炎熱的夏天已經來到，夏季農(nong) 業(ye) 灌溉工作正在進行。中國是一個(ge) 農(nong) 業(ye) 大國，水資源需求量大，發展農(nong) 業(ye) 節水措施是科技人員研究的重點。

如果你有機會(hui) 走進農(nong) 田觀察，會(hui) 發現我國的節水農(nong) 業(ye) 技術發展迅速，使用噴灌、微灌等工程節水技術隻是基礎，此外，我國還采用了一係列的“農(nong) 作節水技術”。

“農(nong) 作節水”一般從(cong) 作物自身和外界輔助兩(liang) 方麵出發。依靠作物自身節水包括培育節水品種、調控作物節水。外界輔助節水包括對種植結構進行調整、使用覆蓋保墒技術，即在耕地表麵覆蓋塑料薄膜、秸稈或其他材料可以抑製土壤水分蒸發，減少地表徑流，蓄水保墒，提高地溫，培肥地力，改善土壤物理性狀。此外還可以使用深鬆深耕蓄水技術，或者是使用化學製劑等。

Part.1

成熟的農(nong) 作物，需要學會(hui) 自己節約用水

遺傳(chuan) 改良培育抗旱節水作物，從(cong) 源頭上減少對水的需求，這也是幹旱地區普遍使用的方法。如在我國新疆地區種植的新小黑麥1號、新小黑麥2號、新小黑麥3號等就是通過遠緣雜交等遺傳(chuan) 改良技術將黑麥與(yu) 小麥進行雜交培育出的優(you) 質小麥品種，它們(men) 不僅(jin) 耐瘠薄、耐寒、耐旱，還有巨大的雜種生長優(you) 勢，被大量種植用於(yu) 生產(chan) 糧食、飼料、釀酒和生物能源等。

充分挖掘作物自身節水潛力，通過生理調控達到節水的目的也是常用的方法。幹旱缺水對植物的影響有一個(ge) 從(cong) “適應”到“傷(shang) 害”的過程，不超過適應範圍的缺水，往往複水後可以產(chan) 生生理、生長和產(chan) 量形成上的補償(chang) 效應，在保證產(chan) 量基本不受影響的同時，還能節約大量用水。

目前，我國已將作物水分生理調控機製與(yu) 作物高效用水技術緊密結合，開發出諸如調虧(kui) 灌溉和分根區交替灌溉等作物生理節水技術，可明顯地提高作物和果樹的水分利用效率。

調虧(kui) 灌溉是指在作物生長發育的某些階段主動施加一定的水分脅迫，即主動讓作物缺水來促使作物光合產(chan) 物的分配向人們(men) 需要的組織器官傾(qing) 斜，以提高其經濟產(chan) 量的節水灌溉技術。

分根區交替灌溉，是指在灌溉過程中使土壤垂直剖麵或水平麵的某個(ge) 區域保持幹燥，僅(jin) 讓一部分區域灌水濕潤，在下次灌溉過程中，交替灌水濕潤與(yu) 非灌水幹旱區域，使根係的不同區域經受一定程度的水分脅迫，刺激根係吸收補償(chang) 功能。

玉米隔溝交替灌溉技術

（圖片來源：作者提供）

Part.2

如何用科技支撐農(nong) 業(ye) 節水?

除了靠農(nong) 作物自身，農(nong) 作物節水還需要科技的支撐。

調整農(nong) 作物種植結構，充分利用降水資源。不同作物對水的需求和消耗規律不同，可以利用這個(ge) 差異進行農(nong) 用水資源的優(you) 化配置。比如說，可以改進作物布局，建立節水型的種植體(ti) 係，這種方式目前已取得良好的效果。

假如你要在華北地區種植農(nong) 作物，按照它的區域特點，適當調整作物熟製和播期，順應自然降雨規律，做好作物區域布局，發展適地種植，使作物需水高峰期和雨季重合，充分利用好自然降雨，大大減少地下水的開采。

覆蓋保水技術是最常用的節水技術，既不影響農(nong) 作物接受陽光的照射，還可以減少水分的流失，很好地保證了農(nong) 作物的生長。比如，我們(men) 看到有些田地裏會(hui) 鋪上塑料膜，農(nong) 作物透過塑料膜紮根在土壤裏，這就是農(nong) 民為(wei) 減少農(nong) 作物水分流失想出來的小妙招。

通過塑料薄膜（地膜）或者作物秸稈覆蓋種植，提高了地表溫度，減少了雨水的徑流，抑製了土壤水分蒸發，抑蒸力可達80%以上，很好地保存了土壤水分。良好水熱條件有利於(yu) 實現作物的節水增產(chan) ，比如幹旱地區地膜小麥可增產(chan) 150千克/公頃左右，地膜春玉米可使降水利用率提高到80%以上，效果極其顯著。

西北玉米全膜雙壟溝播覆蓋集雨技術

（圖片來源：作者提供）

深鬆深耕可以打破因為(wei) 農(nong) 田長期的機械碾壓所形成的堅硬的土壤耕層（犁底層），降低土壤容重，提高土壤通透性，增大“土壤水庫”的蓄水量，有利於(yu) 農(nong) 作物在深層土壤中紮根，及時吸收更多的土壤水分、養(yang) 分供農(nong) 作物生長發育，提高產(chan) 量。

當農(nong) 作物的根莖深入到地下約1.5 m 的位置時，利用深耕蓄水可促進根莖吸水量增加25%左右，可使農(nong) 作物增產(chan) 約40%。在我國北方，雨季前，如果能改變耕作方式，適當深鬆深耕，疏鬆土壤，促進降雨下滲，可以在汛期有效積蓄更多雨水，從(cong) 而減少作物生育期灌水量。

土壤深鬆耕作作業(ye) 現場

（圖片來源：作者提供）

借助特殊的製劑，比如保水劑、吸水劑來幫助存水。保水劑、吸水劑是功能高分子材料，吸水能力特別強，在遇到水後的15-20分鍾時間裏，可吸收自重150-160倍的水分！農(nong) 民伯伯再也不用擔心作物缺水啦。值得一提的是，這些化學製劑無毒無害，能反複釋水、吸水，因此農(nong) 業(ye) 上人們(men) 把它比喻為(wei) “微型水庫”。

灌溉或降雨時，保水劑能在土壤中形成“小水庫”，當發生幹旱時，吸足水的保水劑釋放水分，使周圍的土壤保持濕潤，能供給植物根係水分。通過這種方式，即使在沙漠地區，或遭遇極端的幹旱氣候時，也可種草植樹。同時，它還能吸收肥料、農(nong) 藥、並緩慢釋放，增加肥效、藥效，最終提高農(nong) 田水肥藥利用效率。

作為(wei) 農(nong) 業(ye) 大國，我國的耕種曆史十分久遠。耕種絕不僅(jin) 是簡單的身體(ti) 勞動，更體(ti) 現著同時代人的智慧。作為(wei) 水資源缺乏的農(nong) 業(ye) 大國，如何利用有限的水資源種植出更多作物，是我們(men) 這個(ge) 時代一直在探索的課題。

出品：科普中國

製作：劉戰東(dong)

作者單位：中國農(nong) 業(ye) 科學院農(nong) 田灌溉研究所

監製：中國科學院計算機網絡信息中心

（本文中標明來源的圖片已獲得授權）

文章僅(jin) 代表作者觀點，不代表中國科普博覽立場

本文首發於(yu) 中國科普博覽（kepubolan）

歡迎掃碼入群！

深圳科普將定期推出

公益、免費、優(you) 惠的活動和科普好物！