第五期：蒸腾蒸发抑制技术、化学制剂保水技术、水肥耦合技术
第一部分：蒸腾蒸发抑制技术
一、黄腐酸抗旱剂
1、技术原理
黄腐酸，简称FA，是腐殖酸（HA）中分子量较小的水可溶组分。FA除具有HA的一般特征外，还具有自身的特点，即分子量较小，醌基、酚羟基、羧基等活性基团含量较高，生理活性强，易溶于水，易被植物吸收利用，水溶液成酸性等。因而FA对植物起着以调控水分为中心的多种生理功能，是一种调节植物生长型的抗蒸腾剂。
（1）缩小气孔开张度，抑制水分蒸腾：叶面当日喷施抗旱剂一号，气孔开张度明显降低。次日测定，小麦叶片气孔平均开张度0.6μ米，对照为2.2μ米，直喷剂后第10天仍然明显，小麦的蒸腾强度在14天内平均降低40%。喷剂一次引起气孔导性降低所持续的时间为12～20天，在水分调控上达到保水节流。
（2）增加叶绿素含量，促进光合作用：小麦在孕穗期遭受干旱后植株发黄，叶绿素含量下降，而喷施FA后叶色浓绿，小麦旗叶叶绿素含量较对照增加0.35毫克每克干叶，倒二叶增加0.5毫克每克干叶，这一现象一直可以维持到生长中后期。旗叶、倒二叶光合产物在籽粒形成中占据到35.1%，从而有利于光合作用的正常进行。
（3）提高根系活力，防止早衰：研究证明，叶片衰老指数，即基部叶片与顶部叶片叶绿素含量的比值，与根系活力呈显著正相关。叶面喷施FA后，促进了根系活力，增强了从土壤深层对矿物质和水分的吸收能力，一般比对照多吸收13%～40%，表现出叶片衰老明显减缓，在水分调控上达到增墒开源。
（4）减慢土壤水分消耗，改善植株水分状况：由于FA制剂抑制蒸腾，使土壤水分消耗减慢，土壤含水率相应提高。喷剂9天植株总耗水量比对照减少6.3%～13.7%，土壤含水率相应提高0.8%～1.3%，从而改善了植株水分平衡状况。
2、技术要点
（1）拌种
密植作物配比用量为种子∶FA∶水=50千克∶200克∶5千克；稀植作物配比用量为种子∶FA∶水=50千克∶100克∶5千克。方法是将200克FA溶解在5千克水中，然后将药液洒在种子上掺拌均匀，堆闷2～4小时后即可拌种。
（2）喷施
喷施技术直接影响FA效果的发挥，故应严格遵守各项要求。
a.最佳喷期：一般原则是在作物生长期中遇到干旱时都可喷施。但在作物的"水分临界期"即作物对干旱、干热风特别敏感的时期喷施效果最好。
b.喷施次数：一般对当季作物喷施一次即可，若遇严重持续干旱，可在间隔15～20天后喷施第二次。
c.喷施浓度：冬小麦每公顷用量0.75千克，玉米每公顷用量1.125千克，均加900千克水稀释喷雾。
d.稀释方法：合格产品极易被水稀释而不留沉淀。某些产品黏性增加，抗硬水能力差，则采用50摄氏度热水搅拌至胶状液后，再加水稀释至所需浓度。
e.喷雾机具：一般用背负式喷雾器，要求机具压力大、雾墒细、雾化好。面积较大的喷施最好选用机动喷雾器，使用弥雾机效果最好。
f.喷施时间：晴天上午10点前或下午4点后为最佳喷施时间。中午炎热，刮风时节或下雨前后喷施效果最差，甚至无效。
g.混配须知：可与酸性农药复配混用，以增效缓释。
h.喷施要领：基本要求是要保证农作物功能叶片均匀受药。如冬小麦以旗叶和倒二叶为中心的上部叶片必须受药，喷量以刚从叶片上滴落雾滴为度，并检查叶片上是否均匀分布褐色雾滴作为喷雾的质量标准。
3、适用作物
适用于各类作物，尤其是经济价值较高的作物。
4、适用条件
