農(nóng)業(yè)化控節(jié)水技術(shù)原理及應(yīng)用

前言

　　化控節(jié)水技術(shù)是利用化學(xué)物質(zhì)調(diào)控土壤和作物水分狀況，來達(dá)到抑制土壤蒸發(fā)、防止?jié)B漏、減少植物奢侈蒸騰、增產(chǎn)調(diào)質(zhì)的目的，進(jìn)而實現(xiàn)水分高效利用的一種新型節(jié)水技術(shù)。與其他節(jié)水技術(shù)相比，其具有操作簡便、投資少、見效快等優(yōu)點，是一種適宜于北方干旱地區(qū)節(jié)水、增產(chǎn)、調(diào)質(zhì)型農(nóng)業(yè)的綜合技術(shù)。在科研部門和生產(chǎn)企業(yè)的共同努力下，目前化控節(jié)水技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝基本成熟，應(yīng)用試驗研究不斷深入，在糧食作物、經(jīng)濟作物、花卉蔬菜、果樹苗木等多種作物上得到了應(yīng)用。但我國農(nóng)業(yè)化控節(jié)水技術(shù)領(lǐng)域的研究起步較晚，總體而言，目前還處于摸索階段，應(yīng)用性試驗較多，系統(tǒng)機理性研究缺乏；短期探索試驗較多，長期應(yīng)用型試驗研究缺乏；單一技術(shù)研究較多，綜合集成技術(shù)和綜合配套成型技術(shù)研究甚少，相應(yīng)的作物灌溉制度研究亦缺乏。為此，作者在北京市世界銀行節(jié)水項目節(jié)水灌溉專題“京郊主要果蔬農(nóng)業(yè)化控節(jié)水集成技術(shù)的試驗研究與示范推廣”（項目編號：BJOOS02-002）、北京市“九五”重大科技攻關(guān)項目“北京市現(xiàn)代化節(jié)水型農(nóng)業(yè)研究與示范”（項目編號：952360100）、北京市“九五”重大項目“北京市現(xiàn)代化農(nóng)村高效用水技術(shù)研究與-示范”（項目編號：Ho10710240113）、國家“63”重大專項“北方半干旱都市綠地灌溉區(qū)節(jié)水綜合技術(shù)體系集成與示范”（項目編號：2002AA224281-06）、內(nèi)蒙古科技攻關(guān)計劃“風(fēng)沙區(qū)草場生態(tài)整治水利綜合技術(shù)示范與推廣”及北京市水利局項目“非工程抗旱節(jié)水試驗研究”等項目的資助下，圍繞土壤保水劑、植物抗蒸騰劑、土壤結(jié)構(gòu)改良劑三種目前國內(nèi)外常用化控節(jié)水劑，從2000年開始，開展了包括“京郊山區(qū)果園典型蓄水保墑技術(shù)試驗研究”、“有機栽培條件下水肥環(huán)境對盆栽番茄生長影響的試驗研究”、“植物抗蒸騰劑對葉片氣孔行為及水分利用效率的影響”、“保水劑吸水特征機理及其對土壤水分運動過程的影響”、“PAM對坡地水分入滲及土壤流失影響的研究”、“京郊地區(qū)果樹化學(xué)抗旱節(jié)水集成技術(shù)模式研究”、“典型生化制劑在果園中的應(yīng)用試驗研究”、“FA旱地龍對作物水分生理及生長特性影響效應(yīng)的試驗研究”、“大葉黃楊水分利用效率模型及兩種抗旱劑的節(jié)水效應(yīng)研究”、“土壤水分及抗旱劑對草地早熟禾蒸散與生長發(fā)育影響的研究”、“典型化控節(jié)水制劑節(jié)水機理及其集成應(yīng)用研究”等10余項與農(nóng)業(yè)化控節(jié)水原理及其協(xié)同調(diào)控技術(shù)模式有關(guān)內(nèi)容的系統(tǒng)研究。

