農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉理論與模式

前言

　　我國水資源匱乏，水資源供需矛盾、用水浪費與日益嚴峻的水污染，已經(jīng)嚴重制約了國家經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，成為影響國家安全與發(fā)展的重大問題。推行高效節(jié)水農(nóng)業(yè)是緩解我國水資源緊缺狀況、促進水資源永續(xù)利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項根本性措施，也是新時期保障我國糧食生產(chǎn)安全、水安全和生態(tài)安全的重大戰(zhàn)略舉措。推行高效節(jié)水農(nóng)業(yè)，須以現(xiàn)代農(nóng)田灌溉理論為基礎(chǔ)，變革傳統(tǒng)農(nóng)田灌溉技術(shù)。因此，對節(jié)水高效灌溉理論、作物需水機理、作物水分利用效率以及節(jié)水灌溉技術(shù)模式等進行系統(tǒng)研究，是節(jié)水農(nóng)業(yè)學科領(lǐng)域的迫切任務(wù)。農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉理論涉及農(nóng)田水利、土壤物理、植物生理、農(nóng)業(yè)氣象、農(nóng)田生態(tài)等眾多學科，需要從不同角度進行學科交叉研究?！掇r(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉理論與模式》一書以作者的博士學位論文（全國優(yōu)秀博士學位論文）的核心內(nèi)容為基礎(chǔ)，系統(tǒng)總結(jié)了作者及其團隊在“九五”國家重點科技攻關(guān)計劃項目、863計劃、國家自然科學基金等項目中的研究內(nèi)容，全面展示了我國農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉領(lǐng)域在節(jié)水灌溉的基本理論、基本方法、技術(shù)指標、高產(chǎn)節(jié)水優(yōu)質(zhì)機理和節(jié)水灌溉模式優(yōu)化等方面的最新研究成果。

內(nèi)容概要

本書基于室內(nèi)外試驗取得的豐富資料，對現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的基本理論、計算方法、模擬模型及技術(shù)指標進行了較深入地探索。本書內(nèi)容包括：作物蒸發(fā)蒸騰量及需水規(guī)律試驗研究、作物蒸發(fā)蒸騰量理論計算模型，土壤水分調(diào)控與作物生長效應(yīng)、作物生長模擬模型、節(jié)水灌溉作物一水模型與灌溉模式優(yōu)化等。    本書可供水利、氣象、農(nóng)學等領(lǐng)域從事節(jié)水農(nóng)業(yè)和水文、水資源研究的科技人員、教師參考，也可作為相關(guān)專業(yè)研究生與本科生的學習參考書。

作者簡介

彭世彰，水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室主任，河海大學教授，博士生導師，工學博士。中國農(nóng)業(yè)工程學會農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)委員會副主任，江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”中青年科技領(lǐng)軍人才，享受國務(wù)院特殊津貼。榮獲江蘇省跨世紀學術(shù)帶頭人、全國水利系統(tǒng)青年科技英才、南京市有突出貢獻中青年專家和全國五一勞動獎?wù)碌葮s譽稱號。主要從事節(jié)水灌溉理論及農(nóng)田生態(tài)效應(yīng)方面的科研和教學工作。提出了以“水稻控制灌溉”為代表的節(jié)水灌溉新理論，科研成果先后在全國1 0個省區(qū)推廣應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。負責和承擔國家自然科學基金重點項目、973計劃課題、863計劃課題等30余項，在國內(nèi)外核心期刊發(fā)表學術(shù)論文100余篇。獲國家科技進步獎二等獎2項、三等獎1項，省部級科技進步獎0余項。

