農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的任務(wù)及發(fā)展趨勢(shì)

農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的任務(wù)及開展趨勢(shì)摘要：從農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的內(nèi)涵啟程，謹(jǐn)慎探討了學(xué)科的探究領(lǐng)域范疇，并且回憶了農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的開展過(guò)程，就該學(xué)科的主要探究任務(wù)開展趨勢(shì)進(jìn)展了探討，提出了幾點(diǎn)關(guān)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科開展的建議。關(guān)鍵字：農(nóng)業(yè)水土工程任務(wù)開展趨勢(shì)Abstract:Fromtheconnotationofagriculturalsoilengineeringdisciplines,carefullydiscussessubjectresearchfieldinagriculturalprojects,thedevelopmentstage(oragriculturalscienceandtechnologyapplicationinengineeringofdeeplevel)isanalyzedandthetrendofagriculturalsoilengineeringdisciplineswereappraised.Keyword:thesubjectofagriculturalwater-soilengineering;Mission;Developmenttrend1.農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的內(nèi)涵及其探究?jī)?nèi)容1.1農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科內(nèi)容農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科是介于工程、農(nóng)業(yè)生物和資源和環(huán)境學(xué)科之間的邊緣學(xué)科[3]。它既不是農(nóng)田水利工程的代名詞，也不是農(nóng)田水利工程、水資源規(guī)劃利用、土地規(guī)劃利用和水土保持幾個(gè)專業(yè)的簡(jiǎn)潔組裝。農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科強(qiáng)調(diào)水一土一作物之關(guān)系，并把和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的水和土壤作為主要探究對(duì)象，把地表物質(zhì)(水、鹽、泥沙)遷移和能量轉(zhuǎn)化規(guī)律的探究作為學(xué)科的根底和主線。作為一種工程，還必需把探究成果應(yīng)用于改造世界，遵照農(nóng)業(yè)開展的需求，通過(guò)必要的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和資源投入，來(lái)限制地表物質(zhì)遷移、獲得效益，并為持續(xù)性農(nóng)業(yè)開展締造良好的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境[1]?？梢哉f(shuō)，農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科是把土壤、植物、大氣作為一個(gè)整體，用連續(xù)的、系統(tǒng)的、動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)和定量的方法，探究地表物質(zhì)(主要是水、鹽、泥沙、污染物和養(yǎng)分)遷移和能量轉(zhuǎn)化規(guī)律及其工程調(diào)控措施和技術(shù)裝備，最有效地利用水土資源，為開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效勞，并為農(nóng)業(yè)的持續(xù)性開展締造良好的水土資源環(huán)境的科學(xué)[4]。