農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的任務(wù)及發(fā)展趨勢(shì)(完整版)
【正文】 效節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)是指近期內(nèi)能對(duì)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,根據(jù)近階段的投入條件和重要性以及我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r,未來(lái)十幾年需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有:節(jié)水灌溉新技術(shù)、渠道防滲與管道輸水技術(shù)、主要作物節(jié)水、增產(chǎn)、搞笑灌溉制度、灌區(qū)水管理技術(shù)。為了避免負(fù)效應(yīng),發(fā)展持續(xù)性的灌溉農(nóng)業(yè),必須對(duì)灌溉土地進(jìn)行評(píng)價(jià),建立灌溉土地利用合理性評(píng)價(jià)的原則指標(biāo)體系及方法,在灌溉土地適宜性評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的灌溉區(qū)劃,對(duì)不適宜于持續(xù)性灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展的土地要進(jìn)行改良,包括采用以農(nóng)田排水技術(shù)為主,并與其它農(nóng)業(yè)技術(shù)措施密切結(jié)合對(duì)鹽堿地、沼澤地、漬害等中低產(chǎn)田進(jìn)行綜合改良。為防治水土資源污染,要研究適合中國(guó)國(guó)情的農(nóng)業(yè)水土環(huán)境整治措施[6]。農(nóng)田能量轉(zhuǎn)化規(guī)律與農(nóng)田能量平衡。研究作物對(duì)地下水利用量的計(jì)算方法、不同地下水埋深的潛水蒸發(fā)規(guī)律及其對(duì)作物產(chǎn)量和農(nóng)田水分循環(huán)與水平衡的影響，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。水分過(guò)多(漬或澇)對(duì)作物的影響。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(dòng)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，以及采用數(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。目前研究的重點(diǎn)應(yīng)放在完善調(diào)控模型、非穩(wěn)定流方程的解算方法以及調(diào)控軟件的用戶(hù)界面上。需要繼續(xù)研究微灌設(shè)備及其管理措施?？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)化管理，排水溝布局和規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)等。研究水資源農(nóng)業(yè)利用可能發(fā)展的潛力與規(guī)模，預(yù)測(cè)農(nóng)業(yè)水量供需狀況。各種利用適度虧水來(lái)調(diào)控刺激作物生理機(jī)能,以提高作物水的利用效率、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。 高新技術(shù)的應(yīng)用方面隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)、紅外遙感技術(shù)以及其它技術(shù)的應(yīng)用,使土壤水分動(dòng)態(tài)、水鹽動(dòng)態(tài)、水沙動(dòng)態(tài)、水污染狀況、作物水分狀況、農(nóng)田微氣象數(shù)據(jù)等方面的監(jiān)測(cè)、采集、處理技術(shù)得到發(fā)展,并促進(jìn)農(nóng)業(yè)水土資源管理水平的提高。未來(lái)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的發(fā)展將進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。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(shù)滲(地下滴)灌等將得到大面積推廣。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)水管理的決策支持系統(tǒng)，在水源不足地區(qū)，以供定需、以水定地，做到區(qū)域性的水土資源平衡。要重視水文循環(huán)的生物圈方面問(wèn)題的研究，通過(guò)水資源的有效利用和科學(xué)管理，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適應(yīng)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水要求的相互轉(zhuǎn)化平衡，調(diào)節(jié)地表水分循環(huán)與水平衡狀況及相應(yīng)的水鹽、水沙狀況。微灌的灌溉制度應(yīng)與控制及減輕作物短期水分脅迫聯(lián)系起來(lái)，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干旱而造成的短期水分脅迫問(wèn)題，可大大提高光合速率和產(chǎn)量。需要加強(qiáng)對(duì)灌區(qū)輸配水系統(tǒng)和田間用水狀況的監(jiān)測(cè)與評(píng)估的研究，評(píng)價(jià)灌區(qū)用水狀況，需要研究灌區(qū)水管理評(píng)估指標(biāo)體系，包括灌水適時(shí)、適量、可靠、有效和均勻性等。動(dòng)態(tài)用水計(jì)劃建立在氣象預(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)間、灌水量，確定渠系的水量分配計(jì)劃及其渠系水量流量實(shí)時(shí)調(diào)控方案。作物水分狀況的定量診斷方法，特別是用紅外測(cè)溫或遙感信息診斷作物水分狀況的問(wèn)題。灌溉水(降水)一土壤水一作物水一coZ同化一干物質(zhì)積累一經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量間轉(zhuǎn)化效率的計(jì)算理論與方法以及提高各環(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。土壤一植物一大氣連續(xù)體(簡(jiǎn)稱(chēng)SPAC)中的水分傳輸機(jī)理、水分傳輸?shù)膭?dòng)力學(xué)模式及其計(jì)算機(jī)仿真方法。它主要有三個(gè)方面的問(wèn)題:其一是農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科本身的基本理論，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(dòng)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，
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