合理使用農(nóng)藝節(jié)水措施研究

鄆城縣程屯鎮(zhèn)人民政府 楊德權(quán)

隨著社會的發(fā)展，現(xiàn)階段，人們對資源的需求量不斷增加，能源短缺的問題越來越突出。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)對水資源的需求巨大，在這個背景下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對水資源的利用合理化、最大效益化就顯得尤為重要，解決農(nóng)藝與水源之間的問題，有利于促進(jìn)我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展。

1 農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)概述

1.1 農(nóng)藝節(jié)水

農(nóng)藝節(jié)水是參考?xì)夂颉⒌匦?、?jīng)濟(jì)等因素的影響，選取節(jié)水抗旱品種，通過在農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)和對種植制度的改革，充分利用各種形式上的水資源，減少土壤水分蒸發(fā)和作物水分蒸騰，進(jìn)而提高水資源在作物中的利用率，其最大的目的就是節(jié)約水資源。農(nóng)藝節(jié)水與農(nóng)藝生產(chǎn)是密不可分的，其應(yīng)用范圍廣，普遍的種植業(yè)都可以利用這一門技術(shù)。農(nóng)藝節(jié)水通過對作物的生理調(diào)控和對農(nóng)田土壤的技術(shù)調(diào)控，來合理利用水資源，其具有技術(shù)投資少，易推廣等特點(diǎn)，農(nóng)藝節(jié)水一直是近年來備受熱議的話題。

1.2 農(nóng)藝節(jié)水的必要性

我國作為一個農(nóng)業(yè)大國，耗水量巨大，雖然我國水資源儲藏量豐富，但人均擁有量較少。農(nóng)藝作業(yè)耗水量巨大，在其發(fā)展過程中，必須采取有效的節(jié)水措施，最大程度的利用水資源。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，用水浪費(fèi)現(xiàn)象非常嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)灌溉水的利用率低，農(nóng)田對自然水的利用率僅為65%，農(nóng)業(yè)灌溉水的利用率僅為1.0kg/m3左右，而每生產(chǎn)一公斤的水稻大約需要7000～8400 公斤的水，每生產(chǎn)一公斤玉米大約需要1750～2333 公斤的水。因此，我國必須發(fā)展以節(jié)水和提高水分生產(chǎn)率為核心的節(jié)水型農(nóng)業(yè)來保障我國民生。我國工程院預(yù)測，在不增加現(xiàn)有農(nóng)業(yè)灌溉水用水量的情況下，我國在2030 年農(nóng)業(yè)缺水將高達(dá)1300～2600 億/m3。但若是提高水資源的利用效率，推行實(shí)施農(nóng)藝節(jié)水措施，將會節(jié)約出400 億～500 億/m3左右的水量，農(nóng)業(yè)節(jié)水主要包括工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水和管理節(jié)水，農(nóng)業(yè)節(jié)水對保障國家用水安全，糧食生產(chǎn)，生態(tài)安全，推動經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

1.3 農(nóng)業(yè)節(jié)水的意義

從經(jīng)濟(jì)的角度來看，節(jié)水意味著節(jié)約水處理環(huán)節(jié)的成本；從污染的角度來看，節(jié)水就是減少向自然界排放污染，包括水污染、建設(shè)治污廠和水處理工廠過程及水處理各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的污染。無論是哪個方面，在水資源短缺的今天，我們的社會生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開水，節(jié)水就是保障社會運(yùn)轉(zhuǎn)，推動國家發(fā)展。

2 具體措施和應(yīng)用分析

2.1 發(fā)展立體農(nóng)業(yè)

立體農(nóng)業(yè)是通過農(nóng)作物之間稀疏程度，高矮，特性進(jìn)行搭配，形成立體種植，相互作用。在農(nóng)作物生長周期內(nèi)，不同農(nóng)作物的需水特性不同，共生期內(nèi)相互作用，也會一定程度上影響土壤的需水性。立體農(nóng)業(yè)，對光線、熱量、土壤都會充分利用，經(jīng)過科學(xué)排列，在一定程度上比單一種植減少水資源使用量，并且會減少土壤水分蒸發(fā)，做到水資源充分。

