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1、华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 1.我国农业水土工程的现状与发展趋势我国农业水土工程的现状与发展趋势 2.农业环境保护与治理农业环境保护与治理3.土壤工程性质与土壤腐蚀土壤工程性质与土壤腐蚀 4.土地利用工程土地利用工程5.农田灌溉与排水农田灌溉与排水6.水土保持与节水农业技术水土保持与节水农业技术 第四章第四章农业水土工程与节水农业农业水土工程与节水农业Water and Soil Engineering Water-Saving Agriculture 农业水土工程农业水土工程1Generality of Agricultural Engi
2、neering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 4 44 4 土地利用工程土地利用工程Soil Utilizing Engineering一、什么是土地利用工程一、什么是土地利用工程 土地利用工程是有关土地开发利用、治理改造、土地利用工程是有关土地开发利用、治理改造、保护管理的各种工程的总称。是以生态系统平衡为理保护管理的各种工程的总称。是以生态系统平衡为理论依据，根据国民经济和各项生产建设发展的需要、论依据，根据国民经济和各项生产建设发展的需要、因地制宜地采用工程措施和生物措施相结合，对土地因地制宜地采用工程措施和生物措施相结合，对土地进行合理
3、开发利用与治理改造的综合性工程技术。进行合理开发利用与治理改造的综合性工程技术。农业水土工程农业水土工程2Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 土地利用工程的内容包括：土地利用工程的内容包括：荒地耕垦、滩涂围垦、水利灌溉排水、水旱土地平荒地耕垦、滩涂围垦、水利灌溉排水、水旱土地平整、水土保持、植树造林种草、草原建设和改良、盐渍整、水土保持、植树造林种草、草原建设和改良、盐渍化、沙漠化、沼泽化土地的治理、土地污染防治、大江化、沙漠化、沼泽化土地的治理、土地污染防治、大江大河治理
4、、堤防圩垸、水库、水闸、塘坝的修建等。大河治理、堤防圩垸、水库、水闸、塘坝的修建等。主要任务：合理开发利用土地资源，提高土地利用率和主要任务：合理开发利用土地资源，提高土地利用率和土地生产率，防止土地退化和破坏，促进土地利用实现土地生产率，防止土地退化和破坏，促进土地利用实现良性循环与建立新的生态平衡，提高土地利用的集约化良性循环与建立新的生态平衡，提高土地利用的集约化程工程以度。程工程以度。农业水土工程农业水土工程3Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 二、土地利用工程常用
5、术语二、土地利用工程常用术语土地平整为使平整后的土地具有更适合种植或者其土地平整为使平整后的土地具有更适合种植或者其它用途的需要而根据一定的条件，按照一定的标准所它用途的需要而根据一定的条件，按照一定的标准所进行的土方填挖和调配的过程。进行的土方填挖和调配的过程。土壤改良改善土壤物理、化学性状，恢复和提高土土壤改良改善土壤物理、化学性状，恢复和提高土壤肥力的技术措施。壤肥力的技术措施。可耕作层厚度指便于工作利用，具有较好的保水、保可耕作层厚度指便于工作利用，具有较好的保水、保肥能力、适宜农作物的土层肥能力、适宜农作物的土层,其厚度要在其厚度要在300mm300mm以上。以上。农业水土工程农业水
6、土工程4Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 三、土地平整工程与意义三、土地平整工程与意义 2007 2007年中央一号文件明确提出：年中央一号文件明确提出：“加大土地复垦、加大土地复垦、整理力度。按照田地平整、土壤肥沃、路渠配套的要求，整理力度。按照田地平整、土壤肥沃、路渠配套的要求，加快建设旱涝保收、高产稳产的高标准农田。加快建设旱涝保收、高产稳产的高标准农田。”这充分这充分反映了田地平整对发展现代农业的重要意义，也充分体反映了田地平整对发展现代农业的重要意义，也充分体现
