05-第五章-农艺节水灌溉技术-节水农业概论-山西农业大学

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1、山西农业大学节水农业概论山西农业大学孙敏第五章农艺节水灌溉技术农艺节水技术包括农田保蓄水技术、节水耕作技术、节水栽培技术、适水种植技术、水肥藕合技术、抗旱作物品种筛选、作物合理布局、培肥地力等方面。农艺节水技术有它许多独特性：首先，它是科技工作者与广大农民群众在千百年的农业生产实践中逐渐总结出的农业节水抗旱耕作经验；其次，它易于推广，是在农民习惯的耕作技术上的改进与提高；再次，它具有投资少、见效快、易实施等特点，有许多农艺节水技术农民完全可以掌握，并能以家庭为单位组织实施，因而具有大范围、大面积推广应用的基础。由于灌溉用水大约50%消耗在田间，因此如

2、何提高农田的蓄水能力、抑制土壤蒸发和作物奢侈蒸腾、提高作物水分利用效率是在农作物高产的前提条件下，实现节水农业的一个重要组成部分。国内外许多实践经验证明，农艺节水技术既可降低农业用水的投人成本，又能促进增产增收。据测算，采用合理耕作方式、水肥耦合方式、化学制剂控水措施等可节水30%。农艺措施还具有灌水均匀、避免土壤板结、保土保肥、调节田间小气候、减轻病虫害发生、提高地温等特点，可促使农作物增产20%以上。在干旱和半干旱地区，通过修建小水库、小塘坝、小水窖等小型水利工程，再配以深耕深松蓄水、以肥调水、合理控制群体种植密度等农艺措施，可以保证农田的稳产高产。化

3、学节水技术化学节水技术是节水农业技术中的重要措施之一，它包括吸水保水、抑制蒸发、减少蒸腾的作用，从而在干旱胁迫时提高了降雨保蓄率和水分利用效率，具有高效节水增产的作用，是一般常规节水技术难以达到和无法替代的。化学节水技术措施包括抗旱型种子包衣剂和保水剂，土壤结构改良剂和保墒剂，黄腐酸(FA)抗旱剂等的应用。早在20世纪30年代，原苏联就开始用石脑油皂抑制土壤水分蒸发，减少水分蒸发60%~70%，到20世纪70年代中期由美国研制成了吸水性很强的保水剂，用于种子造林，种子涂层和树苗移栽等方面，取得了良好的效果。我国在20世纪60年代后期，在抑制蒸腾方面做了大量

4、的研究工作，并研制出“土面增温剂”、“保墒增温剂”，其抑制和增温效果己达到国际水平。20世纪70年代末，我国从风化煤申提取的黄腐酸(FA)是一种极好的调节植物生长的抗蒸腾剂，具有显著的抗旱节水功能。在我国保水剂的研制始于20世纪80年代迄今为止我国已研制出了多种类型的保水剂，并在不同作物上进行了应用试验，许多品种在推广应用中获得明显的节水增产效果。有实验结果表明，玉米种子用保水剂拌种包衣播种，包衣的比对照出苗率提高20%~26%，增产26%~28%；小麦叶面喷施黄腐酸，结果叶片气孔阻力提高1.5~2.4倍，蒸腾强度降低25%~30%，产量提高了13.2%，

5、水分利用效率提高了15.5%~25.5%。利用土壤保水剂、抗蒸腾剂等化学制剂达到节水增产目的，是节水农业的一种新途径和新方法。1保水剂2抗旱型种衣剂3抑制蒸腾剂一、保水剂保水剂又称高吸水性树脂，它与传统的吸水材料在吸水性与吸水量方面有所不同。如纸、脱脂棉、海绵、蛙石等材料主要靠物理吸附吸水，只能吸收其自身质量几倍到几十倍的水，并且稍加挤压吸附水就被挤出。而高吸水性树脂则完全不同，它是由分子主链或接枝的侧链上含有大量的亲水基团，如羧基、羟基、酰氨基等。这些亲水基团与水发生水合作用，导致网状链结构内外有较大的渗透压；又由于高吸水树脂的分子之间具有合适的交联度，

6、使分子间形成了三维网络结构，在同性基团间由于相互排斥作用使网链扩张，水分子向树脂内部扩散，吸水率达到几百至上千倍。树脂的交联结构又保证了树脂只能溶胀不能溶解，保证了吸水凝胶的稳定性即具有保水性，这种结构也赋予高吸水性树脂吸水和释水的可逆性。这些特性使得它可以广泛地应用于农、林、医药、卫生、石油化工、污水处理、航空航天等许多领域，在农林业领域的应用就称作保水剂。(一)保水剂的分类与性能保水剂按原材料可以分为如下类别：淀粉接枝聚合物体系，纤维素接枝聚合物体系及合成聚合物体系，目前在农业上应用较多的是丙烯酸类聚合物。其中，聚合单体丙烯酸盐如果是钠型，长期使用会造

7、成土壤中钠离子含量的递增，则对土壤和植物不利。因此，生产厂家多数现已改为生产聚丙烯酸钾或者聚丙烯酸铵。天然淀粉类由于原料丰富、价廉，主要原料有玉米淀粉和土豆淀粉，常与之接枝的有丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸醋类等。这类吸水树脂由于含有淀粉，吸水后有一定黏性，易粘到植物根部，在农业上可用作水稻蘸根抛秧，抛出的秧苗直立，且缓苗快，它还具有较好的生物降解性，成本也较低。纤维素类吸水性能较差，需要通过接枝的方法改善其吸水性。纤维素类的接枝通常有两种，其一是直接与亲水性单体接枝共聚，这种方法与淀粉接枝类似；其二是将一氯醋酸与纤维素反应引人羧甲基再用交联剂交联而成。这种

8、方法虽然吸收率不高，同时易受微生物的分解而失去保水功能，但可以制成