旱地谷子集水保水技术的生理生态效应
农田水分环境与生态作用研究
农田水分环境与生态作用研究一、引言农业是国民经济的重要组成部分，而水分则是农业生产的重要因素之一。
如何保持和调节农田的水分环境，保证农业生产的有序进行，同时又不影响农田的生态环境，这是农业科学工作者长期以来的研究热点之一。
二、农田水分环境的研究现状1. 农田水分的来源农田水分的来源包括降水、地下水和灌溉水。
在实际生产中，灌溉用水是农田水分的主要来源，有效利用、调节和储存灌溉水是增加农田水分的关键。
2. 农田水分的保持与调控农田水分的保持与调控是提高农业生产效益的基础保障。
积累农田水分可通过农耕措施增加土壤保水能力、种植适应性强的作物、通过人工灌溉、精准施肥等方式实现。
同时，通过适当的排水措施，可以避免土壤水分过度积聚，导致土壤反硝化作用、影响农田生态环境。
3. 农田水分的监控和管理农田水分的监控与管理能够有效提高灌溉水利用率、降低浸润水深、水位对地下水的影响等。
目前，有适用于不同类型的农田水分监测设备和覆盖不同区域的遥感技术，可以精准追踪并预报农田水分环境。
4. 农田水分与气象变化的关系农田水分环境与气象变化密切相关，禾杆高度、生育期、产量等指标都会受到降雨、气温的影响。
科学监控和管理农田水分，对于判断气象变化对作物生长的影响，启动相应的调控措施，缓解干旱灾害、水浸等自然灾害，都有一定的作用。
三、农田水分与生态环境的联系1. 农田水分在生态系统中的作用水分是农田生态系统中的重要组成部分，农田水分对土壤水分、养分和微生物分布等随着时间的变化，对生态系统的健康发展有直接影响。
秸秆返回改革、旱地水利设施建设的推进，都为改善农田生态系统所带来的减少化肥、农药使用，提高耕作效益发挥了重要作用。
2. 农田水分变化对生态系统的影响随着气候的变化，农田生态环境受到了很大的影响，农田水分的不稳定性加大，容易出现水浸、干旱等灾害。
这种情况下，对于农业科学家而言，研究农田水文生态关系，探索科学合理的农田水分管理方式和技术，减轻农业生产对生态环境的损伤，已成为一项紧迫的任务。
水稻节水栽培的生态和环境效应 - 种植技术
水稻节水栽培的生态和环境效应-种植技术我当前水资源浪费比较严重，使得水资源越来越少。
为了节约水资源，在进行水稻灌溉中采用节水栽培技术，通过喷灌、滴灌等灌溉方式能有效节约水资源。
节水栽培技术在水稻灌溉中应用除了能够的节约水资源外，还能够保护环境，形成生态效应和环境效应。
对此，本文就对水稻栽培技术如何产生生态和环境效应进行详细分析和探讨，以供参考。
1节水栽培的概述节水栽培是指以最少水量达到增加农作物产量目标的栽培技术措施。
由于农业生产离不开水资源，一般通过自然降水、土壤蓄水、人工灌溉等方式为农作物提供所需的水分，从而保证其能够得到充足的水分。
节水栽培技术的应用不仅能够为农作物提供充足的水分，还有利于节约水资源，因为具有良好的应用性。
节水栽培在农业灌溉中应用的特点主要有以下几点：（1）对于抗旱、耐旱等农作物的应用效果好，能充分做到节约水资源。
其原因是抗旱、耐旱作物需要的水分少，而节约栽培技术能够做到集中雨水予以作物灌溉。
（2）节水栽培采用灌溉节水新技术，具有多种功能，如喷灌、滴灌、塑料管灌溉等，还能根据农作物缺水情况来选择最为适合的灌溉方式，充分地做到节约水资源这一点。
（3）在应用节水栽培技术的同时，在水中加入化学吸湿保水制剂，施入土壤中后能够吸附土壤中的水分，并将水分释放到农作物周围，从而促使农作物能够吸收更多的水分。
水稻是我国种植面积和产量最大的粮食作物，也是耗水量最多的作物，采用节水栽培技术对水稻进行灌溉能够达到水稻高产、优质、高效的效果，并且在一定程度上避免了水资源的浪费。
由此可见，节水栽培技术具有良好的应用效果。
2水稻节水栽培的生态效应水稻节水栽培是一种科学的灌溉技术，其有效地解决了常规淹灌栽培过程中水资源浪费严重的现象。
节水栽培技术充分利用水、气、热等各种因素，最大限度地利用生态环境对水稻进行灌溉，这就是水稻节水栽培的一种生态效应。
具体来说就是，节水栽培技术依据生态环境的特点，充分利用大气中的雨水和土壤中的水分，将水分集中在一起，进而有效地应用于水稻灌溉中，使得水稻得到充足的水分。
第七章旱地蓄水保墒技术节水农业概论山西农业大学
薄膜水 土壤颗粒周围与水分接触时的分子引力将水吸附到其表层，形成一层膜