7、了中央对农田平整工作的重视。现了中央对农田平整工作的重视。农业水土工程农业水土工程5Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 常规平地方法通常采用推土机、铲运机和刮常规平地方法通常采用推土机、铲运机和刮平机等设备进行，具有土方运移量大、平地费用相平机等设备进行，具有土方运移量大、平地费用相对较低的特点，适合于地面起伏较大、原始平整程对较低的特点，适合于地面起伏较大、原始平整程度较差的农田粗平作业，改变的是农田的宏观地形。度较差的农田粗平作业，改变的是农田的宏观地形。但它的效果主要
8、取决于机械设备的施工精度，受设但它的效果主要取决于机械设备的施工精度，受设备自身缺陷和人工操作的影响，当达到一定平整精备自身缺陷和人工操作的影响，当达到一定平整精度后很难进一步提高，难以满足实行地面精细灌溉度后很难进一步提高，难以满足实行地面精细灌溉的要求。的要求。农业水土工程农业水土工程6Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 田块设计时对田块的方向、规模、长度和宽度、田块设计时对田块的方向、规模、长度和宽度、田面纵向比降、田面平整度等都是有明确要求的，如田面纵向比降、田面平
9、整度等都是有明确要求的，如在水田格田内田面相对高差不应超过在水田格田内田面相对高差不应超过3 3厘米，种植旱厘米，种植旱作物的条田田面纵向比降一般为作物的条田田面纵向比降一般为1 15005001 120002000。采。采用常规平地方法很难达到这样的精度，并且对平整后用常规平地方法很难达到这样的精度，并且对平整后的效果无法给出定量化的评价。的效果无法给出定量化的评价。农业水土工程农业水土工程7Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 激光技术的发展为实现农田精细平整提供了一种激
10、光技术的发展为实现农田精细平整提供了一种新思路。激光平地技术就是利用激光束参照平面作为非新思路。激光平地技术就是利用激光束参照平面作为非视觉控制手段，代替常规平地设备操作人员的目测判断，视觉控制手段，代替常规平地设备操作人员的目测判断，自动控制液压调节系统实现平地铲的升降，从而达到精自动控制液压调节系统实现平地铲的升降，从而达到精细平整土地的目的。激光平地感应系统的灵敏度至少比细平整土地的目的。激光平地感应系统的灵敏度至少比人工视觉判断和平地机上操作人员的手动液压调节系统人工视觉判断和平地机上操作人员的手动液压调节系统精确精确1010倍倍5050倍。倍。农业水土工程农业水土工程8General
11、ity of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 激光平地技术在国外农田平整中应用已有激光平地技术在国外农田平整中应用已有2020余年，余年，是一项比较成熟的技术，取得了较好的经济效益。如在是一项比较成熟的技术，取得了较好的经济效益。如在美国和葡萄牙，应用激光平地技术，农田灌溉水均匀度美国和葡萄牙，应用激光平地技术，农田灌溉水均匀度提高了提高了17172020，农作物产量提高了，农作物产量提高了7 73131；在；在印度，应用激光平地技术，农田灌溉节水印度，应用激光平地技术，农田灌溉节水1515202
12、0；在土耳其，激光平地技术使灌溉水效率提高了在土耳其，激光平地技术使灌溉水效率提高了2525100100，小麦增产了，小麦增产了35357575，棉花增产了，棉花增产了20205050。农业水土工程农业水土工程9Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 四、土壤的肥力控制四、土壤的肥力控制 土壤肥力是土壤的基本属性和本质特征，是土壤土壤肥力是土壤的基本属性和本质特征，是土壤为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能力，是土壤物理、