黄腐酸抗旱剂在我国南北各地均适用，各地在使用时应视植株大小、当地水质状况、土壤状况选择适宜用量，如植株大、水的硬度高、土壤呈碱性时，用量可稍加大，反之宜降低用量。
5、与其他节水措施的关联性
FA旱地龙的使用作为一种非工程性抗旱节水措施，可以与已有的工程性节水措施、其他非工程抗旱节水措施结合起来集成运用，使FA旱地龙的抗旱、节水、增产功效充分发挥出来。
6、使用成本
FA旱地龙的价格一般20～30元每千克，每亩施用成本5～10元。
7、节水、增产、增效综合效果
中国农业大学在北京密云对苹果树的试验表明，在有限灌水条件下黄腐酸类抗旱剂FA旱地龙对果树的生长发育、保墒能力、果实品质及产量的影响。果树施用FA旱地龙后，有抗旱增产效果，增产幅度可达4.88%~7.32%，平均单果质量增加4.2%~8.4%，并且使果实品质得到改善；与充分灌溉条件相比，水分利用效率也有所提高，每公顷节约灌溉水量487.5立方米。
宁夏固原地区农科所对马铃薯喷施黄腐酸的试验结果，喷施不同量的黄腐酸后，马铃薯产量比对照提高9.17%~52.96%。以喷施黄腐酸3750米每公顷增产效果最明显，比对照增产4250千克每公顷，增产率为52.96%。
新疆巴楚县农技推广中心的试验表明，棉花生产使用旱地龙，单产可增7.4～24.8千克每亩，增产率达到7.38%～24.1%。而且可以改善棉花品质，如纤维长度、衣分都有提高。不同施用时期与施用量的亩均增收在169～280元之间。
8、推广应用总体情况
（1）应用情况：FA旱地龙目前已在全国28个省区推广66.7多万公顷(1000多万亩)。
（2）限制因素：
a. 宣传力度不够，影响推广效果，缺乏广告宣传和各种媒体宣传力度，人们对"旱地龙"的使用效果和科技含量缺乏认识。
b. 推广营销渠道单一：单靠水利系统推广和营销缺乏农牧、烟草、农资等部门的推广和营销难以形成合力。难以做到宣传到位，推广到位，销售到位。
c. 农民科技意识不强：多数农民难以相信"旱地龙"的使用效果，认为自然灾害是不可抗逆的，难以形成主动购买、自愿使用的售销环节。
（3）推广措施：各地的农业科技推广部门以实施"科技入户工程"为主体，实行科技人员进村入户，深入田间地块，现场讲授使用方法。并加大培训推广力度，采取省市培训师资，县乡培训农民的方法进行。
9、技术支撑条件
（1）技术依托单位：各地水利、农业技术部门。
（2）供货渠道：新疆汇通旱地龙腐植酸有限责任公司、陕西黄腐酸科技开发有限责任公司。
二、 水面蒸发抑制剂
1、技术原理
能够在水面形成单分子膜并能抑制水面蒸发的制剂称之为水面蒸发抑制剂，在化学上属于表面活性剂的范畴。这类物质为直链的高级脂肪族化合物，碳原子数目在11个以上，具有抑制水分蒸发的能力。其分子具有不对称结构，一端含有极性的亲水基团，另一端具有非极性疏水基团，将这种乳液喷于水面后，分子中的疏水基团由于与水排斥而转向空间，亲水基团转向水中，与水分子发生缔合。这样水与单分子膜物质间牢牢吸引，在水面就会形成肉眼看不见的单分子膜层，膜层厚度为0.0025微米，对水面产生较高的表面压力，阻挡水分子向大气中扩散。同时单分膜层分子间的空隙可让氧气和二氧化碳透过，而水分子却通不过，因而能有效抑制水分蒸发。当然，由于抑制了水分蒸发，使蒸发潜热积累于水中，从而可提高水温。
它的主要功能：
（1）抑蒸性：这是水面蒸发抑制剂的主要功能。在水面形成单分子膜层，阻挡水分子向外逸出，其抑制蒸发率室内为70%～90%，野外为22%～45%。
