旱地农业节水技术演替及综合效应分析课件.pptx

1、旱地农业节水技术演替及综合效应分析报告提纲1.旱地农田水分循环特征旱地农田水分循环特征2.旱地农业节水技术途径旱地农业节水技术途径3.地膜覆盖综合效应分析地膜覆盖综合效应分析4.旱地农业技术演替历程旱地农业技术演替历程黄土高原多年平均降水量黄土高原多年平均降水量1.旱地农田水分循环特征现状：300-600mm的年降水量基本满足一季作物的水分需求问题：有限的降水资源未被充分利用2/3以上降水以上降水通过蒸发和径流损失通过蒸发和径流损失旱地农田水分循环旱地农田水分循环2.旱地农业节水技术途径宁夏固原宁夏固原：每户两个水窖，单窖容积60m3，水泥衬砌，成本200元，效益如下(1995)：u库、塘、窖

2、集水补灌李生秀，中国旱地农业.-2.1 集水2.旱地农业节水技术途径将区域内降水集中到其中一块、或另一区域供作物种植，又称径流农业u土壤为水库就地集水(集雨面+种植面)甘肃定西：甘肃定西：玉米坑种田间微型集雨工程。坑直径35-40cm，坑深10cm，坑上覆膜，坑密度18000个/ha，每坑3-4株玉米。u 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。Chen D.,Wei W.,Earth-Science Reviews,2017;李生秀，中国旱地农业，P214陕西吴堡县梯田情况（1987）-2.2 蓄水主要分布：甘肃黄河流域、宁南、陕北和山西等地，占梯田总面积的

3、80%；整体效益：减流减沙52%-69%，保水率平均增加13%，粮食增产54%。2.旱地农业节水技术途径u 等高沟垄耕作广大的旱区坡耕地，不可能在短期内全部实现“坡改梯”;等高沟垄耕作主要包括等高耕作和沟垄种植等：-2.2 蓄水2.旱地农业节水技术途径优点：增大入渗，加深耕层，促进根系生长，减少杂草和病虫害；缺点：效果因翻耕深度和年限而异，破坏土壤结构，散失水分，耗能多。u 深耕翻-2.2 蓄水山西长子和山西长子和屯屯留县留县（1984）：深松比翻耕，土壤容重降低0.04-0.26g/cm3，土壤贮水量增加11mm，小麦增产6%-30%。u 深松耕只疏松不翻转土层，克服了上述深翻耕的缺陷2.旱

4、地农业节水技术途径u 科学施肥-2.3 用水选用耐旱品种，提高作物产量和水分利用效率陕西长武小麦品种演替与产量水平陕西长武小麦品种演替与产量水平u 品种更替化肥施用在粮食增产中起着巨大作用，但其增产效果和化肥利用率在不断降低2.旱地农业节水技术途径u休闲养地：对恢复旱地土壤水分和地力有重要作用；缺点：效率低，侵蚀加剧，杂草生长导致土壤有机质减少，盐分上升等。针对不同类型区，建立合理的轮作制度可以改善土壤水肥状况，增加作物产量和经济收益。u 有效的轮作制度我国北方旱区不同类型区各种轮作方式效益比较-2.3 用水地区地区轮作方式总产量（kg/hm2）总产值（元/hm2）水分产值效益元/（mmhm2

5、）半湿润偏旱区半湿润偏旱区（陕西澄城）（陕西澄城）冬小麦冬小麦谷子豌豆10440.0 3282.0 1.905 冬小麦冬小麦豌豆8175.0 3060.0 1.785 冬小麦冬小麦油菜6916.5 3211.0 1.905 冬小麦连作8500.5 2928.0 1.710 半干旱区半干旱区（宁夏固原）（宁夏固原）春小麦春小麦糜子4237.5 7128.0 6.345 胡麻豌豆春小麦3360.0 9724.5 9.420 休闲春小麦春小麦2497.5 4495.5 4.335 马铃薯胡麻春小麦5871.0 15502.5 14.535 春小麦胡麻扁豆2832.0 9358.5 春小麦连作3217