它的主要領(lǐng)域是探究以土壤一作物一水關(guān)系為中心的農(nóng)田水分循環(huán)規(guī)律和有效的調(diào)控措施，到達(dá)持續(xù)性土地利用的目的[2]。1.2農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科探究?jī)?nèi)容在農(nóng)業(yè)節(jié)水和水資源可持續(xù)利用領(lǐng)域的某些方面已到達(dá)或接近國(guó)際先進(jìn)水平和國(guó)際領(lǐng)先水平。重點(diǎn)探究?jī)?nèi)容是農(nóng)業(yè)節(jié)水理論、田間節(jié)水澆灌新技術(shù)和節(jié)水澆灌設(shè)備、中低產(chǎn)田改良的排水技術(shù)、水資源持續(xù)利用理論和工程技術(shù)、灌區(qū)用水管理、農(nóng)業(yè)水土環(huán)境監(jiān)測(cè)、修復(fù)和保育、農(nóng)業(yè)高效用水的工程技術(shù)等方面的應(yīng)用根底理論和新技術(shù)。

農(nóng)田物質(zhì)遷移規(guī)律及其調(diào)控機(jī)理[5]該領(lǐng)域主要探究農(nóng)田水肥的運(yùn)移規(guī)律及最優(yōu)調(diào)控機(jī)理。包括農(nóng)田“五水”(大氣水、地面水、地下水、土壤水、植物水)轉(zhuǎn)化的機(jī)制及其數(shù)值模擬;農(nóng)田水鹽運(yùn)移規(guī)律和溶質(zhì)傳輸模型;農(nóng)田水熱耦合運(yùn)移及水熱轉(zhuǎn)換關(guān)系;土壤—植物—大氣連續(xù)體(簡(jiǎn)稱SPAC)中的水分傳輸機(jī)理、水分傳輸?shù)膭?dòng)力學(xué)模式及其計(jì)算機(jī)仿真方法;作物水分散失和光合作用的耦合模式;農(nóng)田作物蒸發(fā)蒸騰量和流域蒸散發(fā)量的計(jì)算方法;作物對(duì)地下水利用量的計(jì)算方法、不同地下水埋深的潛水蒸發(fā)規(guī)律及其對(duì)作物產(chǎn)量和農(nóng)田水分循環(huán)和水平衡的影響,農(nóng)田地面水—地下水—土壤水聯(lián)合最優(yōu)調(diào)配的理論和方法;以節(jié)水高產(chǎn)為目標(biāo)的土壤水調(diào)整模型;澆灌水(降水)—土壤水—作物水—CO2同化—干物質(zhì)積累—經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量間轉(zhuǎn)化效率的計(jì)算理論和方法以及提高各環(huán)節(jié)水量轉(zhuǎn)化效率的農(nóng)田節(jié)水調(diào)控原理和方法;農(nóng)田鹽分平衡的計(jì)算及其調(diào)控;溶質(zhì)(主要的化肥農(nóng)藥)和污染物等在土壤水—地下水系統(tǒng)中的遷移規(guī)律;土壤侵蝕量的計(jì)算及泥沙隨水流在地表的運(yùn)移規(guī)律,需從土壤水動(dòng)力學(xué)和土壤物理學(xué)理論啟程,對(duì)降雨后水分和溶質(zhì)沿坡面流淌過(guò)程、雨滴擊濺和徑流侵蝕過(guò)程以及黃土坡面降雨漫流的數(shù)學(xué)模擬等進(jìn)展探究。1.2包括水分虧缺(或水分脅迫和干旱)對(duì)作物光合作用、生長(zhǎng)和產(chǎn)量構(gòu)成等因素的影響關(guān)系;土壤水和含鹽量水平對(duì)植物根系吸水、水分散失和生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響;水分過(guò)多(漬或澇)對(duì)作物的影響;作物耐旱、耐鹽、耐漬澇的定量標(biāo)準(zhǔn);作物水分狀況的定量診斷方法,特別是用紅外測(cè)溫或遙感信息診斷作物水分狀況的問題;土壤水分對(duì)作物有效性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)理論;探討作物缺水受旱狀況開展進(jìn)程的模式,確定各種作物不同產(chǎn)量水平常所允許的土壤水分虧缺,建立各種供水條件下作物節(jié)水澆灌預(yù)報(bào)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系;探究澆灌水量有限條件下作物群體光合產(chǎn)物的最優(yōu)支配策略,以提高光合效率和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量及水分利用效率;探究作物生理節(jié)水的潛力,把作物生長(zhǎng)發(fā)育和到達(dá)某一產(chǎn)量水平必需消耗的水量,限制在最低的限度。