状液态水称为薄膜水，薄膜水所受分子引力约 633,281.25~3,141,075.00 帕，而 作物根毛吸水力约为 1,519，875 帕，因此仅有部分薄膜水可为作物吸收。
第二节 作物的水分胁迫与水分调控
水是作物体重要的组成部分，在植物的生命活动中起着十分重要的生 理生态作用。植物主要通过根系从土壤中吸收水分，靠体内输导系统输送到各 个组织中去。植物体的水分状况由水分收入和支出两个方面决定，植物体内的 水分入不敷出时，植物处于水分胁迫状态。水分的收入主要依靠作物根系吸取。 土壤水分亏缺及作物根系吸水不足，就会产生作物体内的水分胁迫。
所以，在北方旱农地区的旱作农田，提高作物产量意味着提高作物 的光合效率和水分利用效率，同时也意味着作物耗水量的增加。相反，农田 缺水限制了作物产量的提高。因此，在水分来源有限的情况下，需要通过农 田水分调控技术来实现有限水源的合理利用。
第三节 农田蓄水保墒
改变下垫面的状况，以影响能量平衡收支状况。不同下垫面的能 量平衡状况不一，人类可以通过一系列的农业措施来改造下垫面，使近地 气层的能量分配和农田水分状况发生变化，创造出干旱气候下有利于作物 生长发育的微气候环境。
山西农业大学
节水农业概论
山西农业大学 孙敏
第七章 旱地蓄水保墒技术
1
农田土壤水分状态
2 作物的水分胁迫与水分调控
3
农田蓄水保墒
4
旱地土壤的蓄水技术
5
旱地土壤的保水技术
我国干旱地区水资源主要依赖于自然降水和人工灌溉。土壤是多孔介 质，大小不同的各种颗粒间存在大大小小的许多孔隙，自然降水或人工 灌溉后，水分受重力作用沿土壤孔隙下渗，下渗过程中，水分因土粒分 子引力或毛细管引力作用而被保持在土体中，形成容量庞大的“土壤水 库”。
旱地小麦不同种植模式水热效应及对产量形成的影响
旱地小麦不同种植模式水热效应及对产量形成的影响旱地小麦不同种植模式水热效应及对产量形成的影响概述旱地小麦的种植对粮食生产和经济发展具有重要意义。
然而，由于旱地小麦生长期间受到水热条件的限制，种植模式对旱地小麦的生长和产量形成起着至关重要的影响。
本文将探讨旱地小麦不同种植模式水热效应及对产量形成的影响。
一、旱地小麦种植模式的分类1. 雨养种植模式：依靠降雨满足小麦生长所需的水分。
这种种植模式主要适用于水热条件较好、降雨充沛的地区。
2. 节水种植模式：通过科学管理，合理配置水资源，实现节约用水的目的。
这种种植模式适用于水资源有限却需要种植旱地小麦的地区。
3. 遮草种植模式：通过种植旱地小麦同时遮盖杂草，减少水分和养分的竞争，提高小麦的产量。
这种种植模式主要适用于杂草较为严重的地区。
4. 种植梯田模式：通过在旱地上开辟水稻田，将过多的雨水引入水稻田中，改善土壤水分条件，并在小麦生长期间逐步排水，减少积水对小麦的影响。
梯田种植模式适用于土壤排水不畅的地区。
二、旱地小麦不同种植模式的水热效应1. 雨养种植模式：由于依赖降雨，雨季降水充沛时，对旱地小麦的生长有促进作用，但若降雨不足，会导致小麦缺水，影响产量。
2. 节水种植模式：节约用水是该种植模式的主要目标，通过科学施灌和覆膜等措施，减少蒸发和土壤水分蒸发，提高水分利用效率。
这种种植模式能够在水资源有限的地区保证旱地小麦的生长，但也容易造成土壤板结、盐碱化等问题。
3. 遮草种植模式：通过遮盖杂草，减少蒸发和土壤水分蒸发，提高土壤水分利用效率。
然而，如果杂草管理不当，也会导致杂草的水分和养分竞争，对旱地小麦产量产生负面影响。
4. 种植梯田模式：通过合理调节水位，改善土壤水分条件，提高旱地小麦的水分利用效率。
但如果梯田设计不当，容易引发水浸、水渍等问题，对小麦产量产生负面影响。
三、旱地小麦不同种植模式对产量形成的影响1. 雨养种植模式的产量形成主要受降雨影响，降雨充沛时，产量较高；降雨不足时，产量受限。
旱地农业节水技术演变及综合效应分析
枸杞
0.10
50-70
6000
8-12
西瓜
0.13 600-1200 30482
15-30
玉米
0.13
150-240
4597
25-40
产量(kg/ha)
8000 7000 6000
灌水0mm 灌水40mm 灌水80mm
5000
4000
3000
2000
1000
0 传统种植
集雨坑种
传统种植与集雨坑种玉米产量（1997年数据）
李生秀，中国旱地农业.
