灌溉排水和节水方法

1.3 节水栽培（saving water cultivation）
　　水是植物生命活动的重要物质，是限制植物生长发育的关键因素，在农业生产中是影响作物产量和质量的最根本因素，然而可利用的水资源日趋贫乏，造成水资源的日益减少与工农业生长剧增之间的矛盾日益尖锐。园艺产品在人们日常生活中占有相当大的比重，而不断拓展的生产规模也给水资源的开发利用提出了严峻的考验。面对全球性水资源和人类淡水使用量的空前增加，以及农业耗水量的逐渐增大，发展节水农业势在必行。园艺植物，尤其是果树、蔬菜的大田生产中，应当积极采用节水灌溉技术，适应水资源短缺现状，搞好节水农业是实现农业可持续发展的重要措施。
　　（1）节水灌溉概念
　　节水灌溉属于农业范畴，是全球性水危机形势下对农业用水所采取的最低量灌溉方法，也就是说它是灌溉农业不得不向旱作农业发展的一种中间过渡型栽培管理体系。在栽培过程中采用一切技术尽可能节约灌溉用水，尽量利用植物低耗水和耐旱、抗旱能力，从而获得优质高产的农产品，这就是节水栽培，其目的是提高水的利用率和水分生产率（作物单位面积产量与作物全生育期耗水量的比值）。节水灌溉的内涵包括水资源的合理开发利用、输配水系统的节水、田间灌溉过程的节水、用水管理的节水以及农艺节水增产技术措施等方面，由灌溉农业向节水栽培农业发展，再由节水栽培向旱作栽培不断过渡，对缓解水资源短缺和实现农业可持续发展有重要的意义。
　　节水灌溉是一项系统工程，包括水土保持、土壤管理和输水、灌水、耗水等环节的节水技术，实际上是对区域水循环系统（由地表水、土壤水和地下水等部分组成）中3个主要要素，即土壤水、地下水和农田蒸散进行直接的人为干涉。其中输水环节的节水技术一般是渠道防渗和管道输水，直接影响渠水对地下水的补给量；灌水环节和耗水环节的节水技术较多，例如喷、滴灌等先进的灌溉技术、节水灌溉制度、田间覆盖技术等，这些技术直接改变了作物根系层土壤含水量及土壤水的时空分布，从而对水循环各要素产生直接或间接地影响，引起整个水循环系统的改变。
　　（2）种植园节水栽培途径
　　选择节水灌溉的主要技术途径必须充分考虑种植园区的自然条件、经济条件、灌溉方式、水资源状况及植物的生长发育习性、特性等各项因素。一般确定节水灌溉主要技途径要遵循以下原则：一是对不同类型的灌溉区域、不同灌溉方式采取不同的节水灌溉技术；二是充分考虑当地的经济条件，合理利用当地现有材料；三是根据当地水资源缺乏现状选择节水技术；四是根据当地植物的种植结构及植物特性确定不同的节水技术；五是根据当地的地形地貌以及气候条件等确定不同的节水技术。
　　建立节水灌溉技术体系可以极大地促进农业向高产、高效的方向发展。目前实施种植园节水灌溉技术要抓好以下3个体系的工作。
　　①建立工程传输节水技术体系：首先在利用天然降水，积蓄雨水或深耕蓄水，巧用雨水进行灌溉；第二，涵养水源，从当地水资源的主要来源出发，采用多种措施，补充并贮存地下水源，地下水是农田灌溉的主要水源，从而补充了灌溉水源，有计划地多年调节地下水源，植树造林可增加蓄水量又可调节小气候，有助于补充水源，严格管理水源，严禁超采水源；第三，防止输水渠道外渗，从水源到田间输水损失占相当大的比重，因而建立严密的渠道输水系统可防止沿途渗漏和蒸发；最后还要采用合理的用水制度。
　　②建立植物节水栽培技术体系：第一，改变传统的粗放经营，在播种时就给予精细管理，适当减少弱苗，培育壮苗，促进根系生长，加强水肥的吸收能力；第二，选用、培育耐旱品种，以品种的优良抗性减少灌溉，实现节水栽培目的；第三，镇压土壤表层，促进毛细上升，增加有墒，提高成苗率；第四，灌溉后或解冻后松动表土，阻断毛细水上升导致蒸发散失，以土蓄水；第五，将地表覆盖，减少地表蒸发，保蓄水壤水分；第六，增施有机肥，提高土壤肥力，有利于土壤及植株的保水；第七，延迟或提早播种，错过植物生育需水期与供水期的矛盾，适时调节用水；第八，合理安排植物的种植结构。
　　③建立节水技术推广体系：第一，各级政府应给予充分的重视，并给予人力、物力及财力的支持，将节水灌溉技术推广形成一种政府行为；第二，积极宣传节水灌溉的重要性，提高全民的节水意识；第三，气象部门应给予充分的重视，做好浇关键水时的天气预报；第四，农业部门应积极抓好节水灌溉的培训工作，使农民真正做到科学用水，第五，科研机构应大力开发节水灌溉技术，目前已经研制出抗旱、保墒、保水剂，应用效果较好。
　　（3）种植园节水灌溉技术
　　掌握节水灌溉技术要从以下几方面入手：
　　①实施先进的灌溉方式，如地表灌溉、滴灌、喷灌、定位灌溉、封闭式渠道灌溉及地下灌溉等，其中地表灌溉中是最节水的灌溉途径是小畦灌溉（见图6-7）和细流灌溉（见图6-8）应制止大水漫灌的方法；小畦可以以一株果树为一畦，一般为5-15m长。漫灌和大畦灌溉有相当浪费水源，见表6-6，溪流沟灌是边开沟、边灌溉、边覆土，有利于蓄水保墒，这种细沟长度及间距应随土质及地面坡度而变化。
