現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水漫談

王鳳新

作物耗水與作物吸水

理解與把握作物耗水機(jī)理及吸水特性是更好地進(jìn)行農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)綜合集成的前提。

耗水機(jī)理及需水特性

田間作物耗水量，是指作物在任何土壤水分條件下實際消耗的植株蒸騰、土壤蒸發(fā)與植物體含水量之和，有時也包括由于過量灌溉而產(chǎn)生的地表徑流與深層滲漏。其中，植株蒸騰是作物吸水吸肥并進(jìn)行光合作用的必要伴生過程，而土壤蒸發(fā)不是必要的，應(yīng)盡量減少，地表徑流與深層滲漏則純粹是無效損耗。

作物的需水量，是指在特定的適宜條件下的作物耗水量。顯然，作物的需水量只包括植株蒸騰與土壤蒸發(fā)，更嚴(yán)格意義上說，在蒸騰中還應(yīng)該去除由于過量供水而產(chǎn)生的奢侈蒸騰。

由于土壤蒸發(fā)量受限于表層土壤的供水能力，同時也受各種土壤覆蓋條件、耕作、作物遮蔭率等因素的影響，理論上可以控制到無窮小而不影響作物正常生長，因此減少土面蒸發(fā)是常被采用的農(nóng)業(yè)節(jié)水方法，如各種土壤覆蓋節(jié)水技術(shù)（地膜覆蓋、秸稈覆蓋、沙石覆蓋等）、保護(hù)性耕作節(jié)水技術(shù)、鋤地等。

不同的氣象條件下，不同的作物、同一作物不同的品種在不同的生長期具有不同的需水特性。因此，農(nóng)田尺度農(nóng)業(yè)節(jié)水的重點(diǎn)是根據(jù)作物的需水特性，選擇適宜的節(jié)水品種與農(nóng)藝節(jié)水措施，適時、適量地為作物創(chuàng)造必要的土壤水分條件，并減少一切不必要的水分損耗。

作物吸水機(jī)理與現(xiàn)代節(jié)水灌溉

作物吸水的主要器官是根系，根系吸水包括主動吸水與被動吸水。其中，被動吸水的動力來源于枝葉的蒸騰作用所產(chǎn)生的蒸騰拉力，像一種虹吸作用，不需要消耗能量;而主動吸水就像用水泵提水灌溉，需要作物自身提供能量——這種能量來源于植物根系的呼吸作用。當(dāng)土壤水分過多時，有可能造成土壤通氣不良，根系呼吸作用不良，從而抑制作物主動吸水，表現(xiàn)出“澇”害特征。當(dāng)作物吸水受到過度抑制時，往往也伴隨作物營養(yǎng)不良，因為根系吸水的同時也吸肥。

影響作物根系吸水的主要因素是土壤水分狀況，同時，也受土壤通氣性、土壤溫度的影響?，F(xiàn)代灌溉技術(shù)不單單是將灌溉水高效、精準(zhǔn)地輸送到作物根區(qū)，還要更注重如何通過現(xiàn)代灌溉方法來調(diào)控土壤水分，為作物生長創(chuàng)造更好的土壤水、肥、氣、熱環(huán)境條件。

現(xiàn)代節(jié)水灌溉方式

節(jié)水灌溉是農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)體系中的骨干技術(shù)?，F(xiàn)代節(jié)水灌溉方式有微灌、噴灌、管灌、改進(jìn)的地面灌溉，其中滴灌是土壤局部濕潤的灌溉方式，可有效減少土面蒸發(fā)，是公認(rèn)最節(jié)水的現(xiàn)代灌溉方式，同時可精準(zhǔn)控制土壤的濕潤范圍與濕潤程度，最有可能實現(xiàn)土壤水、肥、氣、熱的協(xié)同調(diào)控。噴灌能夠精準(zhǔn)控制灌水量并保證有較高的灌水均勻度，在作物可能受到干熱風(fēng)危害的季節(jié)，改善農(nóng)田小氣候，如果管理得當(dāng)，可實現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)的目的。但是，在經(jīng)常性風(fēng)速較高的地區(qū)，水在噴灑過程中飄逸損失較大。同時，噴灌與地面灌溉方式一樣，地表全濕潤，灌溉后的土面蒸發(fā)損失量也較高。隔溝交替灌溉是一種改進(jìn)的地面灌溉技術(shù)，投資少，節(jié)水效果明顯，是缺水地區(qū)值得推廣的節(jié)水灌溉技術(shù)。

近20年來引起灌溉科學(xué)界高度興趣的，還有一種新型灌溉技術(shù)（不是一種獨(dú)立的灌溉方式），即控制性分根交替灌溉，灌溉時使作物的根區(qū)一部分濕潤，另一部分保持干燥，干燥區(qū)與濕潤區(qū)輪流交替，利用作物對干旱信號的生理調(diào)節(jié)機(jī)制來減少作物奢侈蒸騰。

現(xiàn)代節(jié)水灌溉方式只有依托土壤、作物水分信息精準(zhǔn)診斷技術(shù)，輔以不斷技術(shù)進(jìn)步的灌溉控制裝置與設(shè)備，結(jié)合水肥一體化高效利用技術(shù)，并與其他農(nóng)業(yè)節(jié)水方式有效集成，才能最大限度地發(fā)揮其在農(nóng)業(yè)節(jié)水中的主體作用。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)

的發(fā)展趨勢？

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)是一個涉及多學(xué)科交叉融合、不斷進(jìn)步的科學(xué)領(lǐng)域：

① 利用生物技術(shù)，可以培育一些節(jié)水高產(chǎn)的作物新品種;

② 利用計算機(jī)仿真模擬技術(shù)，可以研制生產(chǎn)出灌水性能更好的灌水器（如滴頭）;

③ 利用化工技術(shù)和生物技術(shù)，可以生產(chǎn)出環(huán)保型可生物降解地膜，可提取或制造出一些新型節(jié)水藥劑;

④ 利用信息技術(shù)，可以實現(xiàn)對作物的遠(yuǎn)程自動灌溉。

（責(zé)任編輯/李平）