2.2 優(yōu)化灌溉技術(shù)

節(jié)水灌溉預(yù)報和蓄水技術(shù)。制定合理的灌溉制度，特別是在水資源短缺的現(xiàn)在和難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時灌溉的條件下，結(jié)合當(dāng)?shù)赝恋靥攸c(diǎn)和田間實(shí)踐的數(shù)據(jù)材料，制定合理的灌溉定額，優(yōu)化灌溉次數(shù)，確保每一次灌溉都是在“生命節(jié)點(diǎn)”，也要避免土壤的深層滲漏，盡可能延長灌溉周期。在條件允許的情況下，定期對土壤蓄水情況，土質(zhì)特性進(jìn)行勘測，了解土壤下滲情況，調(diào)查作物產(chǎn)量和灌溉之間的關(guān)系，推算土壤對于灌溉水量的上限和土壤滲漏的下限水量，最大程度地使灌溉作用于農(nóng)作物。設(shè)置節(jié)水灌溉預(yù)警，設(shè)置土地徑流攔蓄，最大程度地保證土壤需求條件下充分利用水資源。

2.3 調(diào)整農(nóng)作物結(jié)構(gòu)，發(fā)展耐旱農(nóng)業(yè)

調(diào)整農(nóng)藝作物種植結(jié)構(gòu)，是水資源得到合理運(yùn)用的重要措施之一。例如在我國北方地區(qū)，可以適當(dāng)減少種植耗水量大的農(nóng)作物（水稻、小麥等）的種植面積；擴(kuò)大耐旱節(jié)水品種農(nóng)作物的種植，例如：棉花、谷子。棉花的生長周期短且大部分是在雨季，所需要的灌溉量較少；谷子也是耐旱節(jié)水型的作物，其適應(yīng)能力好產(chǎn)量高，山地丘陵，都可以種植。從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)市場和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件，進(jìn)行科學(xué)合理的種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，根據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源和季節(jié)特點(diǎn)，因地制宜進(jìn)行種植優(yōu)化，在節(jié)水基礎(chǔ)上不影響產(chǎn)量，在科學(xué)合理的現(xiàn)代化方法中，發(fā)展特色農(nóng)藝。

2.4 地膜覆蓋技術(shù)

地膜覆蓋技術(shù)是通過將沙石、地膜、秸稈等覆蓋于農(nóng)田之上，起到保溫保濕的作用，從而達(dá)到節(jié)約灌溉水資源的目的。覆蓋技術(shù)也是要根據(jù)其特點(diǎn)，例如：沙石覆蓋，是卵石、粗細(xì)砂、礫石通過一定比例的混合調(diào)配平鋪在經(jīng)過耕種的農(nóng)田之上，實(shí)踐證明，這種方式不僅可以達(dá)到節(jié)水的目的，也可以增肥土壤達(dá)到增產(chǎn)的效果。但是這種技術(shù)比較適合西北半干旱地區(qū)，具有特定選擇性。地膜覆蓋有利于平衡土壤和地膜之間的水汽循環(huán)，阻隔土壤與大氣交換過程中水分的蒸發(fā)，使得土壤蒸發(fā)的水分附著在地膜上，而后從地膜上滴落，回補(bǔ)土壤水分。利用聚乙烯薄膜覆蓋，既保證了充分水資源，也保護(hù)了土壤免受風(fēng)化作用的影響，適合高寒地區(qū)保持溫度。在覆膜前要選擇地勢平坦，上層肥厚，農(nóng)作物較多的區(qū)域，將地膜與含水量較好的土壤進(jìn)行包蓋，而后完全貼合。使用地膜覆蓋后的土壤，其上層含水量高于下層，一定程度上對土壤的穩(wěn)定性也是有利的。秸稈覆蓋是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)活動中最為常見的一種方式，將農(nóng)作物的秸稈曬干后打碎覆蓋在土地之上，避免了雨水直接接觸土壤而造成土壤表面板結(jié)硬化，影響土壤對水分的吸收；另一方面最大成的杜絕了土壤水汽的蒸發(fā)，防止鹽分累積。秸稈的覆蓋，在土壤表面形成了一層隔膜，避免紫外線的輻射，減少了土壤熱量的揮發(fā)，避免因?yàn)闇囟茸兓瘜r(nóng)作物造成的傷害，也減少了水分蒸發(fā)，其覆蓋的秸稈經(jīng)過時間洗禮也有利于微生物的降解，進(jìn)而給土壤提供養(yǎng)分，有利于土壤和農(nóng)作物的生長。

