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图4.3。灌溉和旱作谷类作物的水分利用效率(来源:转载农业和森林气象学史密斯,103 m,气候数据的应用规划和管理的可持续旱作和灌溉作物生产,页99 - 108,2000爱思唯尔科学许可)。
和引入灌溉调度策略的分析,该地区的气候条件和使用天气预报信息。随机确定变化的降雨和蒸发蒸腾的仿真需要预期收益率的改进和选择水储存(史密斯,2000)。
气候模型用于灌溉调度
电脑程序是可用的(乔希,没吃,沙,1995;史密斯,2000),极大地促进作物水分需求的估计从气候数据。粮农组织CROPWAT程序包含程序参考蒸散和作物水分需求,并允许作物用水的模拟在不同气候、作物,土壤条件(史密斯,1992)。raybet雷竞技最新作为一个决策支持工具,有几个CROPWAT的功能。这些都是(1)的计算参考蒸散根据粮农组织Penman-Monteith公式;(2)作物水分需求使用作物系数和作物生长周期;(3)有效降雨和灌溉要求;(4)灌溉供应方案给定的种植模式;和(5)每日用水量计算。
水平衡过程在CROPWAT允许灌溉的发展计划和评估灌溉方式的中水回用效率和所带来的影响水的压力对作物产量。该系统还允许评估降雨的影响,干旱,干旱对作物生产(史密斯,2000)。
使用短期天气预报
短程天气预报(最多五天的交货时间)将有重大价值的农民,特别是在地面灌溉。这个值来自等优点:
•更好的能力来管理洪涝灾害,尤其是在地面灌溉:这可能意味着调度一个灌溉的事件之间的区别。通过选择不灌溉,农民可能会减少洪涝灾害和irrigation-associated成本。
•更好的能力来管理土壤水分与植物压力:在葡萄栽培和园艺这可能对作物的质量有着重要的意义和重大的经济影响。
•更好的时间管理(适用时)的疾病和喷雾虫害控制:再一次,这些信息可能重要的金融和环境的回报。
•中水回用和相关的成本节约:其中包括水的成本;劳动;燃料;进入作物,特别是在收获;土壤压实;更少的水位到达;管理时间等。
尽管如此,更多的预测信息可能天气将另一个字符串添加到弓为提高水资源效率。这有很多原因。预测信息与时间赛跑,这使得它更容易。农民们已经习惯于使用天气预报。使用一个新的服务需要时间作为农民学习,从经验、如何使用信息和信任他们可以把它的程度。采用也可能是高的,因为它也受其他潜在收益在农场管理和盈利能力。
水资源节约与及时的预测也可以让农民来决定他们需要存储和相关的经济成本。
检查水从土壤损失
潜力,优化作物生产用水的使用,但策略更有效使用不同旱作和灌溉农业(史密斯,2000)。
雨养作物生产频繁降水的波动。暴雨导致失败干旱和收益率赤字,而过多的降雨导致洪水和作物的损失。收益率和中水回用效率将因此仍然很低甚至在充足的时间水的供应或增加肥力水平。优化作物用水需要通过更有效地利用和保护的雨水。
广泛的文学是可用的技术,可以帮助保护土壤水分和减少土壤蒸发和渗漏(Bos et al ., 1994;Ventrella et al ., 1996;Jalota Prihar, 1998;Kazinja, 1999;Boldt et al ., 1999;Mando Stroosnijder, 1999)。大部分的技术已经证明是成功实现他们的目标。
使用石化
石化产品取得了可喜的成果减少水从土壤裸露的运动和蒸发。在沙特阿拉伯,石化土壤改良剂(400年Hydrogrow)检测减少水的损失从沙质土壤。调节器的应用导致了增加存储水饱和条件下由于重力和蒸发损失的最小化。应用0.75% Hydrogrow 400被发现的最优节约用水和维护足够的供水量的植物的生长。这个速度降低了79.2%的水运动在饱和条件下损失的水从蒸发了30% (Sabrah, 1994)。