（2）增温性：由于抑制蒸发在水中累积蒸发耗热，从而提高水温，一般增温幅度为4.0～8.2摄氏度。
（3）扩散性：这类制剂喷施水面后能迅速形成连续均匀的单分子膜层。由于膜内加有扩散剂，当膜层破裂后能自动扩散恢复合拢。扩散性与温度有关，温度高扩散快，温度低则扩散慢。
（4）抗风性：单分子膜层对风敏感，当风速为0.8米每秒时，膜层就会随风移动，风速为3米每秒时有助于膜层的扩散和提高抑制蒸发率，当风速超过3米每秒时，单分子膜被风吹成褶皱破裂而失效。
（5）有效性：喷施一次有效性可维持3～7天。由于氧气和二氧化碳均能透过，对植物、鱼类无害。
2、技术要点
（1）喷施
将水面抑制蒸发剂加水稀释10～30倍成为水乳液，然后用喷雾器喷洒水面，即自动扩散成膜。
（2）挂施
将水面抑制蒸发剂的水乳液用纱布包好，挂在水稻田水流入水口处，经流水缓慢冲击，乳液从纱布团中不断浸出，随漂浮水面扩散成膜，经流水带动扩散使整块稻田水面全部成膜。
3、适用条件
水面抑制蒸发剂无毒、无污染，对人畜安全，并能为生物降解。技术简单，无需增添专用设备，易于农民掌握，适合于我国南北方广大地区。
三、土壤保墒剂
1、技术原理
裸露土壤中的水分主要是通过蒸发散失。散失途径有两条：一是毛管水通过毛细管上升作用不断输送到地表损失；二是以气态水的方式扩散到空气中损失。将成膜制剂喷于土表，干燥后即可形成多分子层的化学保护膜固结表土，阻隔土壤水分以气态水方式进入大气。同样以土壤结构改良剂混合土壤，可显著增加土壤水稳性团粒结构，从而阻断土壤毛管水的连续性，降低毛管水上升高度，达到抑制水分蒸发的目的。
它的主要功能：
（1）抑制土壤水分蒸发：土面增温剂的抑制蒸发率为80%～90%，保墒增温剂的抑制蒸发率为75%～95%，土壤结构改良剂的抑制蒸发率一般在30%～50%之间。
（2）提高土壤温度：在20摄氏度的室温下，每蒸发1克水约需消耗584.9卡路里热量，抑制了土壤蒸发，就意味着减少了蒸发耗热而用以提高土温。在我国北方春季晴朗的天气条件下，充分湿润的土面蒸发量可达7～8毫米每天，即在每平方厘米的土面上1天就要蒸发掉0.7～0.8克水，并消耗420～480卡路里热量，减少蒸发就保存了部分汽化热而使土壤温度得以提高。由于这类制剂的颜色多为深褐色和黑色，故能增加太阳辐射的吸收率而进一步增温，使土壤增温效果十分显著。
（3）改善土壤结构：将土壤结构改良剂与土壤混施后，由于氢键和静电作用，对电解质离子、有机分子、络合物等发生吸附而促使土壤形成团粒结构。粒级为2～1、1～0.5、0.5～0.25毫米土粒的百分含量，处理比对照分别增加33.3%、29.5%和59.6%。
（4）减轻水土流失：增温保墒剂喷施土表后与土粒黏结形成多分子膜层而固化表土；土壤改良剂与土壤混施后能形成稳定的团粒结构，有利于增加土壤的稳定性，防风固土，减轻冲刷，保持水土效果明显。
2、技术要点
（1）喷土覆盖
增温保墒剂需在用水稀释后喷洒土表用来封闭土壤，所以用量较大。每公顷全覆盖用量为原液1200～1500千克加5～7倍水稀释。先少量多次加水，不断搅拌均匀后再大量加水至所需浓度，经纱布过滤后倒入喷雾器即可喷施。若预先用水对土表喷施湿润后，则更有利于制剂成膜并节省用量。对于冬小麦这类条播作物，喷剂时只需喷施播种行，不必对土壤进行全覆盖，也同样能取得好的效果。
