第二期：节水灌溉配套农业技术措施

节水灌溉配套农业技术措施是提高农田水分利用效率的重要措施之一，它通过选择适当的作物种类、品种、种植方式，合理有效的灌溉管理、配方施肥、耕作、覆盖、化控调节等措施，来减少作物生长期的水分消耗，提高作物的水分利用效率，减少作物灌溉用水，最终达到节水、高产、高效的目标。农业节水技术措施大致上可划分为七大类：即种植结构优化技术、抗旱节水品种筛选应用技术、耕作保墒技术、覆盖保墒技术、蒸腾蒸发抑制技术、化学制剂保水技术和水肥耦合技术。

1 种植结构优化技术

种植结构优化技术是依据当地的水、土、光、热资源特征以及不同作物需水特性和耗水规律，以高效、节水为原则，以水定植，合理安排作物的种植结构及灌溉规模，限制和压缩高耗水、低产出作物的种植面积，从而建立与当地自然条件相适应的节水高效型作物种植结构，以缓解用水矛盾，提高降水和灌溉水的利用效率。该技术可在较大范围内产生节水效果。

1.1 技术原理、要点和适用条件

1.1.1 技术原理

不同作物对水分亏缺的反应不同，这集中表现在抗旱节水特性和水分利用效率的差异。作物抗旱性是在缺水条件下作物能获得足够产量的能力。作物的节水性是指作物以较低的水分消耗，维持正常生长发育并获得一定经济产量的特性。水分利用效率是指单位耗水量生产的生物量、经济产量以及经济价值。许多研究结果表明，在相同干旱条件下，不同作物种间的水分利用效率存在很大差异，通常可达到2～5倍。由于不同作物种间的抗旱节水特性与水分利用效率差异以及雨水资源的时空分布不均，这就为作物选择与合理布局而建立节水型种植结构提供了理论依据。

1.1.2 技术要点

① 选择需水与降水耦合性好、耐旱、水分利用率高的作物品种

适当扩大水分利用效率较高的作物（如甘薯、春玉米、马铃薯等）种植面积，压缩水分利用较低的作物（如春小麦、亚麻等）种植面积，以充分利用当地水资源。在华北平原两熟制地区的深井灌区，压缩高耗水冬小麦、夏玉米等作物，增加传统的耐旱节水优质高效的作物种植，如春播或者夏播的谷子、高粱等小杂粮、豆类、以及优质饲草、甘薯、特种玉米和其他特色作物。在北方灌溉水源保证率不高的地区，严格控制稻田的规模，对稻田面积的扩大要进行认真的水资源供需平衡论证。1亩稻田的灌溉用水可以满足3亩充分灌溉的旱作用水，稻田只能在局部低洼易涝地上发展。对于士壤还没有彻底脱盐的盐渍化地区，每年需要大量淡水用于压碱、洗盐，平衡士壤盐分，更需要加大水稻改旱作的力度，推动稻田改制。在南方丘陵地区压缩一些灌溉保证率不高，冬春严重缺水的岗丘稻田，即俗称的"望天田"、"雷响田"，加强地面径流拦蓄，充分利用相对丰富的天然降水实行退水改旱，或水旱轮作，种植耗水较少但经济效益较高的旱地作物，如棉花、麻类、烟草、瓜菜、药材，果树或其他经济作物、经济林木。

② 调整作物熟制，使之与水分条件相适应

根据我国夏秋季节降水较多、光热充足的特点，适当扩大夏秋作物的种植比例，以充分利用水热资源。如南方三熟制双季稻区，淘汰劣质低效的双季早稻，增加一季旱作；在热量条件两熟有余，三熟略感不足的长江中下游地区，改部分双季稻三熟制为单季稻两熟制，扩大一季中稻或一季晚稻的种植，保证冬种的充分生长，即常说的"三三得九不如二五得一十"；减少早春整地播种，缓解夏季双抢期间灌溉高峰期的用水压力；北方西部干旱条件下的一熟制冬小麦或春小麦地区，由于小麦对水分要求的条件较高，可以改种部分耐旱节水的小杂粮、豆类、饲草，或建立节水高效的轮作制；在黄淮豫东平原，春夏播作物需水和降水的耦合关系较好，生长期降雨量占年降雨量的60%以上，尤以棉花最高，达82%，其次是春播花生、红薯和高梁等。