13、化学和生物学性质的综合反应。力，是土壤物理、化学和生物学性质的综合反应。四大肥力因素有四大肥力因素有:营养因素：养分、水分营养因素：养分、水分;环境条件：空气、热量。环境条件：空气、热量。农业水土工程农业水土工程10Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 肥料施在土壤里，不管是有机肥还是化肥，其中，肥料施在土壤里，不管是有机肥还是化肥，其中，只有一小部分可以直接被作物吸收利用，而大部分都只有一小部分可以直接被作物吸收利用，而大部分都要通过土壤转化调节后，才能被作物吸收利用。水浇
14、要通过土壤转化调节后，才能被作物吸收利用。水浇在地里，作物不可能将其全部吸收，也是贮存在土壤在地里，作物不可能将其全部吸收，也是贮存在土壤里，供作物慢慢利用。有的土壤蓄水性能好，作物不里，供作物慢慢利用。有的土壤蓄水性能好，作物不容易受旱。有的土壤蓄水性能差，浇水后不仅浪费了容易受旱。有的土壤蓄水性能差，浇水后不仅浪费了水，作物也因受干旱而使生长发育受到妨碍。不同的水，作物也因受干旱而使生长发育受到妨碍。不同的土壤，通气性能也不一样。通气性不好的土壤，对作土壤，通气性能也不一样。通气性不好的土壤，对作物根系的生长和发育不利，甚至会发生烂根。物根系的生长和发育不利，甚至会发生烂根。农业水土工程农
15、业水土工程11Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 不同的土壤特性，不仅会影响作物的生长和发不同的土壤特性，不仅会影响作物的生长和发育，也会影响土壤内部微生物的生长和繁殖。所以育，也会影响土壤内部微生物的生长和繁殖。所以土壤肥力与许多因素有关。要培养土壤肥力或者说土壤肥力与许多因素有关。要培养土壤肥力或者说养地，就必须充分地注意和研究这些因素，使它们养地，就必须充分地注意和研究这些因素，使它们充分地发挥各自的作用。充分地发挥各自的作用。农业水土工程农业水土工程12Genera
16、lity of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 土壤肥力包括自然肥力、人工肥力以及二者相土壤肥力包括自然肥力、人工肥力以及二者相结合形成的经济肥力。结合形成的经济肥力。自然肥力是由土壤母质、气候、生物、地形等自然肥力是由土壤母质、气候、生物、地形等自然因素的作用下形成的土壤肥力，是土壤的物理、自然因素的作用下形成的土壤肥力，是土壤的物理、化学和生物特征的综合表现。化学和生物特征的综合表现。自然肥力是自然再生产过程的产物，是土地生自然肥力是自然再生产过程的产物，是土地生产力的基础，它能自发地生长天然
17、植被。产力的基础，它能自发地生长天然植被。农业水土工程农业水土工程13Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 人工肥力是指通过人类生产活动，如耕作、施肥、人工肥力是指通过人类生产活动，如耕作、施肥、灌溉、土壤改良等人为因素作用下形成的土壤肥力。灌溉、土壤改良等人为因素作用下形成的土壤肥力。土壤的自然肥力与人工肥力结合形成的经济肥力，土壤的自然肥力与人工肥力结合形成的经济肥力，才能用以为人类生产出充裕的农产品。经济肥力是自然才能用以为人类生产出充裕的农产品。经济肥力是自然肥力和人
18、工肥力的统一，是在同一土壤上两种肥力相结肥力和人工肥力的统一，是在同一土壤上两种肥力相结合而形成的。合而形成的。仅仅具有自然肥力的土壤，不存在人类过去劳动仅仅具有自然肥力的土壤，不存在人类过去劳动的任何痕迹。而具有经济肥力的土壤，由于其中包括的任何痕迹。而具有经济肥力的土壤，由于其中包括人工肥力，则凝结有人类的劳动。人工肥力，则凝结有人类的劳动。农业水土工程农业水土工程14Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 土壤肥力经常处于动态变化之中，土壤肥力变好变土壤肥力经常处于动态变
19、化之中，土壤肥力变好变坏既受自然气候等条件影响，也受栽培作物、耕作管理、坏既受自然气候等条件影响，也受栽培作物、耕作管理、灌溉施肥等农业技术措施以及社会经济制度和科学技术灌溉施肥等农业技术措施以及社会经济制度和科学技术水平的制约。水平的制约。农业生产上，能为植物或农作物即时利用的自然肥农业生产上，能为植物或农作物即时利用的自然肥力和人工肥力叫力和人工肥力叫“有效肥力有效肥力”，不能即时利用的叫，不能即时利用的叫“潜潜在肥力在肥力”。潜在肥力在一定条件下可转化为有效肥力。潜在肥力在一定条件下可转化为有效肥力。农业水土工程农业水土工程15Generality of Agricultural Eng