2.5 耕作保墑技術(shù)

耕作保墑技術(shù)是利用犁或鋤等農(nóng)業(yè)用具調(diào)整土壤的耕層結(jié)構(gòu)，包括平整土地，勤耕深翻，攔截雨水儲蓄水資源，結(jié)合覆蓋技術(shù)，增強(qiáng)土壤蓄水能力，降低土壤的水分蒸發(fā)，促進(jìn)農(nóng)作物的生長。深耕時間的選擇也是非常重要的，一般會在參考農(nóng)田水分調(diào)研的情況下，多數(shù)選在旱秋，其時間的選擇是儲蓄雨水的關(guān)鍵。而深耕深度則取決于氣候，土壤，環(huán)境，農(nóng)業(yè)工具等外界因素，一般情況下都是20～22cm，特殊情況下也可以適當(dāng)加深。在深耕保墑過程，從源頭減少水資源的流失，一般情況下在農(nóng)作物幼苗時期進(jìn)行深耕，既不會破壞農(nóng)作物的生長發(fā)育，也可以提高對水資源的利用效率。一般在春秋兩個季節(jié)進(jìn)行，既能夠保證農(nóng)田能夠在夏季蒸發(fā)量最大的時候充足蓄水，也能夠最大程度減少解凍后土壤水分蒸發(fā)。

2.6 合理運(yùn)用化學(xué)手段

化學(xué)手段也適用于農(nóng)作物生長階段。例如在干旱的季節(jié)，在農(nóng)作物的葉子表面噴灑適量的，合適的農(nóng)業(yè)化學(xué)試劑，一定程度上可以抑制農(nóng)作物的水分蒸發(fā)，達(dá)到節(jié)水蓄能的作用。這種防止葉面水分蒸發(fā)的試劑在現(xiàn)今市面上流行的是薄膜和反射型，一個是覆蓋，一個是反射光線和溫度，都是防止葉面蒸騰作用。另一方面，可以利用有儲蓄能力的化學(xué)試劑對農(nóng)藝種子進(jìn)行處理，使種子儲水能力最大化。保水性的化學(xué)試劑是一種高分子構(gòu)成的樹脂，可以使種子吸收高于自身重量很多倍的水分，在土壤缺乏水分的時候，使得種子內(nèi)的水分可以慢慢釋放在土壤中，從而保證種子的生長需水量，在干旱季節(jié)也能加速種子發(fā)芽生長。有利于提高農(nóng)作物的成活率和生長效率，對促進(jìn)農(nóng)藝作物的生長具有經(jīng)濟(jì)效益。

使用化學(xué)手段來達(dá)到節(jié)水蓄能目的的同時，也要考慮到要根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件選擇合適的化學(xué)手段。例如：土壤含水量的差異，在農(nóng)藝作物哪個生長周期使用，氣候影響都會影響化學(xué)手段的選擇。

2.7 增施有機(jī)肥，水肥耦合平衡施肥技術(shù)

一般情況下，干旱地區(qū)，盲目施肥是造成作物產(chǎn)量和水分利用效率偏低的主要原因。有材料研究表明，年降水量在500mm 以上的地區(qū)，施肥增產(chǎn)效果較好，但降水量低于300mm 且散布不均時，肥料的作用受到制約，要進(jìn)一步提高產(chǎn)量，水分因素變得突出。另外增加泥土營養(yǎng)對提高水分利用效率的作用體現(xiàn)在以下方面，旱地泥土通常營養(yǎng)缺少，施肥后解除了農(nóng)作物生長受到的營養(yǎng)制約，棵間蒸發(fā)變少，集體水分利用效率增大。施肥增進(jìn)根系擴(kuò)展，作物吸收更多水分，無機(jī)營養(yǎng)對干物質(zhì)的增進(jìn)作用大于同時增長的耗水作用，水分利用效率提高。增施有機(jī)肥，有機(jī)質(zhì)經(jīng)微生物分解后形成腐殖質(zhì)中的胡敏酸，增長泥土中的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，孔隙度增大，增長降水入滲量及毛管持水量。采取適宜的肥料品種、適宜的肥料用量、適宜的施肥時期以及適宜的施肥培肥方法，有利于作物水分利用效率的提高。施肥提高水分利用在不同作物為35%～75%。目前來看，河南、陜西、甘肅、寧夏等北方干旱半干旱地區(qū)對水肥耦合效應(yīng)的研究較多，主要包括玉米、小麥、谷子、大豆等供試作物。