為了適應(yīng)農(nóng)業(yè)節(jié)水的要求,須要探究作物水分生產(chǎn)函數(shù),應(yīng)在單階段受旱的根底上探究多階段受旱或連續(xù)受旱對(duì)作物的影響,探討作物缺水敏感指數(shù)(或減產(chǎn)系數(shù))的變更規(guī)律;為了發(fā)揮綜合節(jié)水措施的作用,還須要探究作物水肥生產(chǎn)函數(shù)問題,確定有限澆灌水量條件下非充分澆灌模式的理論和方法。農(nóng)業(yè)高效節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)是指近期內(nèi)能對(duì)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水有重要作用,同時(shí)具有必需科學(xué)水平的節(jié)水技術(shù)措施,依據(jù)近階段的投入條件和重要性以及我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)開展?fàn)顩r,將來(lái)十幾年須要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題有:節(jié)水澆灌新技術(shù)、渠道防滲和管道輸水技術(shù)、主要作物節(jié)水、增產(chǎn)、搞笑澆灌制度、灌區(qū)水管理技術(shù)。農(nóng)業(yè)綜合水肥高效利用技術(shù)具體包括不同節(jié)水技術(shù)條件所適宜的水肥耦合技術(shù),包括節(jié)水地面澆灌條件下水肥耦合技術(shù),噴灌條件下水肥管理技術(shù),滴灌條件下適宜的施肥澆灌模式;提高農(nóng)田水分利用效率的耕作栽培技術(shù),包括耕作措施對(duì)水分利用效率的影響及和各種耕作措施相適應(yīng)的農(nóng)田用水技術(shù),帶狀種植的高效用水技術(shù);覆蓋保墑及節(jié)水澆灌配套技術(shù),包括秸稈覆蓋的最正的確施方案及配套的節(jié)水澆灌技術(shù),地膜覆蓋技術(shù)和相應(yīng)的農(nóng)機(jī)具配套改良,覆蓋保墑新材料的選用及其配套的節(jié)水澆灌技術(shù);節(jié)水、高產(chǎn)、高效的綜合農(nóng)業(yè)配套技術(shù);化控節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用;干旱丘陵地區(qū)抗旱保苗的移動(dòng)式簡(jiǎn)易節(jié)水農(nóng)機(jī)具研制及節(jié)水配套技術(shù)。1.2.5許多澆灌農(nóng)業(yè)區(qū)域由于對(duì)自然資源的消耗和引起環(huán)境的惡化而存在著緊要的緊急。為了幸免負(fù)效應(yīng),開展持續(xù)性的澆灌農(nóng)業(yè),必需對(duì)澆灌土地進(jìn)展評(píng)價(jià),建立澆灌土地利用合理性評(píng)價(jià)的原那么指標(biāo)體系及方法,在澆灌土地適宜性評(píng)價(jià)根底上進(jìn)展合理的澆灌區(qū)劃,對(duì)不適宜于持續(xù)性澆灌農(nóng)業(yè)開展的土地要進(jìn)展改良,包括接受以農(nóng)田排水技術(shù)為主,并和其它農(nóng)業(yè)技術(shù)措施密切結(jié)合對(duì)鹽堿地、沼澤地、漬害等中低產(chǎn)田進(jìn)展綜合改良。要探究考慮水—土—作物關(guān)系的農(nóng)田排水機(jī)理及其標(biāo)準(zhǔn)(排澇和排漬),改良中低產(chǎn)田的綜合技術(shù)的最優(yōu)組合,鹽堿化地區(qū)排水方式的優(yōu)化選擇和優(yōu)化管理,排水溝布局和規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)等。