20、ineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 依据拟定的土壤肥力指标，对土壤肥力水平评定的依据拟定的土壤肥力指标，对土壤肥力水平评定的等级称为土壤肥力分级。分级的目的是掌握不同土壤的等级称为土壤肥力分级。分级的目的是掌握不同土壤的增产潜力，揭示出它们的优点和存在的缺陷，为施肥、增产潜力，揭示出它们的优点和存在的缺陷，为施肥、改良土壤提供科学依据。改良土壤提供科学依据。农业水土工程农业水土工程16Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重
21、点大学 参评项目一般包括土壤环境条件（地形、坡度、参评项目一般包括土壤环境条件（地形、坡度、覆被度、侵蚀度），土壤物理性状（土层厚度、耕层覆被度、侵蚀度），土壤物理性状（土层厚度、耕层厚度、质地、障碍层位），土壤养分（有机质、全氮、厚度、质地、障碍层位），土壤养分（有机质、全氮、全磷、全钾）储量指标、养分有效状态（速效磷全磷、全钾）储量指标、养分有效状态（速效磷/全全磷、速效钾磷、速效钾/全钾）等。项目的具体选择，可根据土全钾）等。项目的具体选择，可根据土壤类别而定。评级方法有累计积分法和数理统计法等。壤类别而定。评级方法有累计积分法和数理统计法等。评定结果可划分瘦土、熟土、肥土和油土等级别。
22、评定结果可划分瘦土、熟土、肥土和油土等级别。农业水土工程农业水土工程17Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 土壤肥力监测即观测土壤肥力因子动态变化土壤肥力监测即观测土壤肥力因子动态变化的过程。土壤水、肥、气、热等肥力因子，随着的过程。土壤水、肥、气、热等肥力因子，随着气候，水文等自然环境条件的变化以及农业生产气候，水文等自然环境条件的变化以及农业生产活动的影响，。活动的影响，。掌握土壤肥力因子的动态变化，及时预测和掌握土壤肥力因子的动态变化，及时预测和调控，可使土壤肥力的发
23、展与作物的需求经常处调控，可使土壤肥力的发展与作物的需求经常处于协调状态，以取得作物高产稳产的效果。于协调状态，以取得作物高产稳产的效果。农业水土工程农业水土工程18Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 五、土地载畜量的控制五、土地载畜量的控制 草原载畜量是指在一定放牧草原载畜量是指在一定放牧时期内，一定草原面积上，在不时期内，一定草原面积上，在不影响草原生产力及保证家畜正常影响草原生产力及保证家畜正常生长发育时，所能容纳放牧家畜生长发育时，所能容纳放牧家畜的数量。的数量。农
24、业水土工程农业水土工程19Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 草原载畜量也可以用单位面积草原上可供一头草原载畜量也可以用单位面积草原上可供一头牲畜放牧的天数或在一定时间内放养一头牲畜所需牲畜放牧的天数或在一定时间内放养一头牲畜所需要的草原面积来表示。是衡量草原生产能力的一项要的草原面积来表示。是衡量草原生产能力的一项指标。指标。用每公顷或每百亩草原上可以平均放牧的牲畜单用每公顷或每百亩草原上可以平均放牧的牲畜单位数（牛单位或羊单位）表示。单位为位数（牛单位或羊单位）表示。单
25、位为“头头/亩（公顷）亩（公顷）年年”，即一年内放牧一头成年绵羊所需放牧草地的，即一年内放牧一头成年绵羊所需放牧草地的亩（公顷）数。亩（公顷）数。农业水土工程农业水土工程20Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 计算公式为：载畜量计算公式为：载畜量=（亩或公顷产草量（亩或公顷产草量可利可利用率）用率）（牲畜日食草量（牲畜日食草量放牧天数）。放牧天数）。式中：亩或公顷产草量以式中：亩或公顷产草量以“公斤公斤/亩（公顷）亩（公顷）年年”表示，牲畜日食草量以表示，牲畜日食草量以“公
