第三节   水分调节技术(自学阅读）

一、灌溉

(一) 灌溉定额

作物生育期间需要进行多次灌水，每次单位面积上的灌水量，称为灌水定额。各次灌水定额之和叫灌溉定额。它因作物种类、品种、自然条件及农业技术措施而异。在一定地区制定某一作物的灌溉定额，必须根据当地的丰产经验及灌溉试验资料，按水分平衡计算方法，即可制定出比较完善的灌溉定额方案。作物生育期内的灌溉定额，一般采用下列公式平衡计算：

                                M=E-P₀-(W₀-W+K)

式中：M—灌溉定额(m³/hm²)，E—全生育期作物田间需水量(m³/hm²)，P₀—全生育期内有效降雨量(m³/hm²)，W₀—播种前土壤计划层的原有储水量(m³/hm²)，W—作物生长期末土壤计划层的储水量(m³/hm²)，K—作物全生育期内地下水利用量(m³/hm²)。

制定灌水定额应收集以下资料：①当地作物田间耗水量。②作物不同生育时期土壤计划湿润层深度，适宜土壤含水量及其允许的最大、最小含水率。③估算生育期中的有效降雨量。④根据资料估算地下水补给量。

（二）灌水方法

1.普通灌溉方法 

如大水漫灌等。

2.节水灌溉方法 

节水灌溉就是要充分有效地利用自然降水和灌溉水，最大限度地减少作物耗水过程中的损失，优化灌水次数和灌水定额，把有限的水资源用到作物最需要的时期，最大限度地提高单位耗水量的产量和产值。目前，节水灌溉技术在生产上发挥着越来越重要的作用，主要包括地上灌(如喷灌、滴灌等)、地面灌(如膜上灌等)和地下灌3大系统。另外，一些针对作物需水特性的灌溉新技术，如作物调亏灌溉、控制性分根交替灌溉、非充分灌溉、间隙灌溉等也将逐步运用起来。

（1）地面灌溉  是指水在田面流动或蓄存的过程中，借重力作用和毛管作用湿润土壤的灌水方法。它按田间工程和湿润方式分为以下几种。①畦灌  将田块用畦埂分隔成若干平整的小畦，水从输送沟或毛渠流入畦田，以水层沿田面坡度流动，逐渐湿润土壤。②沟灌在作物行间开沟灌水，水在流动过程中借重力作用和毛管作用向沟的两侧和沟底浸润土壤。一般宽行距中耕作物(如棉花、玉米等)和薯类作物(甘薯等)多采用沟灌。③淹灌  在田面保持一定深度水层，水在重力作用下不断向土壤中渗透，满足作物生长的需要，这种灌溉方式为稻田广泛采用。

（2）地下灌溉(如渗灌) 是利用埋设在地下的管道，将灌溉水引入作物的根系吸收层，借毛细管作用，自下而上湿润土壤的灌溉方法。这种方法具有湿润土壤均匀、湿度适宜、地面蒸发少、节约用水、灌水效率高的优点，在干旱缺水地区有较大发展前途。

（3）喷灌  利用水泵和管道系统，在一定压力下，把水喷到空中，散为细小水滴，如同降雨一样湿润土壤的灌水方法。喷灌可根据作物的需水规律，灵活掌握洒水量，并可控制喷灌强度，使地面基本不发生径流，不致破坏土壤结构，能调节土壤水、肥、气、热状况，改善田间小气候，同时可冲掉作物茎叶上的尘土，有利于作物呼吸和光合作用。既可用来灌水，又可用来喷洒肥料、农药等；减少占地，可扩大播种面积10%～20%因此，喷灌有节水、增产的效果，与沟、畦灌相比，一般可省水20%～30%，增产10%～20%，并适用于起伏不平的地形。它的缺点是需要消耗动力，投资较高，灌水质量受风力影响。现阶段适合在全国大面积推广的，主要有固定式、半固定式和机组移动式3种喷灌形式

