié)水灌溉的作法，將節(jié)水的農(nóng)業(yè)技術(shù)、水利技術(shù)、治理技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來進(jìn)行研究，發(fā)揮綜合技術(shù)的作用。田間灌水技術(shù)的改善要與方田建設(shè)、立體農(nóng)業(yè)及耕作保墑技術(shù)結(jié)合起來，研究耕作保墑、農(nóng)田覆蓋和抑蒸保墑化學(xué)藥劑對作物水分利用效率的阻礙，以及培肥土壤、發(fā)揮水肥聯(lián)合增產(chǎn)的效應(yīng)，以提升有限水資源的整體利用率和作物產(chǎn)量[10]。2.5與連續(xù)性農(nóng)業(yè)進(jìn)展有關(guān)的灌溉土地評判及其土壤改良技術(shù)許多的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)域由于對自然資源的消耗和引起環(huán)境的惡化而存在著嚴(yán)峻的危險(xiǎn)。為了幸免灌溉負(fù)效應(yīng)，進(jìn)展連續(xù)性的灌溉農(nóng)業(yè)，必須對灌溉土地進(jìn)行評判，建立灌溉土地利用合理性評判的原則指標(biāo)體系及方法，在灌溉土地適宜性評判基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的灌溉區(qū)劃，對不適宜于連續(xù)性灌溉農(nóng)業(yè)進(jìn)展的土地要進(jìn)行改良，包括采納以農(nóng)田排水技術(shù)為主，并與其它農(nóng)業(yè)技術(shù)措施緊密結(jié)合的綜合技術(shù)對鹽堿地、沼澤地、冷浸田等中低產(chǎn)田進(jìn)行綜合改良。需要研究灌溉進(jìn)展所產(chǎn)生的地一氣系統(tǒng)相互作用關(guān)系的改變以及使農(nóng)田物質(zhì)能量的平穩(wěn)與循環(huán)的改變，灌溉引起的農(nóng)田水氣候變化，灌溉對農(nóng)田土壤水鹽運(yùn)動的阻礙，土壤次生鹽堿化的推測，農(nóng)業(yè)化學(xué)物在土壤中的輸運(yùn)及集合，地下水中農(nóng)藥及污染物的吸附、解吸和傳輸，稻田滲漏引起的氮素或其它養(yǎng)分的淋失規(guī)律與數(shù)學(xué)模擬，高含沙渾水灌溉對土壤細(xì)微結(jié)構(gòu)的阻礙機(jī)理?？紤]水一土一作物關(guān)系的農(nóng)田排水機(jī)理及其標(biāo)準(zhǔn)(排澇與排漬)的研究，改良中低產(chǎn)田的綜合技術(shù)的最優(yōu)組合，鹽堿化地區(qū)排水方式的優(yōu)化選擇與優(yōu)化治理，排水溝布局和規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)等。研究減少與操縱灌溉負(fù)效應(yīng)的方略。2.6農(nóng)業(yè)水資源的有效利用與優(yōu)化治理要重視水文循環(huán)的生物圈方面咨詢題的研究，通過水資源的有效利用和科學(xué)治理，理順以水為中心的水一土一作物一大氣系統(tǒng)關(guān)系，完善自然水資源系統(tǒng)，保持降水、地表水、地下水、土壤水和作物水之間習(xí)慣于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水要求的相互轉(zhuǎn)化平穩(wěn)，調(diào)劑地表水分循環(huán)與水平穩(wěn)狀況及相應(yīng)的水鹽、水沙狀況。開展灌溉水一降水聯(lián)合調(diào)度的研究，同時(shí)大力進(jìn)展集蓄雨水的新技術(shù)和土壤保水的新方法;加大水沙綜合利用和優(yōu)化治理調(diào)度技術(shù)的研究，同時(shí)要研究泥沙綜合利用和清淤機(jī)械;研究水資源綜合開發(fā)利用和優(yōu)化調(diào)度咨詢題;劣質(zhì)水的凈化和利用以及農(nóng)村人畜飲水和水質(zhì)改良咨詢題，回來水的再利用咨詢題;研究地下水利用技術(shù)及農(nóng)用提水設(shè)備的改進(jìn)、配套、機(jī)井成型工藝及機(jī)井節(jié)能咨詢題;研究水資源農(nóng)業(yè)利用可能進(jìn)展的潛力與規(guī)模，推測農(nóng)業(yè)水量供需狀況。加大農(nóng)業(yè)水資源治理與農(nóng)村水源愛護(hù)工作，作好水質(zhì)監(jiān)測及水質(zhì)變化的推測，搞好水源愛護(hù)規(guī)劃。