2.8 保墑節(jié)水

保墑節(jié)水是對作物的不同生長階段的“按需供給”，其主要目的是杜絕農(nóng)田無效的水分蒸發(fā)，避免浪費(fèi)水資源。既可以保證土壤給作物供給水源供給，又避免了水資源的浪費(fèi)，作物可以一直保持良好的水分狀況，不僅可以達(dá)到促進(jìn)作物生長和作物增產(chǎn)的目的，也能夠提高光合作用效率，提高水資源利用率。

3 發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國對于農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)的研究與推廣取得很大進(jìn)展，特別是近些年來，針對不同地區(qū)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)生密切聯(lián)系的水、肥、土壤、環(huán)境等做了大量的研究調(diào)查，例如在覆蓋保墑技術(shù)、地膜覆蓋技術(shù)、化學(xué)試劑技術(shù)等上面有所發(fā)展和突破，推動了農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)在我國的應(yīng)用，提高水資源的利用率。但是農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)是一個復(fù)雜的，系統(tǒng)性的工程，涉及多個方面，例如：節(jié)水灌溉，節(jié)水品種的選擇、立體種植模式，高效的耕作、覆蓋保墑等技術(shù)手段，在技術(shù)層面是通用的，其目的都是提高水資源的利用率，但在區(qū)域的選擇上又具備因地制宜性。迄今為止，在成本低、操作簡單，便于投入使用上面還具有一定的研究程度。針對我國現(xiàn)今農(nóng)藝業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，應(yīng)該具體問題具體分析。一方面看來農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷完善，發(fā)展形勢一片大好，但其管理和節(jié)水技術(shù)的結(jié)合依然不容樂觀，幾種技術(shù)之間缺乏相應(yīng)的科學(xué)性的管理。很多地方缺乏對環(huán)境的分析而盲目選擇節(jié)水技術(shù)，沒有因地制宜，也沒有增加水資源利用率。

4 需要研究等待解決的問題

通過對農(nóng)藝節(jié)水研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢分析，有一些問題亟待研究和解決。

第一，在不同的農(nóng)藝節(jié)水措施下，農(nóng)藝節(jié)水措施如何與節(jié)水灌溉技術(shù)做到有機(jī)統(tǒng)一，相互配合，各個獨(dú)立的農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)怎樣有機(jī)配合完成節(jié)約水資源，提高水資源利用率，這一問題還有待進(jìn)一步的研究。

第二，在地膜覆蓋技術(shù)方面，如何保證在節(jié)水的同時減少白色污染的發(fā)生，在加強(qiáng)抗旱，優(yōu)質(zhì)品種培育的同時，避免造成土地隱形污染。嚴(yán)格把控秸稈的質(zhì)量，杜絕病蟲害的發(fā)生，杜絕對土壤的傷害。

5 結(jié)語

根據(jù)上文分析的內(nèi)容，農(nóng)藝節(jié)水已經(jīng)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展息息相關(guān)，促進(jìn)農(nóng)藝節(jié)水系統(tǒng)的完善，針對現(xiàn)實(shí)中已經(jīng)出現(xiàn)的農(nóng)藝節(jié)水問題，應(yīng)具體問題具體分析。就目前的水資源狀況來看，農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)被廣泛應(yīng)用已經(jīng)是迫在眉睫的事情了。農(nóng)藝節(jié)水措施的推廣不僅在水資源緊張的今天具有重要的意義，從發(fā)展優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上來看，更是調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，增加農(nóng)民收入，推動社會發(fā)展的重要途徑之一。