26、斤公斤/头头日日”表示。表示。农业水土工程农业水土工程21Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 牲畜单位数的换算方法是：牲畜单位数的换算方法是：1 1头黄牛头黄牛=1=1个牛单位。个牛单位。1 1匹马匹马=0.8=0.8个牛单位。个牛单位。1 1头水牛头水牛=1.3=1.3个牛单位。个牛单位。1 1匹骡匹骡=1=1个牛单位。个牛单位。1 1只山羊只山羊=0.2=0.2个牛单位。个牛单位。1 1头驴头驴=0.6=0.6个牛单位。个牛单位。1 1只绵羊只绵羊=0.25=0.25个
27、牛单位。个牛单位。1 1只兔只兔=0.025=0.025个牛单位。个牛单位。1 1头猪头猪=0.3=0.3个牛单位。个牛单位。1 1只鸡只鸡=0.01=0.01个牛单位。个牛单位。农业水土工程农业水土工程22Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 实际放养畜牧的头数，称草原实际载畜量。实实际放养畜牧的头数，称草原实际载畜量。实际载畜量超过合理载畜量时，称为超载饲养和饱和际载畜量超过合理载畜量时，称为超载饲养和饱和饲养。超载饲养会影响牧草正常生长，造成草场退饲养。超载饲养会影响牧
28、草正常生长，造成草场退化，影响草原载畜量的主要因素是草场的品质和产化，影响草原载畜量的主要因素是草场的品质和产量，以及牧草的利用方式等。量，以及牧草的利用方式等。1 1公顷草地生产公顷草地生产1 1万公斤干草，若利用率为万公斤干草，若利用率为9090，则载畜量为则载畜量为8 8个羊单位。个羊单位。农业水土工程农业水土工程23Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 思考题思考题441.1.什么是土地利用工程？包括哪些内容？什么是土地利用工程？包括哪些内容？2.2.什么是土地平整工
29、程？什么是土地平整工程？3.3.土壤肥力、自然肥力、人工肥力、经济肥力的含义土壤肥力、自然肥力、人工肥力、经济肥力的含义4.4.草原载畜量的含义与影响因素分析草原载畜量的含义与影响因素分析5.5.影响土壤肥力的因素有哪些？如何控制土壤肥力？影响土壤肥力的因素有哪些？如何控制土壤肥力？农业水土工程农业水土工程24Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 作物为维持生命及生长发育需要不断通过它的根系从周围土作物为维持生命及生长发育需要不断通过它的根系从周围土壤吸收水分，最后大部分水分
30、将通过叶片蒸腾到大气中。壤吸收水分，最后大部分水分将通过叶片蒸腾到大气中。土壤可看做是作物的蓄水器，当根区附近土壤中的水分消耗土壤可看做是作物的蓄水器，当根区附近土壤中的水分消耗到一定程度时如果不能及时得到补充，作物就不能正常生长发到一定程度时如果不能及时得到补充，作物就不能正常生长发育，直至萎凋。育，直至萎凋。自然降水固然可以补充土壤中的水分，但自然降水制约的因自然降水固然可以补充土壤中的水分，但自然降水制约的因素较多（水量、时间、地理、气象）。素较多（水量、时间、地理、气象）。一、一、作物为什么需要灌溉？作物为什么需要灌溉？4 45 5 农田灌溉与排水农田灌溉与排水Farmland Irr
31、igation and Farmland Drainage农业水土工程农业水土工程25Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 灌溉的作用灌溉的作用就是要根据作物的需要就是要根据作物的需要及时及时、适量适量地补充作物地补充作物根区土壤中的水分根区土壤中的水分。不同作物在不同生长期，对不同土壤结构及质地，以及不同不同作物在不同生长期，对不同土壤结构及质地，以及不同的施肥状况，需水情况不同。的施肥状况，需水情况不同。作物根系在土壤中能够吸收水分的范围随根系的发育而不同。作物根系在土壤
