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雨水资源利用中的节水农艺利用技术

发布时间:2007年01月06日   责任编辑: 管理员  来源:本站整理
干旱是一个长期存在的世界性难题,它不仅严重地制约着农、林、牧业的持续发展,而且还严重地影响着人类的生存环境。我国西北干旱半干旱地区,地表水和地下水资源比较贫乏,且地下水埋藏深,仅靠开发常规的水资源解决干旱问题,不仅技术上难以实现,经济上也难以承受。而降水资源是最能被植物直接利用的水资源,因此,雨水资源的利用是解决或缓解干旱状况的最重要途径。
  雨水资源的利用有多种方式,但技术简单易于推广应用的节水农艺利用技术措施归纳起来有三个方面:即就地拦蓄入渗利用、覆盖抑制蒸发利用和雨水富集叠加利用。
1.就地拦蓄入渗利用主要是通过采用改造局部田间地面形状和改进耕作措施等水保耕作技术,使降雨就地拦蓄人渗,减少雨水径流流失,提高土壤的贮水量,延长土壤水分的有效供应时间,进而提高植物对雨水资源的利用效率。就地拦蓄入渗利用技术包括水保工程技术和耕作技术。
1.1 水保工程技术通过修筑水平梯田、水平沟、隔坡梯田、鱼鳞坑、丰产沟、反坡梯田、集水面整地等水土保持工程技术,对原地面地形特征进行改变,使降雨就地拦蓄入渗,提高雨水利用率。据试验观测,在年降雨量450~500 mm的半干旱地区,其拦蓄功能与坡地相比为:水平梯田35~100 mm/a,隔坡梯田25~65 mm/a,水平沟15~57 mm/a。
1.2 水保耕作技术水保耕作技术主要包括:带状间作技术、粮草等高带状轮作技术、等高耕作技术、水平沟耕作技术、沟垄耕作技术、入渗坑渗水孔耕作技术、蓄水聚肥耕作技术等,这些技术的应用在不同程度上起到拦蓄径流、减少土壤冲刷、提高粮食产量的作用。
2.覆盖保墒利用
    雨水被土壤接纳成为土壤水分后,在光、热和风力作用下,无效蒸发十分剧烈,其中70%~80%以径流和蒸发形式损失掉,仅有20%~30%被作物利用。特别是一年中大部分时间处于裸露和半裸露状态的土地,由于忽略了减少地面蒸发,造成雨水资源的蒸发损失。因此,利用覆盖抑制蒸发,减少地表径流,蓄水保墒,培肥地力,改善土壤物理性状。目前,覆盖技术有以下6类。
    (1)黑色覆盖技术。利用秸秆、干草、枯草等植物残余或各种物质燃烧后的灰分或畜禽粪便沤制的厩肥直接覆盖于土壤表面,可以增加温度,降低土壤水分蒸发速率,保蓄水分,避免板结,供给营养等作用。陕西永寿和山西屯留等地用秸杆覆盖小麦、玉米地等,可使水分利用率提高15%~20%,增产10%~20%。据研究:黑色覆盖可减少蒸发12~42 mm,使播前土壤水分增27.5 mm。厩肥覆盖和灰分覆盖虽有减少土壤水分蒸发的作用,但由于养分损失过多,其利用率远低于底肥使用,不宜于大面积推广应用。
    (2)白色覆盖技术。白色覆盖技术即塑料薄膜覆盖技术,用工业生产的塑料薄膜覆盖地面,
利用其透光性好、导热性差和不透气等特性,改善土壤生态环境,提高水分利用率。通过塑料薄膜覆盖,可增加耕层土壤水分1%~4%,节水20%~30%,增产30%~40%。
    (3)绿色覆盖技术。绿色覆盖又称为生物覆盖,利用植物种植在地面,发挥其根系、叶的固定和遮盖作用,具有减少径流和抑制蒸发的双重作用,其中减少径流的作用主要表现在截留降雨和增加入渗两个方面。如应用低等植物石果衣覆盖地面,一般可以减少土面蒸发量30%~40%。
