设施节水灌溉技术的发展方向.ppt

第四章 设施灌溉技术研究进展 节水灌溉（Water Saving Irrigation，WSI）是随着灌溉科学的发展和水资源紧缺而形成的一门新兴科学。节水灌溉是根据作物需水规律及当地供水条件，为了有效地利用降水和灌溉水，获取农业的最佳经济效益、社会效益、生态环境而采取的多种措施的总称。 近年来，国内外提出了许多新的概念与方法，如限水灌溉（Limited irrigation）、非充分灌溉（No-full irrigation）、局部灌溉（Localized irrigation）与调亏灌溉（Regulated deficit irrigation）等等。目前主要有如下四大节水灌溉理论: 1. 非充分灌溉理论 研究的主要内容包括两个方面：（1）寻求作物需水的关键时期，即作物对水分的敏感期，把有限的水量灌到最关键期才能使产量最高；（2）根据作物需水的关键时期制定优化灌溉制度，解决作物全生育期的供水总量在全生育期内如何分配，即有限的数量应多大才能使总产量达到相应最大，通过这种灌溉的优化分配，虽然减少了灌水量，但产量减少并不多，节约的水可用来扩大灌溉面积，从而达到节水增产的目的. 2. 调亏灌溉理论 调亏灌溉又称调控亏水灌溉，是澳大利亚持续农业研究所中心70年代中期提出的，其基本思想就是基于作物的生理生化作用受到遗传特性或生长激素的影响，在作物生长发育的某些阶段主动地施加一定的水分胁迫（即人为地让作物经受适度的缺水锻炼），从而影响其光合产物向不同组织器官的分配，达到提高其经济产量而舍弃营养器官的生长量及有机合成物的总量，同时因营养生长减少还可以提高作物种植密度，提高总产量，减少棉花、果树等作物的剪枝工作量，改善产品品质。 3. 控制性交替灌溉理论 控制性作物根系分区交替灌溉以作物根系交替灌溉为技术特征，是在研究作物节水型灌溉制度和灌水关键时期的基础上，着重研究使作物根系土层的交替湿润和干燥效应，这样可以使不同区域部位的根系交替经受一定程度的干旱煅炼，从而减少无效蒸腾和总的灌溉用水量。 4. 局部灌溉理论 局部灌溉（Localized irrigation）是60年代以色列农业科技工作者发明的滴灌技术，以滴灌方式通过计算机监控调配用水量，按时按量把水直接输向植物根部，以湿润植物根部土壤为主要目标，局部灌溉或局部根区干燥（Partial root zone drying, PDR）技术以作物根系局部湿润为技术特征，始终维持同一区域的土壤湿润，另外区域的土壤则在生长季节内始终保持较干燥（不供水）。 五、设施农业节水灌溉技术体系 设施农业节水灌溉技术体系包括生物节水、农艺节水和旱作农业节水等，它以水为核心，研究如何高效利用农业水资源，保障农业可持续发展。农业节水的最终目标是建设节水高效农业。 1. 灌溉水资源优化调配技术 主要包括地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术和雨洪利用技术等。 2. 节水灌溉工程技术 主要包括渠道防渗技术、低压管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术等，直接目的是减少输配水过程的跑漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失，提高灌溉效率。 3. 农艺及生物节水技术 包括耕作保墒技术、覆盖保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控技术。目前，农艺节水技术已基本普及，但生物节水技术尚待进一步开发。 4. 节水灌溉管理技术 包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术，土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。 设施蔬菜节水灌溉研究进展 1. 蔬菜灌溉指标的研究方法 （1）土壤水分含量法：研究方法是将土壤含水量分为若干水平，达到预定值时灌水至田间持水量，比较不同水分处理对蔬菜生长发育和生理功能的影响，找出最适灌水时期的土壤含水量指标。 （2）土壤水分张力法：利用土壤水分张力计进行测定，控制滴灌系统进行灌水的最优化试验，当土壤水分降低到预定值时开始灌水 （3）土壤水势法：用热电偶干湿球湿度汁测土壤水势，当土壤水势下降低至试验设计的水平时灌水。 （4）皿蒸发量法：利用气象站监测环境中水分蒸发量的方法求得皿蒸发量，研究时按灌水量／皿蒸发量(IW／CPE)的比值分为若干水平，根据试验结果找出适宜的比值作为灌水量指标。 （5）土壤蒸发值法：将渗漏计(Lysimeter)插入土壤中，当水分蒸发值(mm)达到试验设计的不同水平时灌水。 2. 蔬菜作物体内水分状况研究 作物体内水分状况在蔬菜方面研究较多的是细胞汁液浓度、叶片水势、叶片相对含水量、叶片自由水与束缚水含量、叶片蒸腾强度、叶片扩散阻力、叶片气孔开张度以及植株伤流等。最近有人提出用叶片传导力和茎水势作为水分状况的指标，但尚缺乏充足的依据。另外还可用冠层温度、叶片卷曲指数作为反应作物水分状况的指标，但冠层温度对风速和辐射较为敏感