乌兰布统最近的火车站:节水灌溉综合技术应用推广系列讲座

第三期：管理节水技术措施
管理节水技术措施是指根据农作物的需水，耗水规律，来控制、调配水源，以最大限度的满足作物对水分的需求，实现区域效益最佳的农田水分调控管理。它包括节水高效灌溉制度的制定、土壤墒情监测与灌溉预报技术、灌区配水技术，灌区量水技术和灌溉自动控制技术等几个方面。
1 节水高效灌溉制度制定
作物灌溉制度是为了促使农作物获得高产和节约用水而制定的适时、适量的灌水方案，它既是指导农田灌溉的重要依据，也是制定灌溉规划、设计灌溉工程以及编制灌区用水计划的基本依据。作物灌溉制度包括：农作物播种前及全生育期内的灌水次数、灌水时间、灌水定额和灌溉定额。灌水定额是指单位耕地面积上的一次灌水量，而灌溉定额是指单位耕地面积上农作物播种前和全生育期内的总灌溉水量。灌溉制度的制定，要依赖于灌区内农作物的组成情况和各种农作物的需水量，以及灌区内水源供应情况和农作物生长期内的有效降雨量等因素，通过试验和进行水量平衡计算确定。
节水高效灌溉制度是把有限的灌溉水量在作物生育期内进行最优分配，以提高灌溉水向根层贮水的转化效率和光合产物向经济产量转化的效率。对旱作物可采用非充分灌溉、调亏灌溉、低定额灌溉、储水灌溉等，对水稻可采用浅湿灌溉、控制灌溉等，限制对作物的水分供应，一般可节水30%~40%，而对产量无明显影响。制定节水高效灌溉制度一般不需要增加投入，只是根据作物生长发育的规律，对灌溉水进行时间上的优化分配，农民易于掌握，是一种投入少、效果显著的管理节水措施。
1.1 充分供水条件下的节水高效灌溉制度
充分灌溉是指水源供水充足，能够全部满足作物的需水要求，此时的节水高效灌溉制度应是根据作物需水规律及气象、作物生长发育状况和土壤墒情等对农作物进行适时、适量的灌溉，使其在生长期内不产生水分胁迫情况下获得作物高产的灌水量与灌水时间的合理分配，并且不产生地面径流和深层渗漏，既要确保获得最高产量，又应具有较高的水分生产率。
山西省霍泉灌区采用节水高效灌溉制度后，冬小麦、夏玉米和棉花都减少了灌溉次数1次。冬小麦每公顷节约灌溉水2985立方米，节水45.3%，每公顷增产1035千克，增产16.2%，水分生产率由原来的0.78千克/立方米提高到1.41千克/立方米。夏玉米每公顷节约灌溉水2010立方米，节水47.2%，每公顷增产1725千克，增产22.4%，水分生产率由原来的1.24千克/立方米提高到2.24千克/立方米。棉花每公顷节约灌溉水1800立方米，节水50%，每公顷增产420千克，增产53.8%，水分生产率由原来的0.11千克/立方米提高到0.23千克/立方米。
1.2 供水不足条件下的非充分灌溉制度
非充分灌溉的优化灌溉制度是在水源不足或水量有限条件下，把有限的水量在作物间或作物生育期内进行最优分配，确保各种作物水分敏感期的用水，减少对水分非敏感期的供水，此时所寻求的不是单产最高，而是全灌区总产值最大。
（1）非充分灌溉的经济用水灌溉制度：以经济效益最大或水分生产率最高为目标，确定作物的耗水量与灌溉水量。
对华北地区主要农作物非充分灌溉的经济需水量试验研究表明，与充分灌溉相比，每分顷可节水30~40立方米，而对产量基本没有影响。
（2）调亏灌溉制度：根据作物的遗传和生物学特性，在生育期内的某些阶段，人为地施加一定程度的水分胁迫（亏缺），调整光合产物向不同组织器官的分配，调控作物生长状态，促进生殖生长，控制营养生长的灌溉制度。
在山西洪洞试验研究表明，冬小麦采用调亏灌溉，湿润年分灌1次水，平水年份灌2次水，干旱年份灌3次水，灌水定额60毫米，产量提高7%~10%，水分利用效率提高11%~24%。商丘试验区进行的玉米调亏灌溉试验结果表明，玉米拔节前中度亏水和拔节、抽雄阶段的轻度亏水，光合作用降低不明显，而蒸腾作用降低显著，且复水后，光合作用有超补偿效应，即抽雄前的水分调亏，具有节水、增产、提高水分利用效率的生理基础。甘肃武威对春小麦调亏灌溉的研究结果表明，在春小麦分蘖、拔节、乳熟前受旱3~5天，可增产2%~20%，耗水量减少750~10500立方米/公顷，适度亏缺灌溉能够促进根系发育，提高抗旱能力和抗倒伏能力，对生殖生长有促进作用，使单位面积有效穗数和穗粒数增加，具有明显的节水增产效应。