1.2要探究農(nóng)村水源環(huán)境愛惜,水土工程的環(huán)境影響評(píng)價(jià),水環(huán)境變更對(duì)局部地區(qū)氣候及土壤的影響;探究澆灌對(duì)農(nóng)田土壤水鹽運(yùn)動(dòng)的影響,土壤次生鹽堿化的預(yù)料,農(nóng)業(yè)化學(xué)物在土壤中的輸運(yùn)及聚集,地下水中農(nóng)藥及污染物的吸附、解吸和傳輸,稻田滲漏引起的氮素或其它養(yǎng)分的淋失規(guī)律和數(shù)學(xué)模擬;探究樹冠和林草以及水保工程措施對(duì)降雨截留、調(diào)整地表徑流,促進(jìn)“五水”轉(zhuǎn)化的作用;探究湖、庫(kù)、塘、窖、壩、池泥沙沉積量的測(cè)算方法;加強(qiáng)水土保持根本理論的探究和水保新技術(shù)的應(yīng)用;探究不同地區(qū)“生態(tài)防護(hù)區(qū)”問題和農(nóng)、林、牧綜合開展的最優(yōu)生產(chǎn)構(gòu)造模式,削減水土流失、愛惜水源,從根本上改善農(nóng)業(yè)水土資源的利用條件;為防治水土資源污染,要探究適合中國(guó)國(guó)情的農(nóng)業(yè)水土環(huán)境整治措施[6]。1.3學(xué)科體系農(nóng)業(yè)水土工程作為一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，有其自身的體系和范疇。它主要有三個(gè)方面的問題:其一是農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科本身的根本理論，包括農(nóng)業(yè)水文學(xué)理論、流體力學(xué)和水力學(xué)理論、土壤物理學(xué)和土壤水動(dòng)力學(xué)理論、地表物質(zhì)(水分、溶質(zhì)、泥沙)遷移和能量轉(zhuǎn)化理論、植物水分生理和抗逆性生理理論、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)理論、農(nóng)田生態(tài)學(xué)理論等，當(dāng)然，它并不是深化到這些邊緣學(xué)科領(lǐng)域中解決問題，而是要加強(qiáng)它和其邊緣學(xué)科的穿插滲透，從中吸取養(yǎng)分、加以同化，合縱連橫，形成具有綜合性和學(xué)科穿插性新領(lǐng)域及自身的理論體系;其二是它所接受的方法學(xué)，包括數(shù)值計(jì)算方法、系統(tǒng)工程學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、應(yīng)用隨機(jī)過(guò)程、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、信息論、限制論、預(yù)料學(xué)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)等，借助這些方法，才能從整體上和相互作用上考慮水一土一作物一大氣之關(guān)系，使地表物質(zhì)遷移和能量轉(zhuǎn)化的定量描述能夠?qū)崿F(xiàn)，同時(shí)才能科學(xué)地確定其調(diào)控方案，使該領(lǐng)域由單純的試驗(yàn)性質(zhì)變?yōu)橐婚T有較嚴(yán)格的理論根底和定量方法的科學(xué);其帶三是農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科中探究手段的更新和新技術(shù)的應(yīng)用，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、核技術(shù)、信息技術(shù)、紅外技術(shù)、遙感技術(shù)、電測(cè)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)以及先進(jìn)的灌排擾術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，這將會(huì)使土壤水分動(dòng)態(tài)、水鹽動(dòng)態(tài)、水沙動(dòng)態(tài)、水污染狀態(tài)、作物水分狀況、農(nóng)田微氣象數(shù)據(jù)等方面的監(jiān)測(cè)、采集、處理技術(shù)得到開展，促進(jìn)水一土一作物一大氣關(guān)系的探究，進(jìn)展科學(xué)的水土管理，最大發(fā)揮水土資源的效益。至于農(nóng)業(yè)水土工程建筑技術(shù)那么是另一個(gè)專業(yè)范疇的問題[7]。2.