旱作農(nóng)田根域集水種植技術(shù)研究

前言

　　全球淡水資源日趨緊張，干旱面積不斷擴大，干旱程度日益加劇，旱地農(nóng)業(yè)的研究與開發(fā)越來越引起人們的關(guān)注。我國旱地主要分布在北方16個省（直轄市、自治區(qū)），北方旱地農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)的重要組成部分，在我國21世紀農(nóng)業(yè)發(fā)展中占有重要的地位。該地區(qū)是我國糧、棉、油、豆的重要產(chǎn)地，也是林果業(yè)和畜牧業(yè)的重要基地，名特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品資源豐富。提高北方旱農(nóng)區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平對保證我國糧食安全具有重要意義?！　∷Y源短缺是制約該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個主要因素。農(nóng)業(yè)用水緊缺在相當程度上是水資源有效利用率低下造成的。目前，旱農(nóng)地區(qū)對自然降水及轉(zhuǎn)化為土壤水的平均利用率還較低，旱作農(nóng)業(yè)區(qū)的有限降水并未得到充分利用，致使當前農(nóng)田實際生產(chǎn)力水平顯著低于當?shù)亟邓a(chǎn)潛勢?！　【C觀現(xiàn)有研究，研究者在覆蓋栽培、保護性耕作、集雨補灌、抗旱作物和品種選用等方面均做了不少工作，并取得了明顯成效；但針對旱地雨水就地蓄積利用的技術(shù)開發(fā)研究還不夠系統(tǒng)深入。賈志寬教授及其研究團隊依托承擔的各類課題，多年來在不同類型旱農(nóng)區(qū)圍繞降水高效利用致力于旱地農(nóng)業(yè)研究，《旱作農(nóng)田根域集水種植技術(shù)研究》一書是對他們“九五”以來研究工作的一個頗具特色的反映。該書在總結(jié)分析國內(nèi)外集水農(nóng)業(yè)研究的基礎(chǔ)上，較為全面地介紹了他們在半干旱區(qū)及半濕潤易旱區(qū)開展的農(nóng)田集雨種植試驗研究的工作進展。從書中介紹的內(nèi)容看，“根域集水種植”抓住了當前旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，思路有創(chuàng)意，研究內(nèi)容豐富，研究成果符合當前實際，易于采用。他們多年、多點、多作物的研究表明，該技術(shù)體系增產(chǎn)效果顯著，可以極大地提高旱區(qū)降水生產(chǎn)率，在旱農(nóng)區(qū)具有良好的推廣前景。　　該書的出版，為從事旱農(nóng)研究的科技人員提供了一部有價值的參考讀物，其內(nèi)容對豐富旱農(nóng)理論也有一定意義。盡管書中內(nèi)容和研究工作仍有一些地方需要進一步完善，但它對生產(chǎn)的價值和給予我們的啟示是十分可貴的。在該書出版之際，愿以序為賀。

內(nèi)容概要

　　《旱作農(nóng)田根域集水種植技術(shù)研究》是依托省、部及國家科技項目，在作物根域集水種植技術(shù)多年研究工作的基礎(chǔ)上，對研究工作進行的系統(tǒng)性和階段性總結(jié)，主要內(nèi)容反映了作者近十五年旱作農(nóng)業(yè)研究中獨具特色的部分。內(nèi)容包括：國內(nèi)外根域集水種植研究進展、根域集水種植的農(nóng)田水溫狀況、根域集水種植對作物光合生理生態(tài)特性的影響、根域集水種植對作物生長發(fā)育的影響、根域集水種植對土壤速效養(yǎng)分及利用效率的影響、根域集水種植農(nóng)田的水分調(diào)控、根域集水種植帶型的優(yōu)化設計、半干旱偏旱區(qū)主要作物根域集水種植技術(shù)研究、半濕潤偏旱區(qū)主要作物根域集水種植技術(shù)研究、半干旱區(qū)主要作物根域集水種植技術(shù)研究等方面?！　　逗底鬓r(nóng)田根域集水種植技術(shù)研究》可為從事旱地農(nóng)業(yè)研究、節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)、農(nóng)業(yè)資源高效利用方面的研究人員提供參考。