32、中能够吸收水分的范围随根系的发育而不同。及时而适量的灌溉对产量往往有决定性的影响，但过量灌溉不及时而适量的灌溉对产量往往有决定性的影响，但过量灌溉不仅浪费水资源，并使根区养分因淋沥而流失仅浪费水资源，并使根区养分因淋沥而流失灌溉径流水会带走土地表面的细粒土壤及养分，造成下游淤塞。灌溉径流水会带走土地表面的细粒土壤及养分，造成下游淤塞。农业水土工程农业水土工程26Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 二、作物需水量二、作物需水量 根区土层水分调节决定于土壤的水分平衡。作根区土层
33、水分调节决定于土壤的水分平衡。作物的需水量主要决定于腾发量物的需水量主要决定于腾发量(evapoevapo-transpiration)transpiration)，即通过株间土壤表面蒸发和作物，即通过株间土壤表面蒸发和作物叶面蒸腾水分的总和。叶面蒸腾水分的总和。旱田着眼于保持作物根区土层的适宜土壤含水旱田着眼于保持作物根区土层的适宜土壤含水量。它不应高于田间持水量，也不能接近永久凋萎点，量。它不应高于田间持水量，也不能接近永久凋萎点，一般控制在土壤有效含水量的一般控制在土壤有效含水量的5050以上。以上。农业水土工程农业水土工程27Generality of Agricultural Eng
34、ineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 冬小麦湿润深度变化及适宜土壤含水量冬小麦湿润深度变化及适宜土壤含水量生长阶段生长阶段 控制湿润深度（控制湿润深度（cmcm）适宜土壤含水量（以田间持水量的适宜土壤含水量（以田间持水量的%计）计）播播 前前20-3020-3045-6045-60出出 苗苗30-4030-4045-6045-60三三 叶叶30-4030-4045-6045-60分分 蘖蘖40-5040-5045-6045-60拔拔 节节50-6050-6045-6045-60抽抽 穗穗50-8050-8060-7560-75开开 花
35、花60-10060-10060-7560-75成成 熟熟60-10060-10060-7560-75农业水土工程农业水土工程28Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 水田通常按水田地面水层厚度来调节土壤水分。在水田通常按水田地面水层厚度来调节土壤水分。在插秧前需提前放水泡田，使土壤充分浸透，以利于插秧。插秧前需提前放水泡田，使土壤充分浸透，以利于插秧。插秧后在返青阶段水层要减薄以免漂秧，以后阶段需加插秧后在返青阶段水层要减薄以免漂秧，以后阶段需加深水层厚度，到抽穗阶段再次减小
36、水层厚度。中稻及双深水层厚度，到抽穗阶段再次减小水层厚度。中稻及双季稻在黄熟阶段要使土壤落干。季稻在黄熟阶段要使土壤落干。农业水土工程农业水土工程29Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 水稻各生长阶段水层深度水稻各生长阶段水层深度(mm)(mm)生长阶段生长阶段阶段天数阶段天数水层深度水层深度早稻早稻中稻中稻双季稻双季稻泡田泡田30-5030-5030-5030-5030-5030-50返青返青8 85-30-505-30-5010-30-5010-30-5020-40-7
37、020-40-70分蘖前分蘖前8 820-50-7020-50-7020-50-7020-50-7010-30-7010-30-70分蘖末分蘖末161620-50-8020-50-8030-60-9030-60-9010-30-8010-30-80拔节孕穗拔节孕穗171730-60-9030-60-9030-60-12030-60-12020-50-9020-50-90抽穗开花抽穗开花151510-30-8010-30-8010-30-10010-30-10010-30-5010-30-50乳熟乳熟9 910-30-6010-30-6010-20-6010-20-6010-20-6010-20