書籍目錄

序前言第一章　緒論　1.1　農(nóng)業(yè)節(jié)水的基本概念　1.2　農(nóng)業(yè)節(jié)水的重要性　1.3　農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉理論研究動態(tài)　1.4　農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉理論基礎(chǔ)　　1.4.1　水分虧缺的作物生理響應(yīng)與適應(yīng)　　1.4.2　水分虧缺的作物生長響應(yīng)與適應(yīng)　　1.4.3　水分虧缺的作物補償效應(yīng)　1.5　節(jié)水灌溉試驗設(shè)計　　1.5.1　試驗研究基地　　1.5.2　試驗處理設(shè)計　　1.5.3　觀測項目與方法　參考文獻第二章　作物蒸發(fā)蒸騰量及需水規(guī)律試驗研究　2.1　作物蒸發(fā)蒸騰量與需水規(guī)律　2.2　節(jié)水灌溉模式的作物蒸發(fā)蒸騰量　　2.2.1　控制灌溉水稻蒸發(fā)蒸騰量　　2.2.2　覆膜旱作水稻蒸發(fā)蒸騰量　　2.2.3　主要旱作物蒸發(fā)蒸騰量　2.3　節(jié)水灌溉模式的作物需水規(guī)律　　2.3.1　控制灌溉模式的水稻需水規(guī)律　　2.3.2　覆膜旱作水稻需水規(guī)律　　2.3.3　主要旱作物需水規(guī)律　　2.3.4　鹽堿地控制灌溉+淋洗水稻需水規(guī)律　參考文獻第三章  作物蒸發(fā)蒸騰量理論計算模型　3.1　作物蒸發(fā)蒸騰量理論模型　　3.1.1　經(jīng)驗公式　　3.1.2　以水汽理論為基礎(chǔ)的半經(jīng)驗公式法　　3.1.3　能量平衡法　　3.1.4　熱量平衡與水汽擴散理論相結(jié)合的半經(jīng)驗公式　　3.1.5　基于阻抗模擬的FA056 Penman—Monteith方法　　3.1.6　FAO參考作物蒸發(fā)蒸騰量一作物系數(shù)法　　3.1.7　區(qū)域蒸發(fā)蒸騰量計算理論　3.2　參考作物蒸發(fā)蒸騰量計算模型　　3.2.1　參考作物階段蒸發(fā)蒸騰量計算　　3.2.2　參考作物日蒸發(fā)蒸騰量計算　3.3　參考作物蒸發(fā)蒸騰量計算方法選擇與評價　　3.3.1　參考作物蒸發(fā)蒸騰量試驗與分析　　3.3.2　基于實測參考作物蒸發(fā)蒸騰量的計算方法評價  　　3.3.3　基于FA056-PM的ET。計算方法評價　　3.3.4　Penman-Monteith公式計算參數(shù)的地區(qū)適用性評價　　3.3.5　基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參考作物蒸發(fā)蒸騰量估算與預測  　3.4　作物系數(shù)　　3.4.1　影響作物系數(shù)的因素　　3.4.2　主要農(nóng)作物的作物系數(shù)確定　　3.4.3　控制灌溉的水稻作物系數(shù)計算　　3.4.4　覆膜旱作的水稻作物系數(shù)計算　3.5　土壤水分應(yīng)力系數(shù)　　3.5.1　旱作物土壤水分應(yīng)力系數(shù)　　3.5.2　水稻土壤水分應(yīng)力系數(shù)　3.6　作物系數(shù)法計算控制灌溉水稻蒸發(fā)蒸騰量　　3.6.1　作物系數(shù)估算法及其修正　　3.6.2　水稻蒸發(fā)蒸騰量模擬計算　參考文獻第四章　土壤水分調(diào)控與作物生長效應(yīng)  4.1　土壤水分適宜調(diào)控指標　　4.1.1　旱作物節(jié)水灌溉土壤水分調(diào)控指標　　4.1.2　水稻控制灌溉土壤水分調(diào)控指標  　　4.1.3　覆膜早作水稻土壤水分調(diào)控指標    4.2　作物節(jié)水高效群體結(jié)構(gòu)　　4.2.1　土壤水分對作物莖蘗動態(tài)的影響  　　4.2.2　莖蘗消長模擬模型　……第五章　作物生長模擬模型第六章　節(jié)水灌溉作物-水模型與灌溉模式優(yōu)化參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第二章　作物蒸發(fā)蒸騰量及需水規(guī)律試驗研究　　作物需水量（crop water requirement）系指作物在適宜的土壤水分和肥力水平下，經(jīng)過正常生長發(fā)育，獲得高產(chǎn)時的植株蒸騰、棵間蒸發(fā)以及構(gòu)成植株體的水量之和。由于構(gòu)成植株體的水量與蒸騰及棵間蒸發(fā)相比其量很小，一般小于1％，這一微小部分可忽略不計，即在實際計算中認為作物需水量在數(shù)量上等于高產(chǎn)水平條件下的植株蒸騰量（transpiration）與棵間蒸發(fā)量（evaporation）之和，即蒸發(fā)蒸騰量，簡稱為騰發(fā)量，在本書中均采用蒸發(fā)蒸騰量來描述作物需水量。作物蒸發(fā)蒸騰量的單位一般以某時段或全生育期所消耗的水層深度（mm）或單位面積上的水量（m3/hm2）計?！　〕舭l(fā)蒸騰以外，農(nóng)田水分消耗另一條重要途徑是深層滲漏（或田間滲漏）。深層滲漏是指旱田中由于降水量或灌溉水量太多，使土壤水分超過了田間持水量，向根系吸水層以下的土層產(chǎn)生深層滲漏的現(xiàn)象。深層滲漏一般是無益的，且會造成水分和養(yǎng)分的流失，合理的灌溉應(yīng)盡可能地避免深層滲漏產(chǎn)生。田間滲漏是指水稻田的滲漏，由于水稻田經(jīng)常保持一定的水層，所以經(jīng)常產(chǎn)生滲漏且數(shù)量較大。因此，一般將蒸發(fā)蒸騰量與滲漏量分別計算。對水稻田而言，通常把水稻蒸發(fā)蒸騰量與稻田滲漏量之和稱為“田間耗水量”。　　作物蒸發(fā)蒸騰量與需水規(guī)律研究是提高作物水分生產(chǎn)率和制定節(jié)水灌溉制度的重要依據(jù)，對灌區(qū)規(guī)劃和灌溉管理決策具有極重要的指導意義。目前，針對不同作物進行的作物蒸發(fā)蒸騰量研究已成為一個重要的研究領(lǐng)域，引起了水資源規(guī)劃和工程研究者的廣泛關(guān)注（Kashyap et al.，2001）。隨著高效節(jié)水灌溉理論的提出，節(jié)水灌溉模式的作物蒸發(fā)蒸騰量及其變化規(guī)律已成為新的研究熱點，其研究成果將為節(jié)水灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、管理及運行提供基礎(chǔ)性依據(jù)，也將為未來水資源合理配置乃至經(jīng)濟結(jié)構(gòu)布局提供重要參數(shù)。深入研究節(jié)水灌溉模式下水旱作物新的需水規(guī)律，揭示階段蒸發(fā)蒸騰量變化、需水模比系數(shù)及蒸發(fā)蒸騰強度變化的定量結(jié)果，不僅能反映作物各階段需水特性及其對灌溉的敏感性，而且能為節(jié)水灌溉制度的制定、節(jié)水型灌區(qū)動態(tài)配水及灌溉預報提供科學依據(jù)。

圖書封面

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