农艺实践
带状种植、等高耕作梯田用于减少径流,导致显著增加土壤含水量。提供的保护植被径流控制也是一个重要因素。植物截留降雨的一部分,减少雨滴的速度。他们也减缓水在土壤表面的运动。塑料薄膜的稻草或作物残留物、碎树皮、木屑打破雨滴的影响,显著提高渗透并检查蒸发(史密斯,1992)。
耕作方法对作物生长和产量的影响在很大程度上是由于土壤水分增加水库。这是通过创建有利于根系生长和土壤条件和改进的渗透和渗透保护水。耕作可以有效地减少地表径流,如果它是根据水土保持实践进行。通过牺牲一个作物水分是守恒的从一季到下一个,这样两个季节的降水相结合是满足一种作物。
流域综合发展
一个集成的流域开发方法已成功用于印度半岛(Raoa Mohan罗摩et al ., 1996)。措施是(1)分流排水和交错轮廓战壕在未来土地,(2)梯田与分级通道梯形截面的上游侧(当地称为分级外滩)和石头在可耕地和堆石坝检查,和(3)archweir(弯曲障碍)和土堤沟。地下水水文分析显示,综合措施持续改进机制。地表径流对森林和农业集雨只有57.4%和27.4,分别的未经处理的农业排水,反映高渗透雨水由于增强的机会。因此,开井的水位上升了0.5至1.0米,从而增加井灌溉面积的172%相比,项目前期工作周期,进而提高作物产量的70%。
时间和空间管理的概念
土壤水分的时空管理的概念(TSMSW)作为一种手段,以确保有效利用土壤水是由金和他的同事(1999)在中国北部。四个方面进行了研究:调整作物结构和旋转适应土壤水分的变化;增加土壤水资源;减少土壤水蒸发;和管理土壤水分满足时空作物水分需求。田间试验表明,土壤水分的时空管理可以显著提高水资源效率。棉,采用集成microto-pography和塑料地膜增加从0.49到0.76到0.86 kg-m-3;秸秆地膜冬小麦达到2.41 kg-m-3与肥料;和稻草覆盖深沟(微貌)夏玉米从2.06到2.34 kg-m-3增加它。
水传播的
水传播方案适用于在特定的网站(1)协助控制土壤侵蚀的敏感和(2)增加水的渗透进入土壤后降雨(惠勒,1994)。额外的土壤水分增加作物和牧草的产量,可能有助于改善土壤条件。
一个有效的方法来增加高强度降雨牧草和作物的好处是小的建设银行蔓延。银行通常从100年到120年米长和存储水深可达400毫米。相邻的银行之间的差距大约10米离开允许访问期间和之后施工,并允许一段流出时发生。这些外流到下一个下游,直到他们达到一个银行自然流或冲沟。规定为水分布在前场的通过窗台板、管道、或开放部分存在银行里。径流等邻近地区的道路和岩石山脊或在附近的沟渠有时转向water-spreading方案补充当地降雨。
亏灌溉
两个级别的亏灌溉策略(灌溉限于一定的生长期)玉米被Boldt评估和同事(1999)内布拉斯加州。第一有限灌溉期当作物已经累积了560年开始发育程度天,当1220年结束gdd是累积的。平均而言,这是一个五周灌溉季节。第二有限灌溉时期始于720年gdd已经积累和结束1110 gdd积累时,代表约3.5周灌溉季节。
五周灌溉季节导致小产量减少;然而,应用水冲洗相比降低了19%最高产量。限制灌溉季节3.5周应用水深进一步下降,但一个更明显的对粮食产量的影响。收益率降低了约15%,而最大的产量。应用水下降了39%。
局部神经根带灌溉
联邦科学与工业研究组织(CSIRO)在澳大利亚进行了成功的田间试验(匿名,2000)部分神经根带干燥(PRD)使园艺作物更节水。该系统包括灌溉的一侧根区。这导致根生化变化,反过来导致减少水损失植物枝叶。水果产量仍不受影响。试验用滴灌柑橘类的水果树和葡萄园。结果表明,利用珠江三角洲系统可以为农民提供水分配储蓄高达50%。
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