2. 旱地农业节水技术途径 ----2.2 蓄水
坡改梯技术
水平梯田是黄土高原旱地农业的主要形式，20世纪50年代开始推广。
主要分布：甘肃黄河流域、宁南、陕北和山西等地，占梯田总面积的80%；
整体效益：减流减沙52%-69%，保水率平均增加13%，粮食增产54%。
梯田面积
0.7万ha
占总土地面积
16.50%
占耕地面积
57.70%
占基本农田
87.90%
拦蓄能力
500m3/ha
单产
2250kg/ha
产量相比坡耕地
2-3倍
陕西吴堡县梯田情况（1987）
Chen D., Wei W., Earth-Science Reviews, 2017; 李生秀，中国旱地农业，P214
2. 旱地农业节水技术途径 ----2.2 蓄水
总产量 （kg/hm2）
10440.0 8175.0 6916.5 8500.5 4237.5 3360.0 2497.5 5871.0 2832.0 3217.5 2572.5 2587.5 3957.0 1885.5
旱地起垄覆膜微集水种植技术的生态效应研究
摘 要 起垄覆膜微 集 水种植技 术能 有效 的 改善旱 田生 态
环 境 。 高 降 水 资 源 利 用 率 。试 验 结 果 表 明 ： 垄覆 膜 微 集 提 起 水技 术 在 Ｏ ０ ｍ 土层 的平 均 含 水 量 分 别 较 平 铺 膜 和 无 膜 ～６ ｃ 常 规 种植 法提 高 了 Ｏ ６ ％ ～Ｏ ８ ％ 、 ． １ ～ ２ １ ％ ， 有 ．４ ．７ １ ８ ％ ．２ 具
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・
８・
耕 作 与 栽 培
２０ ０ ６年
第１ 期
旱地起垄覆膜微集水 种植技 术的生态效应研 究
白秀梅 卫 正 新 郭 汉清 白迎 平２
（． １ 山西省农业大学林学院 山西太谷 ００ ０ ； ． ３ ８ １２ 山西水土 保持科学研究所 ； ． ３ 山西农业大学林学院）
１２ 试 验 设 计 ．
取 Ｏ ０ ｍ。０ ０ ｍ，０ ０ ｍ，Ｏ ０ ｍ 各 层 士 每 ～１ ｃ １ ～２ ２ －４ ｃ ４ ～６ ｃ ｃ
隔 １ ｄ用烘干法测定含 水量。每 日早 ８时、 ８时测 定降雨 ５ 晚 量 。在 各处理 的膜 内 、 植沟 问各 埋设 一套地 温表 ， 膜对 种 无
种， ６月 １ ７日追磷酸二铵 ５ ０ ｇ Ｉ ２ 中耕锄草二次 ， ０ ｋ ／ｔ ， ｍ 其它管
理 按 当 地 习惯 进 行 。
１３ 测 定 项 目及 方 法 ．
较差 ， 耕层土壤有机质含 量为 ９ １ ／ ｇ 速效 氮 ２ ． ｍｇ ｋ ， ．ｇｋ ， ９４ ／ ｇ 速效钾 ９ ． ｍｇｋ 。 ６ ０ ／ ｇ 速效 磷 ０ ８ ／ｇ ． ｍｇｋ 。试验 田田问 持水 量 为 ２ ．％ ， ６ ４ 凋羹湿度为 ７ ８ ． ％。前茬作物 为玉米 。
农作物耐旱生理生态因子识别模型开发及水资源管理策略优化
农作物耐旱生理生态因子识别模型开发及水资源管理策略优化随着全球气候变化和人口增长，水资源的稀缺性和管理的问题日益突出。
特别是在农业领域，水资源的恰当利用非常关键，因为农作物在干旱条件下的生长和产量受到严重影响。
因此，开发农作物耐旱的生理生态因子识别模型，并优化水资源管理策略，对于提高农作物的产量和水资源的利用效率具有重要意义。
农作物的耐旱性是指作物在干旱条件下能否维持正常生长和发育的能力。