（2）混施改土
将土壤结构改良剂与土壤混合，用量一般为干土重的0.05%～0.3%，约2800～3000千克每公顷。混施可促进土壤团粒结构形成，尤其对各种土壤水稳性团粒结构形成作用明显，有利于保持水土。
（3）渠系防渗
用沥青制剂喷于渠床封闭土壤可大大减少水分渗漏损失。在渠系表面或15厘米层处喷施沥青制剂，每平方米用量80～110克。
（4）灌根蘸根
对于一些育苗移栽作物除了喷土覆盖外，也可采用土壤保湿剂乳液直接灌根，浓度配比为1:10。也可用此浓度乳液蘸根包裹后长途运输再作移栽，用以减少蒸腾，保持成活。
（5）刷干保护
对移栽的果树类作物和林木树干，可用制剂乳液喷涂刷干，通过膜层保护减少蒸发，防寒防冻，保护苗木安全越冬、病虫害防治和早春抽条。
3、适用作物
适用于各类林木。
4、适用条件
土壤保墒剂在我国主要应用于渠道防渗、盐渍改良、沙漠和荒漠的绿化和改良、防止水土流失、旱地增温、保墒等方面。
5、与其他节水措施的关联性
土壤保墒剂的使用作为一种非工程性抗旱节水措施，可以与已有的工程性节水措施、其他非工程抗旱节水措施结合起来集成运用，使土壤保墒剂的抗旱、节水、增产功效充分发挥出来。
6、使用成本
土壤保墒剂的使用成本为每亩几十元。
四、各地区应用的蒸腾蒸发抑制技术
1、北部地区适用的蒸腾蒸发抑制技术
（1）北京郊区"FA旱地龙"应用技术
北京市从1997年开始在各郊区县进行了"FA旱地龙"试验和推广工作，选择小麦、玉米、蔬菜、果树等作物作为推广对象。试验表明，小麦经过"旱地龙"拌种和生长期喷施，平均可增产15%左右；玉米经过"旱地龙"拌种和生长期喷施，平均可增产13%左右；蔬菜和果树使用"旱地龙"喷施平均可增产20%左右，并可提高果实的糖度。1997~2000年四年中，北京市在京郊房山、门头沟、昌平、延庆、怀柔、密云、平谷、朝阳、丰台、海淀、通州、大兴、顺义以及农场局的长阳农场等13个郊区县的易旱地区进行"旱地龙"推广，累计推广使用"旱地龙"面积达到6.15万公顷，其中小麦1.65万公顷，玉米1.83万公顷，蔬菜0.83万公顷，果树1.84万公顷，占全市易旱面积13万公顷的47.3%。四年累计小麦增产1297万千克，玉米增产1603万千克，蔬菜增产1000万千克，果树增产2770万千克，总计增收11205万元，综合投入产出比达到1:13，而且还减少了化肥、农药的使用，取得了很好的经济效益、生态环境效益和社会效益。
（2）北京密云苹果树应用"旱地龙"技术
中国农业大学在北京密云对苹果树的试验表明，在有限灌水条件下黄腐酸类抗旱剂"FA旱地龙"对果树的生长发育、保墒能力、果实品质及产量的影响较大。果树施用"FA旱地龙"后，有抗旱增产效果，增产幅度可达4.88%~7.32%，平均单果重量增加4.2%~8.4%，并且使果实品质得到改善；与充分灌溉条件相比，水分利用效率也有所提高，每公顷节约灌溉水量487.5立方米。
2、西部地区适用的蒸腾蒸发抑制技术
（1）甘肃武威地区"FA旱地龙"应用技术
甘肃武威地区从1997年开始推广"FA旱地龙"，在春小麦上应用面积达0.22万公顷，取得了十分显著的经济效益。使用旱地龙后，春小麦增产388千克每公顷，节水530立方米每公顷，净增收387元每公顷。
（2）宁夏固原地区马铃薯喷施黄腐酸技术