（4）微灌技术  微灌是一种新型的最节水的灌溉工程技术，包括滴灌、微喷灌和涌泉灌。如滴灌。利用低压管道系统把水或溶有化肥的水溶液，经过滴头以点滴方式均匀缓缓使作物主要根系分布区的土壤含水量，经常保持在最优状态的一种先进灌溉技术。滴灌有省水、省工、省地、增产的效果。随着我国塑料工业的发展，滴灌技术将会得到发展。它具有以下优点：一是省水节能。微灌系统全部由管道输水，灌水时只湿润作物根部附近的部分土壤，灌水流量小，不致产生地表径流和深层渗漏，一般比地面灌省水60%～70%，比喷灌省水15%～20%；微灌是在低压条件下运行， 灌水器的压力一般为50～150kpa，比喷灌能耗低。二是灌水均匀，水肥同步， 利于作物生长。微灌系统能有效控制每个灌水管的出水量，保证灌水均匀，均匀度可达80%～90%；微灌能适时适量向作物根区供水供肥，还可调节株间温度和湿度，不会造成土壤板结，为作物提供良好的生长条件，利于提高产量和质量。三是适应性强，操作方便。可以根据不同的土壤入渗特性调节灌水速度，适用于山区、坡地、平原等各种地形条件。微灌系统无须平整土地和开沟打畦，因而可大大减少灌水的劳动强度和劳动量。微灌的不利因素在于系统建设的一次性投资大、灌水器易堵塞等。

（5）膜上灌技术  这是在地膜栽培的基础上，把以往的地膜旁侧灌水改为膜上灌水，水沿放苗孔和膜旁侧渗入进行灌溉。通过调整膜畦首尾的渗水孔数及孔的大小来调整沟畦首尾的灌水量，可获得比常规地面灌水方法高的灌水均匀度。膜上灌投资少，操作简便，便于控制水量，加速输水速度，可减少土壤的深层渗漏和蒸发损失，因此可显著提高水的利用率。近年来由于无纺布(薄膜)的出现，膜上灌技术应用更加广泛。膜上灌适用于所有实行地膜种植的作物，与常规沟灌玉米、棉花相比，可省水40%～60%，并有明显增产效果。

（6）作物调亏灌溉技术  调亏灌溉是从作物生理角度出发，在一定时期内主动施加一定程度的有益的亏水度，使作物经历有益的亏水锻炼后，达到节水增产，改善品质的目的，通过调亏可控制地上部的生长量，实现矮化密植，减少整枝等工作量。该方法不仅适用于果树等经济作物，而且适用于大田作物。如在渭北平原进行的玉米调亏灌水的结果表明，苗期中度亏水，拔节期轻度亏水，既有利于提高作物水分利用效率，又可提高产量。

二、排水

1.排水的目的

除涝、防渍，防止土壤盐碱化，改良盐碱地、沼泽地等。通过调整土壤水分状况调整土壤通气和温湿状况，为作物正常生长、适时播种和田间耕作创造条件。

2.农田排水的作用

（1）除涝  除涝是防止作物受淹减产，旱作物一般不能受淹，棉花、小麦等作物，lOcm水深淹一天就要减产。水稻淹灌，田面有一定水层，但水层太深，淹水时间太长也会减产。

（2）防渍  防渍排水是通过降低地下水位，减少根系活动层中过多的土壤水。各种旱作物生长期适宜的地下水位埋深、雨后短期允许的地下水位埋深及要求降至允许埋深的时间。

（3）宜于耕作  在土壤含水量适宜时进行土壤耕作，不但效率高，而且质量好。实践证明，耕作层的土壤含水率占田间持水率的60%～70%，一般地下水位埋深在2～3m以下时，灌水后2～3天进行中耕松土，最为适宜。当地下水位较高时，表土过湿，大型耕作机械不能下田。因此，要求将地下水位降低到一个适宜的深度。一般履带式拖拉机要求地下水位埋深在0.4～0.5m以下，轮式拖拉机要求地下水位埋深在0.5～0.6m。

（4）防治盐碱化 为了预防灌溉区土地次生盐渍化和改良盐碱土，要求通过排水措施将地下水位控制在一定的深度，这一水位埋深称为地下水临界深度，它的含义是在当地条件下能够防止根系活动层发生盐分积累的地下水允许最小埋深。显然，地下水临界深度与当地的气候、土壤、水文地质条件有关，也与灌排设施和耕作制度的完善与否有关。