第七章旱地蓄水保墑技術(shù)節(jié)水農(nóng)業(yè)概論山西農(nóng)業(yè)大學(xué)(已修改)
2025-01-06 09:48 本頁面
【正文】 節(jié)水農(nóng)業(yè)概論 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 孫敏 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 第七章 旱地蓄水保墑技術(shù) 農(nóng)田土壤水分狀態(tài) 1 作物的水分脅迫與水分調(diào)控 2 農(nóng)田蓄水保墑 3 旱地土壤的蓄水技術(shù) 4 旱地土壤的保水技術(shù) 5 我國干旱地區(qū)水資源主要依賴于 自然降水 和 人工灌溉 。土壤是多孔介質(zhì)，大小不同的各種顆粒間存在大大小小的許多孔隙，自然降水或人工灌溉后，水分受重力作用沿土壤孔隙下滲，下滲過程中，水分因土粒分子引力或毛細管引力作用而被保持在土體中，形成容量龐大的 “土壤水庫”。 研究結(jié)果表明，不同土質(zhì)土壤的庫容能力不同， 1米深黃土可蓄水250~300㎜ ，即 1米深黃土層可蓄水 2400~3000m3/hm2。 土壤耕層構(gòu)造 由耕作土壤及其覆蓋物組成，是人類耕作加工土壤后形成的犁地層、內(nèi)部結(jié)構(gòu)表面形態(tài)及覆蓋物的總稱。 其中表面形態(tài)和覆蓋物決定了大氣與土壤水、氣、熱的關(guān)系，造成好氣、嫌氣性土壤環(huán)境，進而控制好氣、嫌氣性生物學(xué)過程，是使耕層土壤養(yǎng)分的消耗積累進程發(fā)生變化的主要因素。 土壤耕層是“土壤水庫”的主要蓄水保墑層，此層中水存在 3 種形態(tài)：固態(tài)、氣態(tài)和液態(tài)。其中液態(tài)水主要存在于土粒周圍及毛細管孔隙內(nèi)，對作物根系吸收有重要作用。液態(tài)水按其在土粒間的理化特性可分為： 吸濕水、薄膜水、毛管水、重力水和地下水 。 第一節(jié) 農(nóng)田土壤水分狀態(tài) 吸濕水 吸濕水是受土壤顆粒表面分子吸附作用束縛在土粒表面的水分。 由于受分子引力達幾千甚至上萬個大氣壓，因而不能被植物根系吸收利用。 薄膜水 土壤顆粒周圍與水分接觸時的分子引力將水吸附到其表層，形成一層膜狀液態(tài)水稱為薄膜水， 薄膜水所受分子引力約 633,~3,141, 帕，而作物根毛吸水力約為 1,519， 875 帕，因此僅有部分薄膜水可為作物吸收。 重力水 土壤含水量達田間持水量后，超量水分在重力作用下，沿土壤大孔隙下滲的水分稱重力水。重力水很快下滲至耕層以下，不能給作物持續(xù)供水。 毛管水 毛管水是土壤顆粒中細小孔隙的表面張力吸持在土壤中的水分。 毛管水所受引力僅為 28， ~ 633, ,可全部為作物吸收利用，具有溶解養(yǎng)分，運動迅速等特點，可不斷供給作物耗水。 毛管水是土壤水分特別是干旱地區(qū)農(nóng)田土壤水中最重要的部分。 它又可分為 毛管懸著水 和 毛管上升水 。 ? 毛管懸著水 指在地形部位較高，地下水位較深，降水或灌水后，借助毛管引力保持在上層土壤中的水分。毛管懸著水達最大時的土壤含水量稱田間持水量，它是植物利用有效水的上限，也是計算灌溉量進行節(jié)水灌溉的重要參數(shù)。 ? 毛管上升水 系指在地形低洼地區(qū)，由于地下水位淺，借毛管作用上升的水分。毛管上升水達最大時的土壤含水量稱毛管持水量。 第二節(jié) 作物的水分脅迫與水分調(diào)控 水是作物體重要的組成部分，在植物的生命活動中起著十分重要的生理生態(tài)作用。植物主要通過根系從土壤中吸收水分，靠體內(nèi)輸導(dǎo)系統(tǒng)輸送到各個組織中去。