宁夏固原地区农科所对马铃薯喷施黄腐酸的试验结果，喷施不同量的黄腐酸，马铃薯产量比对照提高9.17%~52.96%。以喷施黄腐酸3750毫升每公顷增产效果最明显，比对照增产4250千克每公顷，增产率为52.96%。
（3）新疆巴楚县棉花施用"旱地龙"技术
新疆巴楚县农技推广中心的试验表明，棉花生产使用"旱地龙"，单产可增110～3728千克每公顷，增产率达到7.38%～24.1%。而且可以改善棉花品质，如纤维长度、衣分都有提高。不同施用时期与施用量增收在2535～4200元每公顷之间。
3、东部地区适用的蒸腾蒸发抑制技术
福建省"旱地龙"应用技术：福建由于受特定的自然地理条件和气候特点的影响，一方面洪涝灾害频繁，另一方面干旱缺水也常常威胁着农业生产。虽然全省已建成蓄水工程12万处，有效灌溉面积达93.2万公顷，保灌面积达75.5万公顷，分别占总耕地面积的79％和64％。从1997年起，福建首批引进推广"旱地龙"，在全省18个县（市、区）的267 公顷易旱耕地开展抗旱试验，并取得了成功。
实践表明，使用"旱地龙"不仅能抗旱、抗寒、抗干热风，而且可以促进农作物根系发育生长，用量小，增效快，无污染，在节水的同时，农作物平均增产20％～30％。这一抗旱技术的应用，为全省重旱区的抗旱减灾，稳产增收发挥了重要作用。
目前，福建各地不断扩大使用面积，莆田、上杭、同安、丰泽等县（市、区）将新一代"旱地龙"用于芦笋、花生、水果、蔬菜等0.33万公顷粮食和经济作物生产中，节水增产效果明显，平均增产近三成，颇受农民欢迎。
4、南部地区适用的蒸腾蒸发抑制技术
广西"旱地龙"应用技术：1996年，广西开始引进具有抗旱作用的多功能植物抗旱营养生长剂"旱地龙"，探索喷施"旱地龙"对不同农作物需水保水性、耐早能力、提高产量的方式。田间试验证明，采用节水灌溉结合喷施"旱地龙"，用水量可平均降低30%～65%，节水效果十分显著。作物喷施"旱地龙"后平均增产率为：水稻8.5%、玉米20%、甘蔗18%、花生24%、荔枝10%、龙眼14%、葡萄14%、西红柿13%、辣椒21%，并且果实个大，外观成色好，维生素和含糖量高。1999年，在通过试验取得大量数据、并积累了一定经验的基础上，广西各县市开始大力推广使用"旱地龙"，1999～2003年累计推广使用"旱地龙"面积1.77万公顷，产生了十分显著的经济效益，如百色市2000～2002年，甘蔗累计使用面积7400公顷，增产甘蔗9800万千克，新增纯收入1478万元，财政新增特产税145万元，糖业新增税利1439万元，农民人均纯收入也增加了180元。柳江县的66.67公顷葡萄园使"旱地龙"后，每公顷增产3727.5千克，按每千克4元计算，每公顷增加收入14910元，而购买"旱地龙"的成本不足150元。试验推广应用证明，"旱地龙"在广西壮族自治区确实能起到抗旱增产的作用，是一种投资省、见效快、操作简单、使用方便、效益较高的节水增产实用技术。
5、中部地区适用的蒸腾蒸发抑制技术
山东济南"FA旱地龙"应用技术：山东省济南市1998年开始大力推广"FA旱地龙"应用技术，在历城、平阴、章丘、济阳、长清等县（市）区进行大面积推广。至1999年底，累计推广施用面积5.2万公顷，其中，小麦4.43万公顷，玉米0.43万公顷2，蔬菜和果品0.34万公顷。施用"FA旱地龙"后，作物增产10%～15%，节水20%～30%，投入产出比为1∶15，经济作物则达1∶20以上，取得了显著的经济、社会与环境效益。