③ 调整作物播期

调整作物播期，使作物生育期耗水与降水相耦合，可以提高作物对降水的有效利用。对于灌区，要根据来水的季节变化特点，合理安排作物种植比例，缓解用水矛盾。

④ 优化协调粮、经、饲三者比例

在满足粮食生产基本需求的情况下，调整农业结构，压缩粮食种植面积并提高其品质，增加饲料作物、经济作物、林果、名优特产作物的种植比例。把目前以粮食作物为主兼顾经济作物的二元结构，逐步发展为"粮、经、饲"的三元结构。

⑤ 发展立体、轮作种植

我国各地因所在的纬度、海拔高度不同，气候条件有很大差异，应根据当地的自然条件、土壤条件和作物的生物学特性，采用不同的种植方式，合理搭配种植。一般无霜期较长、热量充足的地区，应积极发展间、套、复种等种植方式；无霜期较短、热量资源较差的地区，应采用以间作为主要形式的种植方式，或实行高秆作物与矮秆作物、深根作物与浅根作物的混作等，以充分利用有限的水、肥、光、热资源。

立体种植应遵循的原则：

a．不仅作物地上部分的茎、枝、叶应当分布合理，而且作物根系也应搭配合理，使地下部分深、浅根作物配合，达到既提高光热资源利用率，又提高不同深度的土壤水分利用率的目的。

b．根据当地的降水特征，做到不同需水特征的作物合理搭配，并特别重视利用夏秋季节的雨热资源。

c．充分注意不同作物的需水要求，采用不同的耕作方式。

d．根据作物套种的需水特点，调整灌水时间和灌水方式，尽量做到套种作物和前茬作物或另一套种作物之间一水两用。

轮作种植应遵循的原则：

a．高耗水作物与低耗水作物搭配，有利于水分恢复和平衡；

b．深根作物与浅根作物搭配，以充分利用土壤深层储水，并增强土壤蓄纳降水的能力，提高土壤水分的保蓄能力；

c．根据当年降雨年型和播前土壤墒情合理安排种植。在干旱年，种植耐旱作物，丰水年种植丰水高产品种。

1.1.3 适用条件

对于水资源短缺严重，种植结构不合理，粮食作物种植比例过大，经济作物比例过小，作物种植与降水、光热不适应，茬口不合理，连茬、重茬过多的地区适宜采用该项技术。

1.2 各地区应用的种植结构优化技术

我国地域辽阔，自然资源条件和社会经济发展水平以及消费需求结构的地区差异很大，因此各地区应因地制宜地采用种植业结构优化措施。

1.2.1 北部地区适用的种植结构优化技术

北部地区应当发挥土地资源丰富的优势，将宜农荒地资源充分利用起来，走提高单产与适当扩大耕地面积相结合的道路，保持具有全国意义的粮食、大豆、甜菜优势。同时改进种植制度，选择相宜作物，开展与小麦、玉米、甜菜等作物间作，同一生长期内多种多收。

① 内蒙古河套灌区种植结构优化技术

内蒙古河套灌区按照"三压三扩"的调整原则进行种植结构调整，即压缩夏田种植面积，扩大秋田面积；压缩高耗水作物种植面积，扩大低耗水作物种植面积；压减重盐碱地和低产田种植面积，扩大林草种植面积或退耕还林还草面积。种植结构调整后，引黄灌区的小麦面积由2002年的20万公顷减少到10万公顷，增加4万公顷优势牧草，使牧草种植面积达到6.7万公顷；种植乳化全株青储玉米7万公顷以上；新增覆膜种植7万公顷，达到23万公顷。

② 北京市种植结构优化技术

北京市主要灌溉作物过去以水稻、冬小麦、蔬菜为主，从2000年开始，北京市进行农业结构调整，在当年压缩水稻面积0.53万公顷的基础上，2001又把包括京密引水渠沿线水稻在内的0.5万公顷水稻全部改种其它节水作物。京密引水渠沿线的水稻几十年来一直依靠密云水库的来水灌溉，每年的用水量都达上亿立方米。2001年引水渠停止给农业供水后，京密引水渠沿线密云、怀柔、昌平、海淀等区县的水稻已全部改种果树、苗圃。仅海淀区在2001年就投资2亿元将0.17万公顷水稻调整为林木、苗圃，并全部采用了喷灌、微灌、管灌等高效节水技术，节水效果明显，往年京密引水渠沿线海淀段水稻的年用水量达1500万立方米，而改种节水作物后只用水210万立方米，节水达86%。