書籍目錄

序前言第一章 國內(nèi)外根域集水種植研究進展第一節(jié) 雨水集流的概念與類型一、雨水集流的概念二、雨水集流的類型第二節(jié) 根域集水種植的發(fā)展階段一、雨水集流與利用初始發(fā)展階段二、雨水集流基礎(chǔ)研究及根域集水種植技術(shù)模式初步形成階段三、集水技術(shù)系統(tǒng)研究及根域集水種植技術(shù)快速發(fā)展階段第三節(jié) 集水農(nóng)業(yè)理論基礎(chǔ)一、自然降水資源的時間空間分配二、雨水利用潛力三、集水農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式第四節(jié) 根域集水種植國外研究進展一、降雨特性對徑流的影響二、下墊面特征對徑流的影響三、地形對徑流的影響四、雨水集流的模型第五節(jié) 根域集水種植國內(nèi)研究進展一、根域集水種植產(chǎn)量效果二、根域集水種植帶型及集水效果三、關(guān)于根域集水種植影響作物生產(chǎn)力與降雨量關(guān)系的探索四、存在問題五、我國根域集水種植技術(shù)發(fā)展前景展望第二章 根域集水種植的農(nóng)田水溫狀況第一節(jié) 試驗設計與測定方法一、試驗區(qū)概況二、試驗設計三、測定方法第二節(jié) 作物生育期農(nóng)田水分動態(tài)變化一、集水效率二、玉米生育期農(nóng)田水分動態(tài)變化第三節(jié) 農(nóng)田土壤溫度效應一、玉米生育期耕層5cm、10cm、15cm和20cm處土壤溫度及變化二、玉米生育期耕層0～20cm平均地溫三、玉米播種前期土壤表層10cm處地溫變化第三章 根域集水種植對作物興合?，q牛態(tài)特性的影響第一節(jié) 測定項目與方法一、光合測定二、葉綠素熒光測定三、相對葉綠素含量測定第二節(jié) 根域集水種植對作物功能葉片光合參數(shù)的影響根域集水種植對玉米功能葉片光合參數(shù)的影響第三節(jié) 根域集水種植對作物功能葉片熒光參數(shù)的影響根域集水種植對玉米功能葉片熒光參數(shù)的影響第四節(jié) 根域集水種植下作物功能葉SPAD值的變化第四章 根域集水種植對作物生長發(fā)育的影響第一節(jié) 根域集水種植對作物生育進程與生物量的影響一、生育進程二、株高三、功能葉面積四、生物量累積五、玉米單株株高、葉面積和生物量累積動態(tài)模型特征值分析六、玉米單株地上、地下部生物量及根冠比七、干物質(zhì)分配第二節(jié) 根域集水種植對作物根系生長的影響第三節(jié) 根域集水種植的作物產(chǎn)量與水分利用效率一、籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素二、籽粒產(chǎn)量水分利用效率三、微集水種植玉米適宜生育期雨量范圍探討第五章 根域集水種植對土壤速效養(yǎng)分及利用效率的影響第一節(jié) 測定項目與方法一、土壤速效養(yǎng)分的測定二、植物及土壤全N、全P、全K的測定三、農(nóng)田養(yǎng)分利用效率第二節(jié) 根域集水種植對根層速效養(yǎng)分的影響一、耕層（0～40cm）土壤速效N（堿解N）、速效P、速效K和有機質(zhì)含量二、農(nóng)田（0～100cm）土壤速效N、速效P、速效K和有機質(zhì)各層分布第三節(jié) 根域集水種植對農(nóng)田養(yǎng)分利用效率的影響一、單株養(yǎng)分吸收量二、養(yǎng)分利用效率（NUE）三、養(yǎng)分收獲指數(shù)（NH1）第六章 根域集水種植農(nóng)田的水分調(diào)控第一節(jié) 溝壟系統(tǒng)與集水功能一、溝壟系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述二、溝壟系統(tǒng)的集水功能解析第二節(jié) 根域集水種植農(nóng)田水分調(diào)控效果一、試驗及數(shù)據(jù)處理方法二、微集水種植農(nóng)田的蓄水效果三、微集水種植農(nóng)田的保墑效果四、小結(jié)第七章 根域集水種植帶型的優(yōu)化設計第一節(jié) 帶型優(yōu)化設計的基本問題及思路一、帶型優(yōu)化設計的基本問題二、帶型優(yōu)化設計的基本思路第二節(jié) 優(yōu)化設計的基本方法一、集種比值優(yōu)化設計二、溝壟間幾何關(guān)系參數(shù)的優(yōu)化設計三、帶型優(yōu)化設計中存在的問題第三節(jié) 根域集水種植帶型優(yōu)化模式試驗第八章 半干旱偏旱區(qū)谷子根域集水種植技術(shù)研究第一節(jié) 不同帶型對谷子生長發(fā)育及光合生理的影響一、試驗點概況及試驗方法和材料二、結(jié)果與分析三、小結(jié)第二節(jié) 不同帶型的邊際效應及產(chǎn)量效果分析一、邊際效應二、邊行和中行的增產(chǎn)效應三、產(chǎn)量四、水分利用效率五、經(jīng)濟效益分析六、谷子最佳溝壟寬度的確定第九章 半干旱偏旱區(qū)糜子根域集水種植技術(shù)研究第一節(jié) 不同帶型對糜子生長發(fā)育及光合生理的影響一、試驗點概況及試驗方法和材料二、結(jié)果與分析第二節(jié) 不同帶型的邊際效應及產(chǎn)量效果分析一、邊際效應二、糜子產(chǎn)量和水分利用效率三、經(jīng)濟效益分析四、小結(jié)第十章 半干旱偏旱區(qū)玉米根域集水種植技術(shù)研究第一節(jié) 不同帶型對玉米生長發(fā)育及光合生理的影響一、試驗點概況及試驗方法和材料二、結(jié)果與分析第二節(jié) 不同帶型的產(chǎn)量效果分析一、玉米產(chǎn)量和水分利用效率二、玉米穗部性狀三、經(jīng)濟效益分析第十一章 半濕潤偏旱區(qū)玉米根域集水種植技術(shù)研究第一節(jié) 試驗設計與測定方法一、試驗區(qū)概況二、試驗設計三、測定項目與方法第二節(jié) 不同覆蓋模式下根域集水種植農(nóng)田水溫狀況一、玉米生育期土壤水分狀況二、土壤溫度第三節(jié) 不同覆蓋模式下根域集水種植對玉米生長發(fā)育的影響一、生育進程二、玉米株高三、玉米生物量四、籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素五、籽粒產(chǎn)量水分利用效率第十二章 半干旱區(qū)作物根域集水種植技術(shù)研究第一節(jié) 旱地胡麻根域集水種植技術(shù)研究一、試驗設計二、結(jié)果與分析第二節(jié) 馬鈴薯根域集水種植模式研究一、試驗設計二、結(jié)果與分析第二節(jié) 土米根域集水結(jié)合覆蓋種植技木研究一、試驗設計二、結(jié)果與分析第四節(jié) 旱地冬小麥根域集水種植增產(chǎn)效應及土壤水分動態(tài)一、試驗設計二、結(jié)果與分析參考文獻圖版