6、.5 5791.5 5.445 半干旱偏旱区半干旱偏旱区（宁夏海原）（宁夏海原）春小麦扁豆谷子2572.5 1815.0 2.325 春小麦豌豆谷子2587.5 1914.0 2.655 马铃薯糜子扁豆3957.0 3660.0 4.650 春小麦连作1885.5 1357.5 1.890 2.旱地农业节水技术途径1980之前我国北方旱地农业种植结构存在的问题：u 粮食作物中不同熟期作物比例不合理（秋粮作物少，夏熟作物多）；u 多数地区粮食作物比例较大（80%，甚至90%以上），经济作物少；u 饲料作物比例低（即使人均耕地多的地区也 降水量）降水量）2.旱地农业节水技术途径u 地膜覆盖的发展2

7、017年，使用强度13 kg/ha，覆膜面积占总耕地面积的19%3.地膜覆盖综合效应分析效应分析：l 作物种植区域 l 作物产量和WUEl 土壤水分过度消耗？l 土壤养分过度消耗？u处理：传统不覆盖地膜覆盖u数据库：Web of ScienceGoogle Scholar中国知网u144篇文献u20个站点u5353组数据3.地膜覆盖综合效应分析地膜覆盖将春玉米能够生长发育的最低年均降水量从281.3 mm扩至203.8mm地膜覆盖将春玉米能够生长发育的多年平均温度从4.6扩至3.3 地膜覆盖扩大作物种植区域地膜覆盖扩大作物种植区域（未发表数据）3.地膜覆盖综合效应分析CK：无覆盖；PM：地膜覆

8、盖平均增产29%地膜覆盖提高作物产量和地膜覆盖提高作物产量和WUE连续多年定位试验WUE平均提高23%整合分析3.地膜覆盖综合效应分析（未发表数据）2019（Liu et al.,2014;Zhang et al.,2011）地膜覆盖下土壤水分是否被过度消耗？地膜覆盖下土壤水分是否被过度消耗？传统思维：旱地作物高产必以大量消耗土壤水分为代价3.地膜覆盖综合效应分析（a）中温带半干旱区（b）暖温带半湿润区u 在中温带半干旱区和暖温带半湿润区，土壤水分分别可以支撑地膜覆盖增产7275 kg/ha 和5165 kg/ha。地膜覆盖下土壤水分是否被过度消耗？地膜覆盖下土壤水分是否被过度消耗？3.地膜覆

9、盖综合效应分析（未发表数据）中温带半干旱区（未发表数据）暖温带半湿润区 地膜覆盖下土壤水分是否被过度消耗？地膜覆盖下土壤水分是否被过度消耗？3.地膜覆盖综合效应分析（未发表数据）u 地膜覆盖下玉米高产没有造成土壤水分的过度消耗最大增产均出现在中温带半干旱区，且低于阈值。地膜覆盖下土壤水分是否被过度消耗？地膜覆盖下土壤水分是否被过度消耗？3.地膜覆盖综合效应分析(李凤民等,Agr Forest Meteorol,2018)地膜覆盖下土壤养分是否被过度消耗？地膜覆盖下土壤养分是否被过度消耗？3.地膜覆盖综合效应分析（未发表数据）u在中温带半干旱区，地膜覆盖导致春玉米收获期土壤有机碳的降低；u一个玉

10、米生长季，土壤有机碳损失342kg/ha。u在中温带半干旱区，秸秆全部还田，地膜覆盖可使土壤有机碳增加610-2643kg/ha（根据秸秆腐殖化系数0.17-0.65折算）3.地膜覆盖综合效应分析 地膜覆盖下土壤养分是否被过度消耗？地膜覆盖下土壤养分是否被过度消耗？（未发表数据）今l土地集体经营l多为旱坡地l传统旱作技术l开垦荒地l水土流失严重l产量低且不稳定l坡改梯、深耕l增施有机肥l产量小幅增加l降水得到保持l降水未有效利用l增施化肥l品种更新l集雨农业萌芽l地膜覆盖推广l大幅增产l化肥贡献50%l土壤蓄水已不能满足作物进一步增产需求l覆膜、集雨种植技术l实现了农艺农机融合l大幅提升降水利用率l进一步提升水分生产力4.旱地农业技术演替历程谢谢，敬请指正！谢谢，敬请指正！