　　表6-6 每公顷土地不同畦数达到均匀灌溉时的灌水量
　　畦数（个/hm2）1575150300450600
　　灌水量(m3)225015001200900750600
　　②合理灌水，在适当时期以最少量水获得最大的收益，这就要掌握植物对水分营养反应的特点：不同种类或品种的植物对水分的需求及水分胁迫的敏感程度有差别；在土壤条件良好的情况下，植物对水分的要求取决于其自身的蒸腾量及其生长发育阶段特点；植物种植结构、密度、栽培管理方式等也影响其对水分的需求量；水分胁迫在有些植物的生长发育及新陈代谢中具有后效作用；灌溉时间及灌溉量的确定要取决于采用的灌溉技术；此外植物对水分的需求还要考虑当地的气候条件、土壤理化性质、地形地貌等条件。因此，合理灌溉受多方面因素的综合影响。果树需水非关键时期是节水的重要时期，可以不灌溉或最少灌溉。
　　③灌溉后及时采取保墒措施，减少植株蒸腾及土壤蒸发，如用秸秆、地膜、沙石等材料覆盖，或在土表施用化学覆盖物质等。减少植株蒸腾可采用修剪、整枝、疏叶疏枝、疏花疏果、应用抗蒸腾剂、合理施肥、协调生长等措施。
　　目前在园艺植物节水灌溉上研究较多的是果树的节水灌溉，蔬菜方面只有少量研究，而在花卉上则寥寥无几，这与栽培管理的精细、粗放程度关系较为密切。随着农业生产、园艺作物生产的深入发展，蔬菜、花卉的节水栽培也将逐渐提上日程。 温最好与土温相接近。
　　

（4）灌水量
　　灌水量应根据植物的种类、品种、季节、土壤含水量、降雨、空气湿度、生长发育特点、生态习性等多方面因素来确定，所以很难有一个统一的标准，并且不同灌溉方式间灌水量也不尽相同。
果树灌水量一般遵循以下原则：适宜的灌水量要在1次灌溉中达到根系分布的主要区域，并达到田间最大持水量的60~80%，尤其是春季灌溉要1次性浇透，这样有利于土温升高。夏季灌水量宜少，但要增加灌水的次数，利于降低土温。冬前灌冻水要量大，使水分渗透到1m或1m以下的土层，有利于果树越冬。沙土增加浇水次数，盐碱地灌溉量不宜太大，果树的灌水量从理论上讲可以按下列公式计算：
　　灌水量=灌溉面积×土壤浸润深度×土壤容重×（田间持水量—灌溉前土壤湿度）
　　蔬菜灌水量可根据下列公式进行理论上计算：
　　m=100rh(p1-p2)1/η
　　其中，m——灌水量（mm）；r——土壤容重（g/cm3）；h——根秒分布层的土壤厚度（cm）；p1——灌水后要求达到的土壤含水量上限（占干土重的%）；p2——灌水前土壤含水量下限（占干土重的%）；η——灌溉水有效系数（0.7~0.9）。
　　灌溉量过少达不到效果，且易引起根系浅化；灌水量过多，土壤通透性差，不利于根系呼吸，影响生长发育。
　　此外，灌溉水的水质对于观赏植物，尤其是盆栽花卉，有一定的要求，最好用雨水或是河流、池水等矿物质少的软水，一般不用井水，经常使用含矿物质多的水对花卉生长不利，特别是兰花，矿物质过多容易造成伤根。家用自来水需放置一段时间再用水
1.2 排水(drainage)
　　园艺作物正常生长发育需要不断地供给水分，在缺水的情况下生长发育不良，但土壤水分过多时影响土壤通透性，氧气供应不足又会抑制植物根系的呼吸作用，降低水分、矿物质的吸收功能，严重时可导致地上部枯萎，落花、落果、落叶，甚至根系或植株死亡。所以处理好排水问题也是植物正常生长发育的重要内容，在容易积水或排水不良的种植园区，要在建园时就进行排水工程的规划，修筑排水系统，做到及时排水。
　　积水一般主要来自雨涝、上游地区泄洪、地下水异常上升与灌溉不当的淹水等方面。多数认为涝害比干旱更能加速植株存活下来，而涝害发生5~15d就会使一半以上的栽培植物完全死亡。水生植物地上部怕淹，淹水1~2d以上就会引起严重的危害，但也有一些植物又耐旱又耐涝，如草坪草中的白三叶草、垂盆草、鸭跖草等。果树上不耐涝的品种多采用耐涝砧木嫁接来提高耐涝性。
　　目前生产上应用的排水方式主要有3种，即明沟排水、暗沟排水和井排。明沟排水是目前我国大量应用的传统方法，是在地表面挖沟排水，主要排除地表径流。在较大的种植园区可设主排、干排、支排和毛排渠4级，组成网状排水系统，排水效果较好。但明沟排水工程量大，占地面积大，易塌方堵水，养护维修任务重。暗沟排水，多使用在不易开沟的栽植区，一般通过地下埋藏暗管来排水，形成地下排水系统。暗沟排水不占地，不妨碍生产操作，排盐效果好，养护任务轻，但设备成本高，根系和泥沙易进入管道引起管道堵塞。目前国内应用较少，多应用在城市绿化方面。井排，对于内涝积水地排水效果好，黏土层的积水可通过大井内的压力向土壤深处的沙积层扩散。此外，机械抽水、排水和输水管系统排水方法是目前比较先进的排水方式，但由于技术要求较高且不完善，所以应用较少。