38、-60黄熟黄熟8 810-2010-20落落 干干落落 干干农业水土工程农业水土工程30Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 三、农业土壤水分状况及水分运动三、农业土壤水分状况及水分运动 土壤的颗粒度组成对土壤水分保持能力起重要作土壤的颗粒度组成对土壤水分保持能力起重要作用，但土壤的化学成分、有机质含量、土壤结构、耕作用，但土壤的化学成分、有机质含量、土壤结构、耕作措施等对土壤水分保持能力也有一定影响。措施等对土壤水分保持能力也有一定影响。土壤中有许许多多大小不等的孔隙，孔隙
39、中部分土壤中有许许多多大小不等的孔隙，孔隙中部分或全部充满水分，未被水分充满的空间充满空气。或全部充满水分，未被水分充满的空间充满空气。农业水土工程农业水土工程31Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 不同土壤质地的土壤有效含水量不同土壤质地的土壤有效含水量土壤类型土壤类型土壤含水量（土壤含水量（%）土壤有效含水量土壤有效含水量（cm/mcm/m）田间持水量田间持水量永久凋萎点永久凋萎点细砂土细砂土3 35 51 13 32 24 4砂壤土砂壤土3 315153 38 84
40、41111粉壤土粉壤土121218186 610106 61313粘壤土粘壤土151530307 7161610101818粘土粘土242440401212202016163030农业水土工程农业水土工程32Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 农农业业水水土土环环境境问问题题研研究究不不断断深深入入。过过去去单单纯纯的的研研究究灌灌溉溉条条件件下下的的水水盐盐运运动动，正正逐逐步步转转向向各各种种农农业业化化学学物物在在土土壤壤地地下下水水系系统统中中运运移移规规律律的的研
41、研究究。化化肥肥、农农药药、污污染染物物在在土土壤壤中中的的吸吸附附、解解吸吸、传传输输，地地面面灌灌溉溉中中的的水水肥肥淋淋失失规规律律及及数数值值模模拟拟，污污水水灌灌溉溉对对土土壤污染等方面的研究取得了一批新成果。壤污染等方面的研究取得了一批新成果。农业水土工程农业水土工程33Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 灌溉和排水都是调节农田土壤水分，以保证作物灌溉和排水都是调节农田土壤水分，以保证作物高产，免受旱、涝、渍等灾害的措施。特别是在地下水高产，免受旱、涝、渍等灾害
42、的措施。特别是在地下水位较高或降雨量变化大的地区，如果只考虑灌溉而未考位较高或降雨量变化大的地区，如果只考虑灌溉而未考虑排水，将造成土地盐渍化。灌溉及排水不当往往是水虑排水，将造成土地盐渍化。灌溉及排水不当往往是水土流失的原因之一。土流失的原因之一。四、农田灌溉四、农田灌溉 好的灌溉方法应灌水均匀、不破坏土壤结构、节好的灌溉方法应灌水均匀、不破坏土壤结构、节水、节省劳力、投资适合于当地条件。按水分渗入土壤水、节省劳力、投资适合于当地条件。按水分渗入土壤的方式，灌溉方法分为地表灌溉、喷灌、滴灌、渗灌。的方式，灌溉方法分为地表灌溉、喷灌、滴灌、渗灌。农业水土工程农业水土工程34Generality
43、 of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 （一）地表灌溉（一）地表灌溉定义：水从土壤表面流过或在土壤表面浸淹，借重力及定义：水从土壤表面流过或在土壤表面浸淹，借重力及毛管力渗入土壤。又分为畦灌、沟灌、淹灌、漫灌。毛管力渗入土壤。又分为畦灌、沟灌、淹灌、漫灌。这种灌溉水靠重力或水泵通过输水渠道或管道引向田间，这种灌溉水靠重力或水泵通过输水渠道或管道引向田间，当水流过土地表面或浸泡土地时使水渗入土壤。当水流过土地表面或浸泡土地时使水渗入土壤。特点特点：水对土壤的入渗率与土壤的质地及结构、土壤原水对土壤的
44、入渗率与土壤的质地及结构、土壤原先的含水量有密切关系。先的含水量有密切关系。地表灌溉对整地有较高要求。地表灌溉对整地有较高要求。农业水土工程农业水土工程35Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 1畦灌畦灌灌前用田埂将农田分隔成若干小畦。将水引入小畦灌前用田埂将农田分隔成若干小畦。将水引入小畦后，水流从小畦的一端流向另一端，在流动过程中后，水流从小畦的一端流向另一端，在流动过程中水分借重力渗入土壤。为使灌水均匀、减少水分向水分借重力渗入土壤。为使灌水均匀、减少水分向土壤深层渗漏