（3）根系分区交替隔沟灌溉：每条灌水沟在两次灌水之间对作物根系实行干湿交替，且顺序间隔一条灌水沟供水的灌溉措施。
在甘肃省武威地区进行了根系分区交替隔沟灌溉的示范推广工作。1998年在甘肃省民勤大坝乡文二村、田斌村选择了两个示范点，每个示范点面积2公顷，连片种植；单井控制；并建立重点示范户6户。1999年分别在民勤小坝口、大坝乡田斌、文二村进行了试验与示范，面积近6.67公顷，玉米次灌水定额300立方米/公顷，灌溉定额2100立方米/公顷，比常规沟灌节水33%，比畦灌节水600%以上，籽粒产量11355千克公顷，保持常规沟灌的高产水平，单方水效益2.93千克/立方米，比常规增加32%；2000年全武威地区先后建立试验田50亩，示范田33.3 公顷，累计推广4133 公顷，玉米公顷节水30%以上，平均产量达12000千克/公顷以上。在年降水量仅110毫米的沙漠绿洲区，全生育期灌水7次，灌水定额2100立方米/ 公顷，单方水产粮达1.9千克以上；玉米单产达12750~13500千克/ 公顷。
1.3 “浅、薄、湿、晒”等为代表的水稻节水灌溉制度
在我国南方及北方的一些水稻灌区推广了水稻节水灌溉技术，包括广西推广的水稻“浅、薄、湿、晒”灌溉技术、北方地区推广的“浅湿”灌溉技术和浙江等地推广的水稻“薄露”灌溉技术等。其技术要点为：在水稻全生育期需要灌溉的大部分时期内，田面不设水层或设只浅水层，采取湿润灌溉或薄水灌溉。由于田面不设水层或只设薄水层，可大幅度降低稻田的渗漏量和水面蒸发量，从而使稻田用水量降低20%~50%，而对产量没有影响。
天津市塘沽区高标准稻田遥测计量综合节水示范区执行方收费，推广稻田“浅湿晒”灌溉，推广表明水稻的“浅、薄、湿、晒”灌溉技术每公顷年节水4500~7500 立方米。
浙江省平湖市积极推广增产节水的水稻薄露灌溉技术，1996~2000年累计推广11.4万公顷，取得了非常显著的效果。4年共节电547.5万度，节水2.19亿立方米，平均每公顷节水1920立方米、增产945千克 。
太湖稻区绝大部分为老稻区，经近几年各地对各种节水灌溉技术试验、筛选，重点推广推广了浅湿灌溉技术。该技术采用浅水和湿润相结合，以浅水为主构成浅水与湿润反复交替，浅、湿、干灵活调节并充分利用两水的一种综合性灌溉技术，各生育期的灌水技术可概括为：“薄水插秧，寸水活棵，浅水促蘖，苗足烤田，浅湿长穗，湿润灌浆，黄熟落干”。各生育期田间水分控制指标见表1-1。
表1－1 浅湿灌溉各生育期田间水分指标

注：土壤水下限为耕层20厘米土壤饱和含水量的比值。
据对太湖地区实测资料分析，在浅水勤灌下日渗漏强度变幅一般为3.0~5.0毫米，渗漏总量要占耗水量的30%~50%，而在浅湿灌溉情况下，日渗漏变幅仅为2.0~3.0毫米，仅为耗水总量的15%~30%，比浅水灌溉渗漏量平均减少25%左右。据常熟水科所连续两年用ZHT植物蒸腾仪测定，浅湿勤灌抽穗以后的叶面蒸腾强度为204~310克/平方米时，比浅水勤灌减少12%~19%，棵间蒸发在总耗水量中所占比例较小，日均蒸发强度在1~2毫米，尤其在浅湿灌溉情况下，大部分时间处于湿润状态，水面蒸发被土壤蒸发所取代，蒸发速率比水面蒸发降低5%~8%，在生育后期植株叶面荫蔽程度亦优于常规灌溉，降低了棵间蒸发。太湖地区年平均降雨量1100毫米，在水稻生长期多年平均降雨量为450毫米左右，如何充分利用这期间的雨量，提高雨量利用率，降低灌溉用水量是节水灌溉的重要措施。而浅湿灌溉田面一般保持干湿或浅水状态，雨后可承接较多的雨水，提高了雨量的利用率。据多年观测浅湿灌溉技术在偏丰或平水年平均雨量的利用率可达55%~65%，偏枯年可达75%以上，比常规浅水勤灌提高15%~20%，相当于每公顷节省灌溉用水量675~900立方米。