节水农业 第一章 节水农业的发展历史

节水农业理论与技术

Water-SavingAgricultureTheoryandTechnology农业资源与环境本科课程邓燕Telmail:dengyancau@163.com2015/09/24第一章节水农业的发展历史水是生命之源地球生命体水含量1999年2013年水与火星生命水是文明之源Agricultureisthecultivationofanimals,plants,fungiandotherlifeformsforfood,fiber,biofuel,medicinalandotherproductsusedtosustainandenhancehumanlife.Agriculturewasthekeydevelopmentintheriseofsedentaryhumancivilization,wherebyfarmingofdomesticatedspeciescreatedfoodsurplusesthatnurturedthedevelopmentofcivilization.文明农业水“有收无收在于水,

收多收少在于肥”(DavidTilmanetal.,PNAS,2002)Globalfooddemandislikelytodoubleby2050(reflectingbothpopulationgrowthandincreasedconsumptionofanimalprotein).(DavidTilmanetal.,PNAS,2011)全球水资源理论上可以开发利用的淡水不到地球总水量

1%，实际可用量远低于理论值。农业用水占全球淡水用量的70%。世界上干旱与半干旱地区面积约占世界陆地面积的25%

和30%,

而这一地区雨养农业面积却占世界耕地面积的1/3

以上,

且在湿润地区也常伴有季节性的或难以预测的干旱。(OliveHeffernan,Nature,2013)气象干旱水文干旱农业干旱(OliveHeffernan,Nature,2013)(OliveHeffernan,Nature,2013)Inmanyregions,climatechangeisexpectedtoincreasetheamountoflandatriskfromdroughtandheat,andwillthreatenmorearableareas.Each1℃

riseinglobalwarmingcouldcutgrainyieldbyasmuchas5%.(OliveHeffernan,Nature,2013)Waterisbecominganincreasinglyscarceresource.(KatherineBourzac,Nature,2013)(KatherineBourzac,Nature,2013)Annualwaterresourcesaveraged2200m3/capita.¼ofworldaverage.Area9.6millionkm2Population1.3billionFarmers:over700million50%ofthearablelandisirrigated,produced80%ofthegraintofeedthelargepopulation.2014年《全国土壤污染状况调查公报》指出我国有19.4%的耕地土壤被污染我国农业资源的现状与问题—耕地不足且污染严重我国农业资源的现状与问题—水资源匮乏且污染与浪费并重项目1949年1957年1965年1979年1999年2000年比上年(±)农业用水100119382545419538683783-85占总量(%)97.194.692.788.069.268.8工业用水207911926311581138-20占总量(%)5.520.721.7城市生活6141849274286+12占总量(%)1.04.95.2用水总计103120482744476755915498-931949-2000年我国用水增长变化情况(用水亿m3/年)农业用水量下降地下水过度开采干旱频发水资源污染严重中国主要河流水质状况饮用水标准水资源浪费严重2004年我国万元GDP用水量为399m3，约为世界平均水平的4倍，是美国等先进国家的8倍。农业灌溉水平均粮食产量约为1kg/m3，而先进国家灌溉水粮食产量为2.5-3.0kg/m3。华北目前普通渠灌区水分利用系数为0.3-0.4，井灌区利用系数为0.5-0.6，平均为0.45。当前发展模式理想发展模式——农业生产面临巨大的挑战！(JAFoleyetal.,Nature,2011)灌溉农业(Irrigationagriculture)泛指以水浇田的农业。其特点是通过灌溉措施，满足植物对水分的需要，调节土地的温度和土壤的养分，以提高土地生产率。One用作物的凋萎系数作指导，并不重视水的资源状况，其主要表现形式往往是大水漫灌。Two漫灌(Floodirrigation)节水灌溉(Water-savingirrigation)以最低限度的用水量获得最大的产量或收益，也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。One主要技术措施有：渠道防渗、低压管灌、喷灌、微灌、滴灌、灌溉管理制度等。Two渠道防渗(Seepagecontrolofcanal)喷灌(Sprinklerirrigation)Atravelingsprinkler滴灌(Dripirrigation)WheellineirrigationsystemCenterpivotwithdropsprinklers节水农业(Water-savingagriculture)现代节水农业是指在确保区域生态健康与环境安全的前提下，以维持植物生命健康实施精确给水与智能化配水，尽量减少植物生命过程和给水过程中的无效水量，提高农业综合用水效益的一种农业生产方式。One节水农业是综合运用生物的、农艺的配套技术、及其设施、设备等先进装备，协调作物在充分利用土壤水和自然降水的基础上，高效利用灌溉水的高产、高效农业技术体系。Two节水农业基本内容抗旱品种培育植物生命健康需水过程调控植物精量给水土植界面聚墒抑蒸气植界面水循环区域智能化配水异源水植物利用生物节水技术农艺节水技