植物體的水分狀況由水分收入和支出兩個方面決定，植物體內(nèi)的水分入不敷出時，植物處于水分脅迫狀態(tài)。水分的收入主要依靠作物根系吸取。土壤水分虧缺及作物根系吸水不足，就會產(chǎn)生作物體內(nèi)的水分脅迫。 水分脅迫影響作物一系列的生理生化過程，水分虧缺時，作物氣孔開張度將變小，以降低蒸騰作用來調(diào)節(jié)作物體內(nèi)水分平衡關(guān)系。但氣孔變小也減少了光合作用所需的原料 —— 二氧化碳進入葉片，光合強度下降，同時，由于物質(zhì)與能量交換被削弱，葉片溫度升高，容易造成葉綠素結(jié)構(gòu)的破壞，降低光合效率，而且作物的呼吸作用加強，有機物質(zhì)積累減少，營養(yǎng)物質(zhì)運輸緩慢，造成作物生物產(chǎn)量下降。 影響作物光合作用的水分利用效率 (指蒸騰 1公斤的水所能同化的二氧化碳克數(shù) )的四個環(huán)境因子是光合有效輻射、土壤水勢、氣溫和土壤鹽分。隨著氣溫的升高和土壤水勢的降低，水分利用效率提高。當土壤水分虧缺時，土壤水勢增大，作物的蒸騰系數(shù)變大，水分利用效率下降。雖然土壤缺水時，能量平衡中潛熱交換減少。作物冠層氣溫會有所升高，有利于提高水分利用效率，但可能會造成升溫幅度過大，超出適宜溫度范圍，反而限制了同化作用，影響水分利用效率的提高。綜合考慮溫、水的影響，在土壤缺水時，會降低光合速率與水分利用效率。 所以，在北方旱農(nóng)地區(qū)的旱作農(nóng)田，提高作物產(chǎn)量意味著提高作物的光合效率和水分利用效率，同時也意味著作物耗水量的增加。相反，農(nóng)田缺水限制了作物產(chǎn)量的提高。因此，在水分來源有限的情況下，需要通過農(nóng)田水分調(diào)控技術(shù)來實現(xiàn)有限水源的合理利用。 改變下墊面的狀況，以影響能量平衡收支狀況。不同下墊面的能量平衡狀況不一，人類可以通過一系列的農(nóng)業(yè)措施來改造下墊面，使近地氣層的能量分配和農(nóng)田水分狀況發(fā)生變化，創(chuàng)造出干旱氣候下有利于作物生長發(fā)育的微氣候環(huán)境。 改變土壤結(jié)構(gòu)和土壤水分常數(shù)，培育良好的土壤水分庫容結(jié)構(gòu)，通過土壤對季節(jié)性水分虧缺進行調(diào)節(jié)，使作物形成理想的株型，沿著正確地生物學(xué)軌道發(fā)展。 調(diào)節(jié)農(nóng)田水肥關(guān)系，通過培肥地力，可以有效地改善干旱氣候條件下作物的生理生化過程，提高作物光合作用強度和水分利用效率，進而實現(xiàn)理想的作物產(chǎn)量。 第三節(jié) 農(nóng)田蓄水保墑 技術(shù)原則 我國北方旱農(nóng)地區(qū)農(nóng)田蓄水保墑技術(shù)的選擇，應(yīng)充分考慮到自然資源特點、社會經(jīng)濟特征以及生態(tài)環(huán)境的保護與改善，對影響旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因子和薄弱環(huán)節(jié)進行改造，以達到節(jié)水增產(chǎn)的目的。 其中關(guān)鍵技術(shù)是充分利用當?shù)氐淖匀毁Y源，控制與利用徑流，減輕土壤侵蝕退化，提高自然降水的保蓄率和利用率，抑制無效蒸發(fā)，提高作物的水分利用率。 首先應(yīng)以當?shù)刭Y源條件和農(nóng)田水分狀況為依據(jù)，建立適宜的作物種植方式，耕作體系和輪作制度，來適應(yīng)干旱環(huán)境，提高水分保需率和
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1