農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科任務(wù)2.1地表物質(zhì)遷移和能量轉(zhuǎn)化理論及其調(diào)控原理該領(lǐng)域的探究包括農(nóng)田“五水”(大氣水、地面水、地下水、土壤水、植物水)轉(zhuǎn)化的機(jī)制及其數(shù)值模擬;農(nóng)田水鹽運(yùn)移規(guī)律和溶質(zhì)傳輸模型;農(nóng)田能量轉(zhuǎn)化規(guī)律和農(nóng)田能量平衡;農(nóng)由水熱藕合運(yùn)移及水熱轉(zhuǎn)換關(guān)系的探究;土壤一植物一大氣連續(xù)體(簡(jiǎn)稱SPAC)中的水分傳輸機(jī)理、水分傳輸?shù)膭?dòng)力學(xué)模式及其計(jì)算機(jī)仿真方法;作物水分散失和光合作用的藕合模式;農(nóng)田作物蒸發(fā)蒸騰量和流域蒸散發(fā)量的計(jì)算方法、紅外測(cè)溫順遙感技術(shù)估算大區(qū)域作物蒸發(fā)蒸騰量的問題;棵間蒸發(fā)和葉面蒸騰的比例關(guān)系。分析農(nóng)田節(jié)水的潛力，為耕作保墑和澆灌排水等土壤水管理措施供應(yīng)科學(xué)依據(jù);進(jìn)展區(qū)域節(jié)水潛力分析和開展預(yù)料，為做到區(qū)域性水土資源平衡締造條件。探究作物對(duì)地下水利用量的計(jì)算方法、不同地下水埋深的潛水蒸發(fā)規(guī)律及其對(duì)作物產(chǎn)量和農(nóng)田水分循環(huán)和水平衡的影響，農(nóng)田地面水一地下水一土壤水聯(lián)合最優(yōu)調(diào)配的理論和方法;以節(jié)水高產(chǎn)為目標(biāo)的土壤水調(diào)整模型;澆灌水(降水)一土壤水一作物水一coZ同化一干物質(zhì)積累一經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量間轉(zhuǎn)化效率的計(jì)算理論和方法以及提高各環(huán)節(jié)水量轉(zhuǎn)化效率的農(nóng)田節(jié)水調(diào)控原理和方法;農(nóng)田鹽分平衡的計(jì)算及其鹽堿地沖洗定額。探究土壤侵蝕量的計(jì)算及泥沙隨水流在地表的運(yùn)移規(guī)律，需從土壤水動(dòng)力學(xué)和土壤物理學(xué)理論啟程，對(duì)降雨后水分和溶質(zhì)沿坡面流淌過(guò)程、雨滴擊濺和徑流侵蝕過(guò)程進(jìn)展探究;黃土坡面降雨漫流的數(shù)學(xué)模擬等。2.2逆境對(duì)作物的影響機(jī)制及其節(jié)水型農(nóng)業(yè)中的水分管理問題包括水分虧缺(或水分脅迫和干旱)對(duì)作物光合作用、生長(zhǎng)和產(chǎn)量構(gòu)成等因素的影響關(guān)系;土壤水同含鹽量水平對(duì)植物根系吸水、水分散失和生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響;水分過(guò)多(漬或澇)對(duì)作物的影響;作物耐旱、耐鹽、耐漬或澇對(duì)作物的定量標(biāo)準(zhǔn);作物水分狀況的定量診斷方法，特別是用紅外測(cè)溫或遙感信息診斷作物水分狀況的問題;土壤水分對(duì)作物有效性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)理論、探討作物缺水受旱狀況開展進(jìn)程的模式，確定各種作物不同產(chǎn)量水平常所允許的土壤水分虧缺，建立各種供水條件下作物節(jié)水澆灌預(yù)報(bào)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系。探究澆灌水量有限條件下作物群體光合產(chǎn)物的最優(yōu)支配策略，以提高光合效率和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量及水分利用效率。探究作物生理節(jié)水的潛力，把作物生長(zhǎng)發(fā)育和到達(dá)某一產(chǎn)量水平必需消耗的水量，限制在最低的限度。為了適應(yīng)節(jié)水型農(nóng)業(yè)水管理的要求，須要探究作物水分生產(chǎn)函數(shù)，應(yīng)在單階段受旱的根底上探究多階段受旱或連續(xù)受旱對(duì)作物的影響，探討作物缺水敏感指數(shù)(或減產(chǎn)系數(shù))的變更規(guī)律;為了發(fā)揮綜合節(jié)水措施的作用，還須要探究作物水肥生產(chǎn)函數(shù)問題。須要探究確定有限澆灌水量條件下非充分澆灌模式的理論和方法，如用線性規(guī)劃方法確定作物最優(yōu)種植模式和澆灌水量在灌區(qū)多種作物間的最優(yōu)支配，缺水條件下利用澆灌存貯模型確定最優(yōu)澆灌策略，用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法確定有限澆灌水量在作物全生育期內(nèi)的最優(yōu)支配，以及接受數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)方法分析最優(yōu)澆灌水量的投入條件等。