    (4)化学覆盖技术。化学覆盖是利用化学方法,施用在土面后,形成一种连续性薄膜,切断土壤毛细管,阻止土壤水分通过,抑制水分蒸发,提高水分利用率。国外曾使用胶乳、石蜡、沥青、石油等喷洒在地面上,防止土壤水分蒸发,我国亦在一些地区试验应用,虽效果较佳,但成本太高,目前还不宜大面积推广。
    (5)砾石覆盖技术。利用卵石、砾石、粗砂和细砂的混合体覆盖在土壤上,改变水分入渗方向,保持土壤水分,是“砂田”结构的主要组成部分,在坎那利岛兰查洛特地区利用火山灰覆盖在葡萄园,成为一种极好的蒸发抑制剂。砾石覆盖技术在我国新疆、甘肃河西地区应用较多。
    (6)土壤覆盖技术。土壤覆盖技术是在农田土壤表层,人为地创造一层松紧适度的土壤覆
盖层,以起到减少蒸发、保蓄水分的作用。它投资少、见效快、易操作,是我国干旱半干旱作物栽培的重要技术之一。
3.雨水富集叠加利用技术
    干旱半干旱地区降雨偏少,分配不均,供需错位,利用自然降水的再分配性和可移动性,通过自然和人工创造的集流面进行雨水资源的再叠加,即把多个地块的雨水径流叠加于一个地块上或把多个时段的雨水径流叠加在一个时段上,减少集流区水分的无效消耗,增加水分供应;减少作物非生育期的水分消耗,增加生育期的水分供应,提高雨水资源的利用率。主要包括集水、贮水、高效利用三个方面。
    (1)集流技术。集流技术是利用自然和人工营造集流面把降雨径流收集到特定场所。目前
采用村庄庭院集雨,硬化路面集雨,荒坡集水面集雨,塑料大棚棚面集雨等形式。集水面材料有:塑料棚膜、混凝土、混合土夯实、素土夯实、砖瓦面、喷沥青夯实地面等。
    (2)贮水技术。贮水技术是通过修筑小水库、塘坝、水窖等工程设施,把集流面所拦蓄雨水贮存起来,以备利用,小水库、塘坝、涝池等由于蒸发下渗等,贮水效率低,国外一些地方采用在水面上覆脂族醇等液态化学制剂,也有采用轻质水泥、聚苯乙烯、橡胶和塑料等制成板来抑制蒸发,但这些方法成本较高,目前许多国家正着手研究一些廉价而且绝热,浅色能避免太阳能过入水体的反射材料,以便能在水库等水面上覆盖抑制蒸发。水窖是一种相对较好的贮水设施。水窖有红胶泥水窖,三合土或二合土抹面水窖,也有混凝土薄壳水窖。
    (3)雨水高效利用技术。雨水高效利用是一项复杂的系统工程,主要从输水方法、节水灌溉方式、节水灌溉制度等方面提高雨水的利用率。
    另外,随着科学技术的发展,国内外研究出许多先进的集水农业技术。如应用保水剂、复合包衣涤、黄腐酸及多功能抑蒸抗旱剂等,可在作物生长发育中抑制过度蒸腾,防止过度耗水,减轻干旱危害,提高根系对土壤深层储水的利用,能显著增强作物抗旱能力和提高水分生产效率。我国研制的保水剂有SA—3保水剂、TCB—10保水剂、KH841、IABC、兰州晶体、PAMN等,它们有较好的保水效果,如使用PAMN,可使玉米整个生育期的灌水量减少15.7%~42.8%。抗旱剂主要有黄腐酸(FA)抗旱剂,它依靠强大的吸水能力,为作物聚集水分,一般田间耗水量减少7%——9%,可使作物增产8---15%。另外,还有土壤蓄水保墒剂(IAC—B)、ABT生根粉、腐殖酸钠等化学药剂,它们的应用在不同程度上都对作物具有集水作用,可减少灌水量,促进作物增产。

发布时间:2007年01月06日   责任编辑:管理员  来源:本站整理