節(jié)水農(nóng)業(yè) 第一章 節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷史

節(jié)水農(nóng)業(yè)理論與技術(shù)

Water-SavingAgricultureTheoryandTechnology農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境本科課程鄧燕Telmail:dengyancau@163.com2015/09/24第一章節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷史水是生命之源地球生命體水含量1999年2013年水與火星生命水是文明之源Agricultureisthecultivationofanimals,plants,fungiandotherlifeformsforfood,fiber,biofuel,medicinalandotherproductsusedtosustainandenhancehumanlife.Agriculturewasthekeydevelopmentintheriseofsedentaryhumancivilization,wherebyfarmingofdomesticatedspeciescreatedfoodsurplusesthatnurturedthedevelopmentofcivilization.文明農(nóng)業(yè)水“有收無收在于水,

收多收少在于肥”(DavidTilmanetal.,PNAS,2002)Globalfooddemandislikelytodoubleby2050(reflectingbothpopulationgrowthandincreasedconsumptionofanimalprotein).(DavidTilmanetal.,PNAS,2011)全球水資源理論上可以開發(fā)利用的淡水不到地球總水量

1%，實(shí)際可用量遠(yuǎn)低于理論值。農(nóng)業(yè)用水占全球淡水用量的70%。世界上干旱與半干旱地區(qū)面積約占世界陸地面積的25%

和30%,

而這一地區(qū)雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)面積卻占世界耕地面積的1/3

以上,

且在濕潤地區(qū)也常伴有季節(jié)性的或難以預(yù)測的干旱。(OliveHeffernan,Nature,2013)氣象干旱水文干旱農(nóng)業(yè)干旱(OliveHeffernan,Nature,2013)(OliveHeffernan,Nature,2013)Inmanyregions,climatechangeisexpectedtoincreasetheamountoflandatriskfromdroughtandheat,andwillthreatenmorearableareas.Each1℃

riseinglobalwarmingcouldcutgrainyieldbyasmuchas5%.(OliveHeffernan,Nature,2013)Waterisbecominganincreasinglyscarceresource.(KatherineBourzac,Nature,2013)(KatherineBourzac,Nature,2013)Annualwaterresourcesaveraged2200m3/capita.?ofworldaverage.Area9.6millionkm2Population1.3billionFarmers:over700million50%ofthearablelandisirrigated,produced80%ofthegraintofeedthelargepopulation.2014年《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》指出我國有19.4%的耕地土壤被污染我國農(nóng)業(yè)資源的現(xiàn)狀與問題—耕地不足且污染嚴(yán)重我國農(nóng)業(yè)資源的現(xiàn)狀與問題—水資源匱乏且污染與浪費(fèi)并重項(xiàng)目1949年1957年1965年1979年1999年2000年比上年(±)農(nóng)業(yè)用水100119382545419538683783-85占總量(%)97.194.692.788.069.268.8工業(yè)用水207911926311581138-20占總量(%)5.520.721.7城市生活6141849274286+12占總量(%)1.04.95.2用水總計(jì)103120482744476755915498-931949-2000年我國用水增長變化情況(用水億m3/年)農(nóng)業(yè)用水量下降地下水過度開采干旱頻發(fā)水資源污染嚴(yán)重中國主要河流水質(zhì)狀況飲用水標(biāo)準(zhǔn)水資源浪費(fèi)嚴(yán)重2004年我國萬元GDP用水量為399m3，約為世界平均水平的4倍，是美國等先進(jìn)國家的8倍。農(nóng)業(yè)灌溉水平均糧食產(chǎn)量約為1kg/m3，而先進(jìn)國家灌溉水糧食產(chǎn)量為2.5-3.0kg/m3。華北目前普通渠灌區(qū)水分利用系數(shù)為0.3-0.4，井灌區(qū)利用系數(shù)為0.5-0.6，平均為0.45。當(dāng)前發(fā)展模式理想發(fā)展模式——農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨巨大的挑戰(zhàn)！(JAFoleyetal.,Nature,2011)灌溉農(nóng)業(yè)(Irrigationagriculture)泛指以水澆田的農(nóng)業(yè)。其特點(diǎn)是通過灌溉措施，滿足植物對水分的需要，調(diào)節(jié)土地的溫度和土壤的養(yǎng)分，以提高土地生產(chǎn)率。One用作物的凋萎系數(shù)作指導(dǎo)，并不重視水的資源狀況，其主要表現(xiàn)形式往往是大水漫灌。Two漫灌(Floodirrigation)節(jié)水灌溉(Water-savingirrigation)以最低限度的用水量獲得最大的產(chǎn)量或收益，也就是最大限度地提高單位灌溉水量的農(nóng)作物產(chǎn)量和產(chǎn)值的灌溉措施。One主要技術(shù)措施有：渠道防滲、低壓管灌、噴灌、微灌、滴灌、灌溉管理制度等。Two渠道防滲(Seepagecontrolofcanal)噴灌(Sprinklerirrigation)Atravelingsprinkler滴灌(Dripirrigation)WheellineirrigationsystemCenterpivotwithdropsprinklers節(jié)水農(nóng)業(yè)(Water-savingagriculture)現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)是指在確保區(qū)域生態(tài)健康與環(huán)境安全的前提下，以維持植物生命健康實(shí)施精確給水與智能化配水，盡量減少植物生命過程和給水過程中的無效水量，提高農(nóng)業(yè)綜合用水效益的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。One節(jié)水農(nóng)業(yè)是綜合運(yùn)用生物的、農(nóng)藝的配套技術(shù)、及其設(shè)施、設(shè)備等先進(jìn)裝備，協(xié)調(diào)作物在充分利用土壤水和自然降水的基礎(chǔ)上，高效利用灌溉水的高產(chǎn)、高效農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。Two節(jié)水農(nóng)業(yè)基本內(nèi)容抗旱品種培育植物生命健康需水過程調(diào)控植物精量給水土植界面聚墑抑蒸氣植界面水循環(huán)區(qū)域智能化配水異源水植物利用生物節(jié)水技術(shù)農(nóng)藝節(jié)水技