要建立不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源情報(bào)信息系統(tǒng)及農(nóng)業(yè)水治理的決策支持系統(tǒng)，在水源不足地區(qū)，以供定需、以水定地，做到區(qū)域性的水土資源平穩(wěn)。3.農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科進(jìn)展趨勢3.1基礎(chǔ)理論方面在水—土—作物—環(huán)境關(guān)系的最優(yōu)調(diào)控理論與方法研究方面,將建立水、肥、環(huán)境綜合生產(chǎn)函數(shù)和通用作物水土治理模式,建立降水(灌溉水)—作物水—光合作用—經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量轉(zhuǎn)化效率的運(yùn)算模型以及水—土—植物—環(huán)境關(guān)系最優(yōu)和諧的理論和方法。農(nóng)田物質(zhì)(水、沙、鹽、農(nóng)業(yè)化學(xué)物)的遷移規(guī)律及其數(shù)值模擬與推測將有一定突破,為節(jié)水農(nóng)業(yè)、鹽堿地改良、水土保持和農(nóng)業(yè)水土環(huán)境愛護(hù)等工作提供新的理論依據(jù)[8]。在逆境對作物生長和產(chǎn)量阻礙的定量評判方法和農(nóng)業(yè)水旱災(zāi)難及防治計(jì)策方面,將會建立逆境(旱、漬澇、鹽堿化)對作物阻礙的定量評判指標(biāo)體系,農(nóng)業(yè)水旱災(zāi)難的推測精度可能提升10%左右,對農(nóng)業(yè)抗旱防洪決策將提供新的依據(jù)。隨著農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科領(lǐng)域研究的進(jìn)一步深入,有關(guān)土壤、植被和大氣界面過程咨詢題,研究的尺度咨詢題,土壤、植被條件的非平均性咨詢題,農(nóng)田水分、鹽分遷移中各部分介質(zhì)的非線性相互作用咨詢題,農(nóng)業(yè)污染物在地下水和土壤水中的遷移等,將是以后農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科研究中的難點(diǎn)和前沿咨詢題。3.2應(yīng)用技術(shù)方面灌溉方式將從傳統(tǒng)的豐水高產(chǎn)型灌溉轉(zhuǎn)向限水灌溉(LimitIrrigation)、非充分灌溉(Non-fullIrrigation),以提升水的利用率。各種利用適度虧水來調(diào)控刺激作物生理機(jī)能,以提升作物水的利用效率、生產(chǎn)率,改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的調(diào)虧灌溉、分根交替灌溉也將得到深入研究和推廣。噴、滴灌等先進(jìn)的灌水技術(shù)將得到廣泛使用,設(shè)備運(yùn)行的可靠性、使用壽命和自動化程度專門大提升。各種先進(jìn)的地面灌水技術(shù)如間歇灌、膜上灌、激光平地和水平畦灌、果樹滲(地下滴)灌等將得到大面積推廣。各種灌溉技術(shù)與農(nóng)業(yè)措施將有機(jī)融合在一起,形成綜合水土資源高效利用技術(shù)。如各種水肥耦合、帶狀種植、覆膜保墑等適合國情的水土高效利用技術(shù)將廣泛使用,以提升水肥利用率、農(nóng)作物產(chǎn)量,改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。灌區(qū)將廣泛采納先進(jìn)的大區(qū)域土壤墑情、作物旱情和水源水情實(shí)時(shí)監(jiān)測與預(yù)報(bào)技術(shù)、渠系水量流量調(diào)控技術(shù)及灌區(qū)動態(tài)配水技術(shù),實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水量最優(yōu)調(diào)度。雨水集蓄與高效利用的技術(shù)將得到深入研究,形成具有中國特色的雨水利用技術(shù)體系,將會在西北半洪澇地區(qū)和南方丘陵坡地廣泛推廣,以提升降雨的生產(chǎn)率。按照不同地區(qū)的特點(diǎn),將廣泛采納各種先進(jìn)水土保持、高含沙渾水、部分苦咸水、污水灌溉及地下水連續(xù)利用等區(qū)域水資源連續(xù)利用技術(shù),以達(dá)到區(qū)域水