为了识别农作物的耐旱生理生态因子，我们需要了解作物对水分胁迫的响应和适应机制。
首先，作物的根系能力对耐旱性起到重要作用。
根系的发育状况和根系对水分的吸收能力直接影响作物的耐旱性。
其次，作物的光合作用和气孔调节也与耐旱性密切相关。
光合作用是作物生长和产量的基础，而气孔调节则控制着作物与大气间的水分交换。
此外，作物对干旱胁迫的生理响应机制，如抗氧化能力和保护酶活性，也是识别耐旱性的重要指标。
为了识别这些耐旱生理生态因子，我们可以基于现有的实验研究和研究成果，构建农作物耐旱生理生态因子识别模型。
这个模型可以依据作物的基本生理生态特性和与耐旱性相关的生理生态因子来识别不同作物的耐旱性状况。
例如，我们可以利用机器学习算法，结合大量实验数据，构建一个耐旱性预测模型。
这个模型可以学习和识别出不同作物在不同环境条件下的耐旱性，从而为农业生产和水资源管理提供科学依据。
在开发农作物耐旱生理生态因子识别模型的基础上，我们还可以优化水资源管理策略，提高农作物的产量和水资源利用效率。
首先，我们可以利用耐旱性识别模型预测未来的干旱胁迫情况，并相应调整灌溉计划。
通过合理调整灌溉量和灌溉时间，可以避免过度用水和水分浪费，并确保作物的正常生长。
其次，我们可以推广和应用节水灌溉技术和农作物品种改良措施。
这些技术和措施可以帮助提高作物的耐旱性，并减少对水资源的依赖。
此外，我们还可以加强水资源的管理和保护，推行水资源定量化管理，确保水资源的合理分配和利用。
集雨(水)集流补灌农业技术产生的背景、作用与理论基础
集雨（水）集流补灌农业技术产生的背景、作用与理论基础一、背景（一）水资源背景宁夏旱作农业区水资源十分紧缺，大部分地区年降水量在300～500 mm，折合耕地平均降水量3 000～5 000 m3/hm2，不到全国平均水平的10%，水资源占有量仅为750 m3/hm2，分别为黄河流域和全国平均值的1/6 和1/8。
自然降水是本地区旱作农业唯一可利用的潜在水资源，但降水量有限，且时空分布不均，降水年际变幅大，季节分布不均。
7—9月的降水量占全年降水量的60%～65%，并多以暴雨形式出现，常与作物需水期错位。
一方面，7—8月降水高峰期常与5—6月土壤水分含量的低值槽期交替出现，作物生长处于一种不良的土壤供水环境中，使已接近旱作农业下限的现有旱作农业技术潜力的进一步开发受到极大的限制，水的问题日益尖锐化。
另一方面，雨季高峰在8月，这时夏作物已收获，秋作物已接近成熟，需水较少。
这种矛盾导致作物降水利用率、水分利用效率低，致使干旱成为常见的自然灾害。
宁夏旱作农业区水资源虽短缺，但仍有一定的潜力，若根据宁夏气象科学研究所对宁夏旱作农业区10个观测站1970—2007年38年的降水资料统计，以年平均降水量358.9mm计算，该地区降水可达174亿m3，是当地地表水、地下水资源量的9.8 倍，如将降水径流量的1/10 收集起来，就有17.4 亿m3，相当于该地区大型扬水工程提水量的2.61 倍。
用于补灌，可大大缓解水分亏缺，显著提高作物产量。
（二）集流技术产生的背景传统旱作农业研究有一个明确的界定，即旱作农业指降雨有限且季节分布不均、年际变化较大的半干旱区和半湿润偏旱区的“雨养农业”（或非灌溉农业），前提是“不进行灌溉”和“没有灌溉条件”。
在旱作农业定义界定下，人们为解决旱作农田产出低、产量不稳定、投入效益差三大问题，进行了坚持不懈且广泛深入的研究。