2.3以土壤一作物一大氣系統(tǒng)水關(guān)系為根底的現(xiàn)代澆灌管理理論和技術(shù)現(xiàn)代澆灌用水管理的一個(gè)特點(diǎn)是由靜態(tài)用水準(zhǔn)備變?yōu)閯?dòng)態(tài)用水準(zhǔn)備。動(dòng)態(tài)用水準(zhǔn)備建立在氣象預(yù)報(bào)、作物需水量和土壤墑情預(yù)報(bào)、澆灌水源預(yù)報(bào)的根底上，嚴(yán)格考慮水一土一植一氣的關(guān)系預(yù)報(bào)灌水時(shí)間、灌水量，確定渠系的水量支配準(zhǔn)備及其渠系水量流量實(shí)時(shí)調(diào)控方案。在水源足夠條件下，應(yīng)探究用田間水量平衡方程或sPAc中水分傳輸動(dòng)力學(xué)模式預(yù)報(bào)土壤墑情和灌水的間題;在水量缺乏時(shí)，應(yīng)探究用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法或其它優(yōu)化方法確定澆灌水量最優(yōu)支配的問題;應(yīng)探究把過(guò)去的按月或季節(jié)編制的用水準(zhǔn)備改為按旬、5日或日調(diào)整的準(zhǔn)備、對(duì)澆灌用水進(jìn)展計(jì)算機(jī)管理、建立澆灌用水管理數(shù)據(jù)庫(kù)及決策支持系統(tǒng)。為了保證預(yù)報(bào)和用水準(zhǔn)備編制的精確性，還須要探究土壤墑性、作物需水量及澆灌水源預(yù)報(bào)問題，探究土壤墑情和澆灌水源的監(jiān)測(cè)技術(shù)。為了滿足渠系優(yōu)化配水的要求，必需對(duì)渠系水量流量進(jìn)展實(shí)時(shí)調(diào)控。目前探究的重點(diǎn)應(yīng)放在完善調(diào)控模型、非穩(wěn)定流方程的解算方法以及調(diào)控軟件的用戶界面上。為了真正做到按量計(jì)費(fèi)、節(jié)約用水，還須要探究不同類型灌區(qū)適用的價(jià)廉管用、易于推廣的量水設(shè)備。須要加強(qiáng)對(duì)灌區(qū)輸配水系統(tǒng)和田間用水狀況的監(jiān)測(cè)和評(píng)估的探究，評(píng)價(jià)灌區(qū)用水狀況，須要探究灌區(qū)水管理評(píng)估指標(biāo)體系，包括灌水適時(shí)、適量、牢靠、有效和勻整性等。2.4田間灌水技術(shù)的改良和節(jié)水型農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)體系地面澆灌技術(shù)照舊是澆灌方法探究的重要課題。須要深化探究畦溝規(guī)格、流量、放水時(shí)間等和田間坡度、糙率、土壤入滲性等因素的最優(yōu)組合，模擬溝畦灌水流推動(dòng)過(guò)程和灌水入滲過(guò)程，尋求最正確灌水技術(shù)方案。同時(shí)還須要探究波涌灌、長(zhǎng)畦分段灌、水平畦灌、膜上灌等。灌水方法的最優(yōu)灌水技術(shù)方案。探究經(jīng)濟(jì)可行的管材，提高管灌施工的機(jī)械化程度，并配套探究田間節(jié)水澆灌設(shè)備，如出水栓和配套管件等，改良低壓管道輸水澆灌技術(shù)。須要接著探究微灌設(shè)備及其管理措施;微灌水流滲入土壤的過(guò)程，為改良微灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法供應(yīng)依據(jù)。微灌的澆灌制度應(yīng)和限制及減輕作物短期水分脅迫聯(lián)系起來(lái)，以緩和茶葉、柑桔等經(jīng)濟(jì)作物即使在土壤供水足夠時(shí)，仍在燥熱中午遭受大氣干旱而造成的短期水分脅迫問題，可大大提高光合速率和產(chǎn)量。田間灌水技術(shù)的探究還應(yīng)改正以往單項(xiàng)節(jié)水工程技術(shù)開展節(jié)水澆灌的作法，將節(jié)水的農(nóng)業(yè)技術(shù)、水利技術(shù)、管理技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)進(jìn)展探究，發(fā)揮綜合技術(shù)的作用。