內(nèi)容概要

　　本書圍繞著土壤保水劑、植物抗蒸騰劑、土壤結(jié)構(gòu)改良劑三種目前國內(nèi)外常用化控節(jié)水制劑類型，對農(nóng)業(yè)化控節(jié)水原理及其協(xié)同調(diào)控技術(shù)模式進(jìn)行了系統(tǒng)的論述。本書分為上下兩篇，上篇為基礎(chǔ)理論研究，包括三種典型化控制劑的節(jié)水、增產(chǎn)、調(diào)質(zhì)效應(yīng)；三種化學(xué)制劑典型產(chǎn)品的作用機理；基于聯(lián)合應(yīng)用化控節(jié)水制劑的農(nóng)業(yè)化控節(jié)水協(xié)同調(diào)控技術(shù)。下篇為應(yīng)用技術(shù)研究，介紹了協(xié)同調(diào)控技術(shù)在蘋果、桃、葡萄、番茄、辣椒、甜瓜、西瓜、大葉黃楊、早熟禾等不同植物種植園的應(yīng)用。　　本書可作為農(nóng)業(yè)水土工程、環(huán)境工程、土壤物理等專業(yè)研究生和高年級本科生的參考教材，也可供相關(guān)專業(yè)科研、教學(xué)和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言 　第1章 緒論 　　1.1 國內(nèi)外農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展動態(tài) 　　1.2 農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 　　1.3 化控節(jié)水技術(shù)及發(fā)展態(tài)勢 　　參考文獻(xiàn) 上篇 基礎(chǔ)理論研究 　第2章 農(nóng)業(yè)化控節(jié)水劑產(chǎn)品的制備與發(fā)展 　　2.1 保水劑 　　2.2 土壤結(jié)構(gòu)改良劑 　　2.3 植物抗蒸騰劑 　　參考文獻(xiàn) 　第3章 土壤保水劑 　　3.1 保水劑的結(jié)構(gòu)、類型及特性 　　3.2 保水劑吸水機制 　　3.3 保水劑的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及進(jìn)展 　　3.4 保水劑施用技術(shù)體系 　　參考文獻(xiàn) 　第4章 土壤結(jié)構(gòu)改良劑 　　4.1 土壤結(jié)構(gòu)改良劑的類型、性質(zhì)及新產(chǎn)品 　　4.2 土壤結(jié)構(gòu)改良劑作用機制 　　4.3 聚丙烯酰胺 　　4.4 有機抗旱劑BGA 　　參考文獻(xiàn) 　第5章 植物抗蒸騰劑 　　5.1 應(yīng)用植物抗蒸騰劑的理論基礎(chǔ) 　　5.2 植物抗蒸騰劑的類型及作用機理 　　5.3 黃腐酸 　　5.4 脫落酸 　　參考文獻(xiàn) 　第6章 保水劑吸釋水特性及其對土壤水分運移過程的影響 　　6.1 研究方法 　　6.2 保水劑的吸釋水特性 　　6.3 保水劑微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)及其分形特征 　　6.4 保水劑對土壤物理性質(zhì)的影響及時效性 　　6.5 保水劑對土壤水分運動過程的影響 　　6.6 施用保水劑條件下的一維垂直入滲的動態(tài)模擬 　　參考文獻(xiàn) 　第7章 植物抗蒸騰劑對葉片氣孔行為及水分利用效率的影響 　　7.1 試驗材料與方法 　　7.2 抗蒸騰劑對日耗水量的影響 　　7.3 抗蒸騰劑對葉片氣孔微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響 　　7.4 抗蒸騰劑對葉片光合、蒸騰及水分利用效率的影響 　　7.5 局部噴施黃腐酸對葉片氣孔行為的影響 　　7.6 討論與結(jié)論 　　參考文獻(xiàn) 　第8章 土壤結(jié)構(gòu)改良劑PALM對降雨入滲的影響 　　8.1 試驗設(shè)計 　　8.2 PAM對坡地徑流量的影響 　　8.3 PAM對坡地侵蝕產(chǎn)沙量影響的試驗研究 　　參考文獻(xiàn) 　第9章 農(nóng)業(yè)化控節(jié)水制劑協(xié)同調(diào)控技術(shù)的理論基礎(chǔ)及通用模式 　　9.1 理論基礎(chǔ) 　　9.2 通用技術(shù)模式 　　參考文獻(xiàn) 下篇 應(yīng)用技術(shù)研究 　第10章 協(xié)同調(diào)控技術(shù)在京郊蘋果上的應(yīng)用研究 　　10.1 試驗方法 　　10.2 化控節(jié)水劑對土壤水分的影響 　　10.3 化控節(jié)水劑對蘋果生產(chǎn)及生長的影D向 　　10.4 保水劑作用下的蘋果園灌溉制度分析 　　10.5 結(jié)論與建議 　　參考文獻(xiàn) 　第11章 協(xié)同調(diào)控技術(shù)在京郊桃樹上的應(yīng)用研究 　　11.1 試驗方法 　　11.2 化控節(jié)水制劑對桃園土壤水分的影響 　　11.3 化控節(jié)水劑對桃樹生產(chǎn)和品質(zhì)的影響 　　11.4 經(jīng)濟效益分析 　　11.5 結(jié)論與建議 　　參考文獻(xiàn) 　第12章 協(xié)同調(diào)控技術(shù)在京郊葡萄上的應(yīng)用研究 　　12.1 試驗方法 　　12.2 化控節(jié)水劑的保墑效果 　　12.3 化控節(jié)水劑對葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 　　12.4 經(jīng)濟效益分析 　　12.5 結(jié)論與建議 　　參考文獻(xiàn) 　第13章 協(xié)同調(diào)控技術(shù)在京郊溫室瓜菜上的應(yīng)用研究 　　13.1 化控節(jié)水技術(shù)在溫室番茄上的應(yīng)用 　　13.2 化控節(jié)水技術(shù)在溫室甜瓜上的應(yīng)用 　　13.3 化控節(jié)水技術(shù)在溫室辣椒上的應(yīng)用 　　13.4 化控節(jié)水技術(shù)在溫室西瓜上的應(yīng)用 　　參考文獻(xiàn) 　第14章 協(xié)同調(diào)控技術(shù)在城市綠化闊葉灌木上的應(yīng)用研究 　　