目前北京市水稻种植面积由1.9万公顷压缩到0.15万公顷，冬小麦种植面积由最高峰时期的16.8万公顷减少到2.8万公顷。通过压缩高耗水作物，节约了宝贵的水资源，使长期以来农业用水占全市用水总量50%的格局下调到25%～30%左右。

1.2.2 西部地区适用的种植结构优化技术

西部地区在解决粮食自给的基础上，适当压缩春小麦种植面积，大力发展甜菜等经济作物，扩大马铃薯、谷子、高粱等耐旱粮食作物和人工牧草种植，实行休闲轮作制。扩大糜子、马铃薯、玉米等生育期水分满足程度高的作物种植面积，在提高粮食产量人均占有水平的基础上，适当扩大经济作物和饲草面积的比重。 同时实行退耕还草，以草养畜，农牧结合，重点建设优质高产的棉花、糖料基地，区域商品粮生产基地和瓜果基地。

① 甘肃省张掖市种植结构优化技术

地处甘肃河西走廊中段的张掖，是依靠发源于祁连山冰川雪山的中国第二大内陆河黑河水滋养的一片绿洲。这里曾经是西部重要的粮食生产基地，近10多年来，张掖以甘肃省5%的耕地，提供了全省35%的商品粮，但这却以消耗大量的水资源为代价。张掖市灌溉1公顷粮田需要至少1万立方米以上的水，远远高于全国平均水平，农业生产用水量占全市总用水量的90%以上，而农业生产每立方米水的产出仅为全国平均水平的十六分之一。高耗水使张掖市对黑河水资源利用迅速增加，过多的占用水资源不仅直接导致黑河断流，下游额济纳绿洲生态急剧恶化，同时也给张掖市自身引来了生态麻烦，沙尘频起，靠近沙漠边缘的田地被沙漠侵蚀。

从2000年初开始，张掖市进行全国第一个节水型社会的试点，对黑河流域内各地区的用水量进行总量控制，同时按照全市的水权总量，核定单位工业产品、人口、灌溉面积和生态用水定额。提出了"三字经"—"三禁三压三扩"，即禁止新开荒地，禁止移民，禁止新上高耗水作物；全面压缩耕地面积，压缩粮食面积，压缩高耗水作物；扩大林草面积，扩大经济作物面积，扩大低耗水作物面积。到2002年底，张掖市已压缩用水量大的水稻面积0.56万公顷，大田作物1.53万公顷，并完成退耕还林还草1.2万公顷。2003年，张掖将把剩余的0.1万公顷水稻全部压缩，从此告别种植水稻历史。2000年张掖市粮经比例是52∶48，经过两年的调整，粮经草比例已达到35∶57∶8，基本形成以"生态农业"为理念的节水型经济新模式，全市年节水9亿多立方米，有效地缓解了黑河流域的生态危机。

② 宁夏引黄灌区种植结构优化技术

宁夏是全国水资源最少的省区之一，农业灌溉主要靠黄河引水，是一个典型的灌溉农业区。36万公顷引黄灌区是宁夏农业的精华地带，以占全区1/3的耕地生产了全区2/3的粮食，农业产值占全区的87%以上。

2003年，宁夏引黄灌区遭遇了新中国成立以来最严重的缺水困难。夏秋灌期间，黄河上游来水比多年同期偏少44%。根据水利部《2003年旱情紧急情况下黄河水量调度预案》及黄委会月旬水量调度计划，2003年4月至8月上旬分配宁夏引水量33.83亿立方米，耗水量22.52亿立方米，分别比2002年同期减少36.4%和28.0%。面对严重的缺水形势，宁夏自治区采取了以调整农业种植结构为主的一系列节水增效措施。通过引导群众大规模调整种植结构，压减小麦种植面积2.29万公顷，压减水稻种植面积2.3万公顷；增加饲草、玉米、蔬菜等秋作物5.3万公顷。农业种植结构的调整既有效地缓解了灌溉用水的压力，促进了节水，又增加了农民收入。2003年宁夏引黄灌区仅压减水稻一项就减少引水3.5亿立方米，稻作调整区每公顷耕地减少1.5万立方米左右的灌溉用水。