田間灌水技術(shù)的改善要和方田建立、立體農(nóng)業(yè)及耕作保墑技術(shù)結(jié)合起來(lái)，探究耕作保墑、農(nóng)田覆蓋和抑蒸保墑化學(xué)藥劑對(duì)作物水分利用效率的影響，以及培肥土壤、發(fā)揮水肥聯(lián)合增產(chǎn)的效應(yīng)，以提高有限水資源的整體利用率和作物產(chǎn)量[10]。2.5和持續(xù)性農(nóng)業(yè)開展有關(guān)的澆灌土地評(píng)價(jià)及其土壤改良技術(shù)許多的澆灌農(nóng)業(yè)區(qū)域由于對(duì)自然資源的消耗和引起環(huán)境的惡化而存在著緊要的緊急。為了幸免澆灌負(fù)效應(yīng)，開展持續(xù)性的澆灌農(nóng)業(yè)，必需對(duì)澆灌土地進(jìn)展評(píng)價(jià)，建立澆灌土地利用合理性評(píng)價(jià)的原那么指標(biāo)體系及方法，在澆灌土地適宜性評(píng)價(jià)根底上進(jìn)展合理的澆灌區(qū)劃，對(duì)不適宜于持續(xù)性澆灌農(nóng)業(yè)開展的土地要進(jìn)展改良，包括接受以農(nóng)田排水技術(shù)為主，并和其它農(nóng)業(yè)技術(shù)措施密切結(jié)合的綜合技術(shù)對(duì)鹽堿地、沼澤地、冷浸田等中低產(chǎn)田進(jìn)展綜合改良。須要探究澆灌開展所產(chǎn)生的地一氣系統(tǒng)相互作用關(guān)系的變更以及使農(nóng)田物質(zhì)能量的平衡和循環(huán)的變更，澆灌引起的農(nóng)田水氣候變更，澆灌對(duì)農(nóng)田土壤水鹽運(yùn)動(dòng)的影響，土壤次生鹽堿化的預(yù)料，農(nóng)業(yè)化學(xué)物在土壤中的輸運(yùn)及聚集，地下水中農(nóng)藥及污染物的吸附、解吸和傳輸，稻田滲漏引起的氮素或其它養(yǎng)分的淋失規(guī)律和數(shù)學(xué)模擬，高含沙渾水澆灌對(duì)土壤微小構(gòu)造的影響機(jī)理。考慮水一土一作物關(guān)系的農(nóng)田排水機(jī)理及其標(biāo)準(zhǔn)(排澇和排漬)的探究，改良中低產(chǎn)田的綜合技術(shù)的最優(yōu)組合，鹽堿化地區(qū)排水方式的優(yōu)化選擇和優(yōu)化管理，排水溝布局和規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)等。探究削減和限制澆灌負(fù)效應(yīng)的方略。2.6農(nóng)業(yè)水資源的有效利用和優(yōu)化管理要重視水文循環(huán)的生物圈方面問題的探究，通過(guò)水資源的有效利用和科學(xué)管理，理順以水為中心的水一土一作物一大氣系統(tǒng)關(guān)系，完善自然水資源系統(tǒng)，保持降水、地表水、地下水、土壤水和作物水之間適應(yīng)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水要求的相互轉(zhuǎn)化平衡，調(diào)整地表水分循環(huán)和水平衡狀況及相應(yīng)的水鹽、水沙狀況。開展?jié)补嗨唤邓?lián)合調(diào)度的探究，同時(shí)大力開展集蓄雨水的新技術(shù)和土壤保水的新方法;加強(qiáng)水沙綜合利用和優(yōu)化管理調(diào)度技術(shù)的探究，同時(shí)要探究泥沙綜合利用和清淤機(jī)械;探究水資源綜合開發(fā)利用和優(yōu)化調(diào)度問題;劣質(zhì)水的凈化和利用以及農(nóng)村人畜飲水和水質(zhì)改良問題，回來(lái)水的再利用問題;探究地下水利用技術(shù)及農(nóng)用提水設(shè)備的改良、配套、機(jī)井成型工藝及機(jī)井節(jié)能問題;探究水資源農(nóng)業(yè)利用可能開展的潛力和規(guī)模，預(yù)料農(nóng)業(yè)水量供需狀況。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)水資源管理和農(nóng)村水源愛惜工作，作好水質(zhì)監(jiān)測(cè)及水質(zhì)變更的預(yù)料，搞好水源愛惜規(guī)劃。要建立不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源情報(bào)信息系統(tǒng)及農(nóng)業(yè)水管理的決策支持系統(tǒng)，在水源缺乏地區(qū)，以供定需、以水定地，做到區(qū)域性的水土資源平衡。3.