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浅谈提高农业用水效率的主要技术途径
点击数:361    发布时间:2016-09-30

地处宁夏南部山区,气候干燥,异常缺水,蒸发量大,所以如何提高农业用水效率就显得尤为重要。提高农业用水效率的主要技术途径

1 减少无效蒸发

降低无效蒸发是提高农业用水效率的重要技术途径,具体是减少土壤蒸发和作物奢侈蒸腾。据估算,半干旱区蒸发量占降水量的55%~65%,相当于作物总耗水量的1/4~l/2,所以,减少土壤蒸发成为提高农业用水效率的重要途径。为了减少土壤蒸发,目前比较成熟的技术为采用地膜覆盖和秸秆覆盖。实践表明,地膜覆盖不仅具有增温保湿、保墒提墒、改善土壤理化性质的作用,而且可以促进种子萌发,促进作物早出苗、出壮苗且早熟高产。地膜覆盖的作物同不覆盖相比,一般增产20%~50%左右,而且产品的质量也有一定的提高。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,它具有改土培肥、保持水土和增产效果明显的特点,据有关实验,砂壤质和中壤质连续覆盖后,土壤有机质由0.88%、0.94%逐渐增至1.06%和1.17%,农田冬闲期秸秆覆盖减少土壤蒸发48%,冬小麦夏闲期秸秆覆盖一般增产10%~20%,干旱年份达50%以上,水分利用效率由0.48提高到0.85。在干旱时叶面喷洒黄腐酸,可减少奢侈蒸腾,使小麦水分生产率提高15.50%。

2 调整种植结构,开发培育节水高产品种

由于品种的差异,作物水分利用效率(WUEkg/mm·667m2)存在较大的差别,如冬小麦为1.03(山西屯留,1989)、春玉米为1.61(山西屯留,1988),春谷子为0.75(山西屯留,1989)、春小麦为0.45(内蒙古武川,1989)、马铃薯为0.79(内蒙古武川,1987)。有关资料表明,通过调整作物布局,建立适应抗逆型种植制度,一般可使农田整体WUE提高0.15 ~0.26 ,增产15%~30%。从总的情况来看,玉米等碳4植物比小麦等碳3植物水分利用效率高,根据区域和种植区的实际情况,调整和优化种植结构,对提高农田整体水分利用效率是非常有利的。

值得说明的是,水分利用效率的提高,并不一定意味着经济效益的提高,在布局调整时,还必须充分考虑市场这只“看不见的手”的调节作用,将水分利用效率和市场有机地结合起来,达到增效增收的目的。

节水高产品种的培育是提高作物产量的重要途径,培育抗旱增产品种是现代作物育种的一个新方向,也是提高农业用水效率的不可缺少的举措。目前已经初步完成了小麦、水稻、玉米等作物品种染色体基因图的绘制,使人类按照自己的意愿实现作物基因的重组成为可能。一些品种没有将抗旱和增产有效地结合起来,出现了抗旱不增产或者增产不抗旱的情况。所以,开发培育节水高产品种,还有一段相当长的路,我们必须利用现代技术(如生物技术、基因工程技术等)克隆或者发现抗旱增产基因,为提高水分利用效率作出更大的贡献。

3 节水高产施肥、培肥技术

“以肥调水”技术是提高水资源利用效率的重要手段。研究表明,作物的产量与温度、光照、水分、肥料等因素有密切关系,在其他因素不变的条件下,作物的需水量与肥力相互耦合,呈现出规律性变化关系。特别是干旱和半干旱地区,水分是影响作物生长的主导限制因子,因此,可以通过以肥调水,提高农业用水利用效率。我们应该根据本地区的实际情况,寻求以肥调水的最佳方案,在实践中大力提高水资源利用效率。

4 大力推进节水灌溉制度

节水灌溉制度是农业高效用水的基础,它针对农作物的生理特点,通过灌溉和农艺措施,调节土壤水分,对农作物的生长发育实施促、控结合,以获得最佳经济产量。

实践表明,各种农作物不同发育阶段对水分的需求有很大差异,并非全生长期都要求土壤湿润才能稳产高产。一般而言,在作物营养生长盛期和授粉、受精期需水量较多,而在苗期和营养生长结束,生殖生长开始阶段,可以适度水分亏损而不减产。许多旱作物苗期保持较低土壤含水量,可以促进根系深扎,为充分利用土壤水奠定坚实的根基;成熟期为了防止倒伏,保持较低土壤含水量是非常必要的。这是开展节水灌溉的理论基础。此外,节水灌溉具有投入低、见效快的特点。

以冬麦为例,如冬前生长旺盛,分蘖已达到产量要求的成穗数,则在春季返青的拔节前期不应灌水,以抑止无效分蘖,减少水分和养分的无效消耗。中国农业科学院农田灌溉所在山西夏县的试验结果表明,冬小麦浇3水(127m3/667m2)处理,每667m2产量256.41kg,浇5水(220m3/667m2)处理,每667m2产量272.40kg,仅低5.90%,但节水93m3/ 667m2,水分利用效率提高0.24~0.28。其他类似的试验也证实了这一规律,过去小麦要灌水5~7次,实施节水灌溉以后,现在仅灌2~3次,产量有增无减。近年来许多地方水稻栽培实行“浅湿晒”的灌溉方式,或“控制灌溉”方式,都达到高产水效果,证明科学的节水灌溉制度是高效用水的基础。

5 积极发展、研究农业节水高新技术

节水农业的发展和效益的提高最终依靠科技进步来实现,特别是高新技术,它代表了节水农业发展方向,是中国农业能够在21世纪跨入世界前列的重要支撑力之一。它包括分子生物学技术、信息技术、精准农业技术、化学节水技术、新材料技术、自动化管理技术、灌溉新技术以及低水耗高产出农业的综合技术等,以化学节水中黄腐酸(FA)为例,它是一种理想的抗旱剂,它以黄腐酸为主要原料,并配以植物所需的30多种元素生产出的旱地龙,使用此产品可使作物增产10%~15%,节水20%~30%,投入产出比为1:15,经济作物则达1:20以上。依靠科技进步,减少农田蒸发和作物奢侈蒸腾,增加产量,提高农业用水效率是我们长远的奋斗目标。