我国经过几千年旱作农田的生产实践和长时间的多方位研究，特别是中华人民共和国成立后，加大了对旱作农业的研究力度，使旱作农业制度得以形成和完善，并对轮作耕作制、施肥制和选用耐旱作物、抗旱丰产品种进行了深入研究。
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旱 地 谷 子 集 水 保 水 技 术 的 生 理 生 态 效 应
张 德 奇
摘
Hale Waihona Puke 廖 允成 贾 志宽 季 书勤 马庆 华
（ 北 农 林 科 技 大 学 农 学 院 ， 西 杨 凌 ７２０ ； 南 省农 业 科 学 院 小 麦 研 究 所 ， 南 郑 州 ４０ ０ ） 西 陕 １１０ 河 河 ５０２
ａ ｅ ｓ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｓ ｌｌ ｕ ｒ ｗ ｅ ｄ ｎ ｔ ｌ ａ ｄ ｒ ｇ ｅ ｈ ｕ ，ｆ ｒｏ ｅ ｄ ｎ ｔ ｌ ａ ｄ ｒｄ ｅ ｃ ｌ ｇ ｔ ｄ Ｓ ，ｈ ｌ ｒ ａ ，ｎ ｌ ｄ ｎ ｏ ｅｙ ｆ ｒｏ ｓ ｅ ｉ ｇ ｗｉ ｆ ｍ ｎ ｄ ｅ ｔ ｃ ｍｑ ｅ ｕ ｒ ｗ ｓ ｅ ｉ ｇ ｗ ｈ ｆ ｍ ｎ ｇ ｏｌ ａ ｅ Ｗ ｈｉ ｉ ｉ ｉ ｉ ｉ ｏｅ
关 键 词 ： 膜 覆 盖 ； 水 剂 ； 理 生 态 效 应 ； 合 作 用 地 保 生 光
中 图 分 类 号 ：ｓ １ ５５
Ｐ ｙｉｌｇｃ ｌ ｎ ｃ ｌｇｃ ｌ ｆ ｃｓ ｆ ａｅ ｏｌ ｔ ｇａ ｄ Ｃ ｎ ｅ ｖ ｔ ｎ Ｔ ｃ ｎｑ ｅ ｈ ｓ ｏ ｉａ ｄＥ ｏｏ ａ ｅｔ ｏ ｔｒＣ ｌ ｃｉ ｎ ｏ ｓｒ ａｉ ｅ ｈ ｉｕ ｏ ａ ｉ Ｅ Ｗ ｅ ｎ ｏ
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第３ ２卷 第 ５期
２０ ０ ６年 ５月 ７ ８～７ ２页 ３ ４
作 物 学 报
ＡＣ ＴＡ ＡＧＲＯＮＯＭＩ ＣＡ Ｉ ＣＡ Ｓ ＮＩ
Ｖｏ ． ２． Ｎｏ． １３ ５ Ｐ ．７ ８ —７ Ｍ ａ Ｐ ３ ４２ ｙ，２ ０ ０６
要 ： 地 膜 覆 盖 与保 水 剂 两 种 集 水 保 水 技 术 集 成 应 用 ， 测 了 抽穗 期 不 同 处 理 谷 子 光 合 作 用 日变 化 ， 析 了 不 同集 将 观 分
水 保 水 技术 对 产 量 和 水 分 状 况 的影 响 。结 果 表 明 ， 处 理 光 合 速 率 日变 化 存 在 “ 休 现 象 ” 两 种 覆 膜 方 式 结 合 使 用 保 水 各 午 ， 剂 的处 理 使 这种 趋 势 有 所 减 轻 ； 腾速 率 日变 化 为 “ 峰 曲 线 ” 气 孑 导 度 以 上 午 ８ ０ 蒸 单 ， Ｌ ：０最 高 。 地 膜 覆 盖 与 保 水 剂 处 理 表 现 出一 定 的增 产 和提 高水 分 利 用 效 率 的 效 果 ， 膜 方 式 与 垄 沟 方 式 分 别 较 露 地 栽 培 增 产 ７ ．８ 和 ６ ．２ ， 水 剂 使 用 平 ８９ ％ ０ １％ 保 较 不 使 用 平 均 增 产 ７ ６ ％ ， 末 垄 膜 沟 植 有 较 好 的水 分 效 应 ， 获 后 ２１ 土层 贮 水 量 平 均 较 对 照 增 加 ５ ． ｍ ．６ 季 收 １ １ ９９ｍ 。