農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科開展趨勢(shì)3.1根底理論方面在水—土—作物—環(huán)境關(guān)系的最優(yōu)調(diào)控理論和方法探究方面,將建立水、肥、環(huán)境綜合生產(chǎn)函數(shù)和通用作物水土管理模式,建立降水(澆灌水)—作物水—光合作用—經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量轉(zhuǎn)化效率的計(jì)算模型以及水—土—植物—環(huán)境關(guān)系最優(yōu)協(xié)調(diào)的理論和方法。農(nóng)田物質(zhì)(水、沙、鹽、農(nóng)業(yè)化學(xué)物)的遷移規(guī)律及其數(shù)值模擬和預(yù)料將有必需突破,為節(jié)水農(nóng)業(yè)、鹽堿地改良、水土保持和農(nóng)業(yè)水土環(huán)境愛惜等工作供應(yīng)新的理論依據(jù)[8]。在逆境對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量影響的定量評(píng)價(jià)方法和農(nóng)業(yè)水旱災(zāi)難及防治對(duì)策方面,將會(huì)建立逆境(旱、漬澇、鹽堿化)對(duì)作物影響的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,農(nóng)業(yè)水旱災(zāi)難的預(yù)料精度可能提高10%左右,對(duì)農(nóng)業(yè)抗旱防洪決策將供應(yīng)新的依據(jù)。隨著農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科領(lǐng)域探究的進(jìn)一步深化,有關(guān)土壤、植被和大氣界面過(guò)程問題,探究的尺度問題,土壤、植被條件的非勻整性問題,農(nóng)田水分、鹽分遷移中各局部介質(zhì)的非線性相互作用問題,農(nóng)業(yè)污染物在地下水和土壤水中的遷移等,將是將來(lái)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科探究中的難點(diǎn)和前沿問題。3.2應(yīng)用技術(shù)方面澆灌方式將從傳統(tǒng)的豐水高產(chǎn)型澆灌轉(zhuǎn)向限水澆灌(LimitIrrigation)、非充分澆灌(Non-fullIrrigation),以提高水的利用率。各種利用適度虧水來(lái)調(diào)控刺激作物生理機(jī)能,以提高作物水的利用效率、生產(chǎn)率,改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的調(diào)虧澆灌、分根交替澆灌也將得到深化探究和推廣。噴、滴灌等先進(jìn)的灌水技術(shù)將得到廣泛運(yùn)用,設(shè)備運(yùn)行的牢靠性、運(yùn)用壽命和自動(dòng)化程度很大提高。各種先進(jìn)的地面灌水技術(shù)如間歇灌、膜上灌、激光平地和水平畦灌、果樹滲(地下滴)灌等將得到大面積推廣。各種澆灌技術(shù)和農(nóng)業(yè)措施將有機(jī)融合在一起,形成綜合水土資源高效利用技術(shù)。如各種水肥耦合、帶狀種植、覆膜保墑等適合國(guó)情的水土高效利用技術(shù)將廣泛運(yùn)用,以提高水肥利用率、農(nóng)作物產(chǎn)量,改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。灌區(qū)將廣泛接受先進(jìn)的大區(qū)域土壤墑情、作物旱情和水源水情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)技術(shù)、渠系水量流量調(diào)控技術(shù)及灌區(qū)動(dòng)態(tài)配水技術(shù),實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水量最優(yōu)調(diào)度。雨水集蓄和高效利用的技術(shù)將得到深化探究,形成具有中國(guó)特色的雨水利用技術(shù)體系,將會(huì)在西北半干旱地區(qū)和南方丘陵坡地廣泛推廣,以提高降雨的生產(chǎn)率。依據(jù)不同地區(qū)的特點(diǎn),將廣泛接受各種先進(jìn)水土保持、高含沙渾水、局部苦咸水、污水澆灌及地下水持續(xù)利用等區(qū)域水資源持續(xù)利用技術(shù),以到達(dá)區(qū)域水資源的持續(xù)高效利用