14.1 試驗方法 　　14.2 BGA對大葉黃楊耗水及生長的影響 　　14.3 不同光溫條件下BGA對大葉黃楊生長及耗水的影響 　　14.4 BGA對大葉黃楊光合特性的影響 　　14.5 FA旱地龍對大葉黃楊光合特性的影響 　　14.6 結(jié)論和建議 　　參考文獻(xiàn) 　第15章 協(xié)同調(diào)控技術(shù)在綠化草坪上的應(yīng)用研究 　　15.1 試驗方法 　　15.2 化控節(jié)水劑對草地早熟禾蒸散的影響 　　15.3 化控節(jié)水劑對草地早熟禾生理特性的影響 　　15.4 化控節(jié)水劑對草地早熟禾生長的影響 　　15.5 化控節(jié)水劑對草坪草質(zhì)量的影響 　　15.6 化控節(jié)水劑對小區(qū)草坪草生長及質(zhì)量的影響 　　15.7 化控節(jié)水劑最佳施用量分析 　　15.8 結(jié)論與建議 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　產(chǎn)品與材料也在不斷更新?lián)Q代，從天然材料到人工合成材料，從低相對分子質(zhì)量產(chǎn)品向高相對分子質(zhì)量產(chǎn)品，從單一功能向多功能發(fā)展。美國、加拿大、日本、比利時、法國、德國、以色列等在這一領(lǐng)域有著較大的優(yōu)勢，包括保水劑、種衣劑、抗蒸騰劑和土壤調(diào)理劑，如日本的MAT，比利時的BIT、FAM和TC，美國的HU-MATE、AMI-SORB等是其中較有代表性的產(chǎn)品。僅1999～2000年全球新研制的農(nóng)用新制劑就有近200種，超過近二十年的總和，其中美國、德國、日本三國就占到80％之多。　　1.1.2 我國農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展動態(tài)　　1949年以來，我國農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展遵循水旱并舉的總體思路，在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉和旱作農(nóng)業(yè)節(jié)水兩個領(lǐng)域開展了一系列技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，取得了舉世矚目的成就。近二_卜年來，特別是“九五”期間，我國在大中型灌區(qū)節(jié)水改造，節(jié)水灌溉與旱作節(jié)水示范，農(nóng)業(yè)節(jié)水前沿與關(guān)鍵技術(shù)研究，農(nóng)業(yè)節(jié)水關(guān)鍵設(shè)備與重大產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等方面取得了較大進(jìn)展?！笆濉逼陂g，在科技部組織的節(jié)水農(nóng)業(yè)重大專項中建設(shè)了15個不同類型的現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)示范區(qū)，把農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)體系集成與示范推進(jìn)到了新的水平。根據(jù)我國國情，我國科技工作者在繼承傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)精華的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地建立了中國特色的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)體系，形成了自己的優(yōu)勢和特色。但由于與農(nóng)業(yè)節(jié)水有關(guān)的材料科學(xué)、制造技術(shù)、信息技術(shù)及生物技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的落后，我國在農(nóng)業(yè)節(jié)水高技術(shù)領(lǐng)域尚缺乏有說服力和競爭力的重大突破。同樣，在應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，由于技術(shù)的發(fā)展沒有很好兼顧區(qū)域特點和標(biāo)準(zhǔn)化，已有的技術(shù)難以進(jìn)行整體配套，技術(shù)效益不僅難以發(fā)揮，而且極不穩(wěn)定?！　≡诠?jié)水灌溉技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)方面，我國自行研制的各種噴灌機具、微灌設(shè)備、滴灌和渠道防滲材料等，已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)。在噴灌方面改進(jìn)和開發(fā)出一批新型的灌溉設(shè)備，包括外混式自吸泵、高強度噴灌用鋁合金管材、具有自泄功能的高密封性新型金屬快速接頭、調(diào)壓給水栓及節(jié)能低造價的恒壓灌溉設(shè)備。噴灌設(shè)備的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化更加完善，大中小型噴灌機組已形成系列，管材、管件配套齊全，各種形式噴灌系統(tǒng)的設(shè)計、施工、運行管理日臻完善，已形成了整套比較成熟的技術(shù)。微灌設(shè)備研制成績顯著，研制、改進(jìn)和開發(fā)出射程遠(yuǎn)、霧化好的折射式和耐久性能高的旋轉(zhuǎn)式微噴頭，穩(wěn)壓性能好的壓力一流量調(diào)節(jié)器，密封性高的微噴連接件，水動式施肥泵，水動反沖洗沙過濾器，平面迷宮式滴頭，毛管移動機具，地下滴灌專用滴頭，經(jīng)濟型內(nèi)鑲式滴灌帶，一次性滴灌帶；形成了灌水器、管材與管件、凈化過濾設(shè)備、施肥設(shè)備、控制閥及安全閥五大類設(shè)備產(chǎn)品系列，配套比較齊全，品種規(guī)格較多。　　……

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