现代农业节水漫

作物耗水与作物吸水

理解与把握作物耗水机理及吸水特性是更好地进行农业节水技术综合集成的前提.

耗水机理及需水特性

田间作物耗水量,是指作物在任何土壤水分条件下实际消耗的植株蒸腾、土壤蒸发与植物体含水量之和,有时也包括由于过量灌溉而产生的地表径流与深层渗漏.其中,植株蒸腾是作物吸水吸肥并进行光合作用的必要伴生过程,而土壤蒸发不是必要的,应尽量减少,地表径流与深层渗漏则纯粹是无效损耗.

作物的需水量,是指在特定的适宜条件下的作物耗水量.显然,作物的需水量只包括植株蒸腾与土壤蒸发,更严格意义上说,在蒸腾中还应该去除由于过量供水而产生的奢侈蒸腾.

由于土壤蒸发量受限于表层土壤的供水能力,同时也受各种土壤覆盖条件、耕作、作物遮荫率等因素的影响,理论上可以控制到无穷小而不影响作物正常生长,因此减少土面蒸发是常被采用的农业节水方法,如各种土壤覆盖节水技术（地膜覆盖、秸秆覆盖、沙石覆盖等）、保护性耕作节水技术、锄地等.

不同的气象条件下,不同的作物、同一作物不同的品种在不同的生长期具有不同的需水特性.因此,农田尺度农业节水的重点是根据作物的需水特性,选择适宜的节水品种与农艺节水措施,适时、适量地为作物创造必要的土壤水分条件,并减少一切不必要的水分损耗.

作物吸水机理与现代节水灌溉

作物吸水的主要器官是根系,根系吸水包括主动吸水与被动吸水.其中,被动吸水的动力来源于枝叶的蒸腾作用所产生的蒸腾拉力,像一种虹吸作用,不需要消耗能量,而主动吸水就像用水泵提水灌溉,需要作物自身提供能量――这种能量来源于植物根系的呼吸作用.当土壤水分过多时,有可能造成土壤通气不良,根系呼吸作用不良,从而抑制作物主动吸水,表现出“涝”害特征.当作物吸水受到过度抑制时,往往也伴随作物营养不良,因为根系吸水的同时也吸肥.

影响作物根系吸水的主要因素是土壤水分状况,同时,也受土壤通气性、土壤温度的影响.现代灌溉技术不单单是将灌溉水高效、精准地输送到作物根区,还要更注重如何通过现代灌溉方法来调控土壤水分,为作物生长创造更好的土壤水、肥、气、热环境条件.

现代节水灌溉方式

节水灌溉是农业节水技术体系中的骨干技术.现代节水灌溉方式有微灌、喷灌、管灌、改进的地面灌溉,其中滴灌是土壤局部湿润的灌溉方式,可有效减少土面蒸发,是公认最节水的现代灌溉方式,同时可精准控制土壤的湿润范围与湿润程度,最有可能实现土壤水、肥、气、热的协同调控.喷灌能够精准控制灌水量并保证有较高的灌水均匀度,在作物可能受到干热风危害的季节,改善农田小气候,如果管理得当,可实现节水增产的目的.但是,在经常性风速较高的地区,水在喷洒过程中飘逸损失较大.同时,喷灌与地面灌溉方式一样,地表全湿润,灌溉后的土面蒸发损失量也较高.隔沟交替灌溉是一种改进的地面灌溉技术,投资少,节水效果明显,是缺水地区值得推广的节水灌溉技术.

近20年来引起灌溉科学界高度兴趣的,还有一种新型灌溉技术（不是一种独立的灌溉方式）,即控制性分根交替灌溉,灌溉时使作物的根区一部分湿润,另一部分保持干燥,干燥区与湿润区轮流交替,利用作物对干旱信号的生理调节机制来减少作物奢侈蒸腾.

现代节水灌溉方式只有依托土壤、作物水分信息精准诊断技术,辅以不断技术进步的灌溉控制装置与设备,结合水肥一体化高效利用技术,并与其他农业节水方式有效集成,才能最大限度地发挥其在农业节水中的主体作用.

现代农业节水技术

的发展趋势?

现代农业节水技术是一个涉及多学科交叉融合、不断进步的科学领域：

①利用生物技术,可以培育一些节水高产的作物新品种,

②利用计算机仿真模拟技术,可以研制生产出灌水性能更好的灌水器（如滴头）,

③利用化工技术和生物技术,可以生产出环保型可生物降解地膜,可提取或制造出一些新型节水药剂,

④利用信息技术,可以实现对作物的远程自动灌溉.

（责任编辑/李平）