章節(jié)摘錄

　　我國很早就注意對旱區(qū)農(nóng)業(yè)的研究，以后又提出了，“早地農(nóng)業(yè)”、“旱作農(nóng)業(yè)”等，但大規(guī)模的旱地農(nóng)業(yè)開發(fā)也只是近些年的事。在20世紀80年代，為解決貧困山區(qū)人畜飲水問題，我國科學家開始對集水技術(shù)進行初步研究。同期，從事干旱生態(tài)、干旱氣象和旱地農(nóng)業(yè)研究方面的專家在分析以往旱農(nóng)研究生產(chǎn)成效和局限的基礎(chǔ)上，指出了旱農(nóng)地區(qū)集水農(nóng)業(yè)的研究和發(fā)展思路，聯(lián)合提出了“集水農(nóng)業(yè)”命題?！　?0世紀90年代，在政府的支持和科技人員的努力下，以集水技術(shù)為依托建立了初具規(guī)模的庭院經(jīng)濟集水農(nóng)業(yè)模式。集流面的類型主要為混凝土庭院、屋頂、土路面和柏油路面，收集的雨水貯存在混凝土薄殼水窖及傳統(tǒng)的紅膠泥旱井中。水窖主要分布在庭院旁或接近路面的田池中，收集的雨水除人畜飲水外，還結(jié)合點灌和微灌措施發(fā)展果園、蔬菜及花卉和小規(guī)模的大田作物生產(chǎn)。如甘肅的“121”工程，陜西的“甘露工程”，山西的“123”工程，寧夏的“窖窯工程”和內(nèi)蒙古即將啟動的“11338”工程。甘肅的“121工程”、寧夏的“窯窖工程”和陜西的“甘露工程”已形成一定規(guī)模。同時我國在黃土高原區(qū)大面積推廣集流梯田和田間微集水覆蓋措施，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面獲得顯著成效。1996年，趙松嶺編著了《集水農(nóng)業(yè)引論》，從而確立了集水農(nóng)業(yè)思想。《集水農(nóng)業(yè)引論》一書的出版，發(fā)展了傳統(tǒng)旱地農(nóng)業(yè)思想，確立了現(xiàn)代旱地農(nóng)業(yè)新的研究方向。實踐證明，發(fā)展集水農(nóng)業(yè)是發(fā)展干旱地區(qū)農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)的成功之路，也是解決山區(qū)干旱和防治水土流失的有效途徑。目前，我國的集水農(nóng)業(yè)實踐在宏觀上注意解決干旱與水土流失問題，在微觀上注意解決3個問題：一是根據(jù)降水和坡面產(chǎn)流情況，正確確定產(chǎn)流區(qū)與承流區(qū)的面積比；二是處理好“需水”與“蓄水”的關(guān)系，以使貯水量既可滿足植物生長需要，又能以安全、合理利用為原則；三是注意給洪水留出路，興修適當?shù)呐潘O施。同時要正確處理好生態(tài)治理與經(jīng)濟開發(fā)之間關(guān)系這一核心問題。我國旱區(qū)、水土流失區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟的發(fā)展離不開集水農(nóng)業(yè)。隨著社會的發(fā)展和山區(qū)經(jīng)濟的振興，生產(chǎn)實踐會不斷給集水農(nóng)業(yè)提出新的、更高的要求，集水農(nóng)業(yè)必然向多層次、高層次的目標推進，進人園田化、集約化、藝術(shù)化的新階段（趙松嶺，1996），與此同時，根域集水種植技術(shù)的發(fā)展也更加廣義化和多元化。

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