45、，应使水层在各点停留的时间相等。土壤深层渗漏，应使水层在各点停留的时间相等。但畦灌劳动强度大，筑埂、开沟要占用农田面积，但畦灌劳动强度大，筑埂、开沟要占用农田面积，对土地平整有一定要求，沟渠输水渗漏及表面蒸发对土地平整有一定要求，沟渠输水渗漏及表面蒸发损失大，易破坏作物根部土壤结构。损失大，易破坏作物根部土壤结构。农业水土工程农业水土工程36Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 2沟灌沟灌灌前在作物行间挖灌水沟，水引入后，水在流动过程灌前在作物行间挖灌水沟，水引入后，水在流动
46、过程中借土壤中的毛细管作用湿润沟壁两侧土壤，停止放中借土壤中的毛细管作用湿润沟壁两侧土壤，停止放水后，沟中存水继续湿润土壤。对透水性强的土壤，水后，沟中存水继续湿润土壤。对透水性强的土壤，选择较短的灌水沟及较大的流量，对透水性弱的土壤，选择较短的灌水沟及较大的流量，对透水性弱的土壤，选择较长的灌水沟及较小的流量。沟灌适合于宽行距选择较长的灌水沟及较小的流量。沟灌适合于宽行距中耕作物，它不会破坏作物根部土壤结构。中耕作物，它不会破坏作物根部土壤结构。农业水土工程农业水土工程37Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家
47、211211工程重点大学工程重点大学 3淹灌淹灌 灌前用田埂将农田分隔成若干格田，水引入后在地面灌前用田埂将农田分隔成若干格田，水引入后在地面保持一定水层厚度，根据作物的需水状况及降雨情况，用保持一定水层厚度，根据作物的需水状况及降雨情况，用灌水或排水措施调节水层厚度。淹灌适合于水稻田。灌水或排水措施调节水层厚度。淹灌适合于水稻田。4漫灌漫灌 这是一种最粗放的灌水方法，水浪费大、灌水不均匀。这是一种最粗放的灌水方法，水浪费大、灌水不均匀。灌前农田不需挖沟或筑沟，水流过地面时借重力渗入土壤，灌前农田不需挖沟或筑沟，水流过地面时借重力渗入土壤，如水流过大将造成土肥流失及灌溉径流损失，如水流较小，如
48、水流过大将造成土肥流失及灌溉径流损失，如水流较小，高地及远地将得不到灌水，低洼处易受渍害。高地及远地将得不到灌水，低洼处易受渍害。农业水土工程农业水土工程38Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 （二（二)喷灌喷灌 用水泵或借高度压头使水通过喷头喷入空中形成用水泵或借高度压头使水通过喷头喷入空中形成小雨滴，再降到田间。根据喷头的结构，水以射流形式小雨滴，再降到田间。根据喷头的结构，水以射流形式成旋转水束射出，在喷射过程中因与空气摩擦而分散成成旋转水束射出，在喷射过程中因与空气
49、摩擦而分散成水滴，或以扇形或伞形水膜形式喷出，遇空气阻力而分水滴，或以扇形或伞形水膜形式喷出，遇空气阻力而分散成水滴。散成水滴。影响因素分析：水滴的大小与工作压力、喷孔尺寸等参数影响因素分析：水滴的大小与工作压力、喷孔尺寸等参数选择及喷头结构有关。选择及喷头结构有关。农业水土工程农业水土工程39Generality of Agricultural Engineering华中农业大学华中农业大学教育部国家教育部国家211211工程重点大学工程重点大学 一般不受地形地貌限制，只要喷灌设备布置合理，选择一般不受地形地貌限制，只要喷灌设备布置合理，选择适当，灌溉水分布可以比较均匀，灌溉水损失少，因而灌
50、适当，灌溉水分布可以比较均匀，灌溉水损失少，因而灌溉水的利用效率较高。溉水的利用效率较高。喷灌与表面灌溉相比可节水喷灌与表面灌溉相比可节水20205050、增产、增产l0l02020，对地形及整地要求不高，易于实现自动化，节省劳力，对地形及整地要求不高，易于实现自动化，节省劳力，可结合施肥可结合施肥(加肥喷灌加肥喷灌)或防治病虫害或防治病虫害(加药喷灌加药喷灌)、调节植、调节植株环境温度或湿度、防霜冻，但初投资费用较大，对水质株环境温度或湿度、防霜冻，但初投资费用较大，对水质有一定要求。有一定要求。农业水土工程农业水土工程40Generality of Agricultural Enginee