1.2.3 南部和东部地区适用的种植结构优化技术

南部和东部地区自然资源要素组合好，粮食生产潜力大，应当继续发挥水稻高产优势，并保持目前的粮油生产比例。适当增加玉米、饲用稻和大麦生产，以满足畜牧业发展需求；扩大水旱轮作面积，改变目前双季稻连作带来的不良生态后果。 在盆地地区推行间、套、复种等种植方式，提高复种指数；海拔较高的地区，应在强化粮食基础同时，适当扩大油、烟、麻、蚕、茶种植，尤其应发挥高原独特的气候资源优势，发展优质烟、茶和药材等特种作物。

湖北省随州市种植结构优化技术：湖北省随州市地处鄂东北丘陵地带，属封闭性流域，境内河流皆为河源，全市人均年水资源量仅1300立方米，耕地平均水资源量为24000立方米/公顷。但由于水利建设及管理中存在的薄弱环节，以及农业种植结构调整不到位，一些地区本来水源条件不好，却偏偏要种水稻，有的地方农民宁愿"抗"出"成本"跟"收入"差不多的稻谷，也不愿调整结构后买几角钱一斤的大米，往往是"先插秧，后找水，抗旱求丰收"，加剧了水资源的供求矛盾。

2002年开始，随州市开始进行农业种植结构调整。一是将水利死角地区的1.33万公顷水田全部改种旱作物，每年省水6000万立方米。二是压缩水源条件保障率低的水稻种植面积2万公顷。本着以水定种的原则，对每公顷平均蓄水量不足4500立方米或依靠提水保种、保收的地区，控制水稻种植面积。全市压缩水稻面积2万公顷改种高效耐旱经济作物，每年省水9000万立方米。三是将现有普通旱作物调整为耐旱作物品种，让高效经济作物进正田。将1.33万公顷普通旱作物调整为畜、禽、渔饲草和林果等耐旱作物品种，增加保收系数，发挥避灾效益。通过水改旱、压缩水稻面积和改种耐旱作物，随州市每年节水1.5亿立方米。

1.2.4 中部地区适用的种植结构优化技术

中部地区特别是华北地区是我国水资源矛盾最尖锐的地区，种植业结构应向节水高效方面优化。具体的优化措施包括：适当扩大对天然降水利用率较高的玉米、棉花的种植面积；增加甘薯、花生等优质饲料来源作物的种植比例，逐步形成种植结构三元化；由于北方冬季转暖，南部地区可以适当扩大油菜等越冬作物的种植比例。

① 河北衡水种植结构优化技术

河北衡水是一个水资源严重匮乏的地区，全市人均水资源占有量为120立方米，仅为全省人均水平的38%，全国的5.4%。由于既没有地上水源，年降水量又少，主要靠开采地下水维持生计。针对水资源匮乏的实际，衡水市积极推广节水农业种植结构调整技术，按照以水定产业结构布局、以水定发展方向的思路，积极推进农业种植结构的调整。采取压面积、提单产、保总产的方式，压缩了高耗水的小麦等作物，扩大棉花、林草等节水作物。近年来，已压减小麦面积近6.7万公顷，扩种棉花、林草6.7万公顷。通过种植结构的调整，每年可节水1亿多立方米。

② 天津市种植结构优化技术

天津市是一个水资源严重短缺的滨海城市。近年来，天津市依据水资源状况进行了种植结构的调整，优质、高产、高效、低耗水农作物的种植比例大幅提高。耗水量较大的水稻种植面积从6.7万公顷压缩到1.33万公顷左右，小麦由14.7万公顷压缩到8.7万公顷，优质粮食品种逐年提高；耐旱的棉花种植面积达到8.53万公顷。种植结构的调整取得了较好的节水增产效果。经测算，全市年节水达到7亿多立方米，年增加农业生产能力折合粮食1.38亿千克，估算直接增加经济效益可达2.77亿元。