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1、灌溉施肥节水效益评价精简版有关文件有关文件l农技土肥水函2006237号l关于印发节水模式效益观测与评价方法（试行）的通知2一、目一、目 的的l采用统一规范的评价方法,相同的评价内容和指标，观测记载相同的项目，使灌溉施肥技术效益数据及成果在各省农业部门能相互比较、相互认可。l提升膜下滴灌补贴及水肥一体化示范项目科技水平，为国家扩大补贴及示范规模提供支撑。3二、基本术语二、基本术语l水分生产效率l水分生产效益l作物蒸腾蒸发量l田间持水量41、水分生产效率、水分生产效率l概念：在一定的作物品种和耕作条件下，在一个全生育期内，消耗单位水资源所获得的产量。是衡量水分利用的核心指标。l单位kg/m3,k
2、g/mm.亩或kg/mm.hm2.5节水农业的实质节水农业的实质l在给定的农业可用水量限制下，采用一切方法，生产更多的农产品，满足社会对粮食、蔬菜和经济作物产品的需求。节水农业的关键在单位水量的产出，即水资源的高效率利用。l节水农业并不是单纯的节水，它必然是与产出联系在一起。6评价尺度评价尺度l作物、农田、系统、灌区、流域五个尺度。水分生产效率是强烈尺度依赖的，尺度不同，结果大不一样。既然与产出联系在一起，我们的评价尺度重点就在田间，即农田尺度，即末级渠道（管道）控制的各块土地。l灌溉施肥：农田尺度。7产品原则产品原则l水是农业生产的必须要素，衡量要素投入的效率只能是单位要素投入的产出，如万吨
3、产品的耗水量或万元产值的用水量。l例：吨水斤粮田8提高水分生产效率途径提高水分生产效率途径l一是与农艺技术相关联，减少与农田的蒸发水量，如滴灌+覆膜、秸秆覆盖等l二是与设施相关联，使向农作物的灌溉更加准确和有效率，如管道输水、根部滴灌l三是与植物生理过程相关，提高蒸腾的产出效率，如抗旱品种、水肥协调l膜下滴灌膜下滴灌=覆膜覆膜+准确有效灌溉准确有效灌溉+水肥协调水肥协调9我国主要作物水分生产效率我国主要作物水分生产效率我国主要作物水分生产率 Kg/m3小麦小麦高产玉米玉米高产水稻棉花皮棉0.8-1.21.5-21.2-1.82.5-30.5 0.4资料来源：节水农业技术理论与实践 全国农技中心
4、编著10旱作项目的成功典型旱作项目的成功典型技术模式 单 产（kg/亩）增产（kg/亩）增产率（%）水分生产效率水分生产效率Kg/Kg/方方双垄面全膜覆盖619.1196.846.73.023.02全地面平铺覆膜523.9101.624.62.562.56半膜小垄沟覆盖438.215.93.82.142.14半膜覆盖422.32.06 2.06 甘肃农业节水与土壤肥料管理站甘肃农业节水与土壤肥料管理站2004年项目成果年项目成果 玉米玉米 降雨量：降雨量：307mm11冬小麦典型冬小麦典型l吴桥模式：晚播小麦只浇一次拔节水，产量达507kg/亩，水分生产效率达1.145kg/mm.亩(1.72
5、kg/m3)；一年两作小麦夏玉米种植，产量1026.8kg/亩，耗水量为696.7mm，水分生产效率为1.473kg/mm亩（2.2kg/m3）l河北旱作所：不同降雨年型优化灌溉制度，400mm耗水量能保证500kg亩产，WUE达到1.25 kg/mm.亩(1.875kg/m3)122、水分生产效益、水分生产效益l在一定的作物品种、耕作条件及社会经济背景下单方水资源量消耗所获得的产值。是衡量水分利用效益的核心指标。l单位：元/m3,元/mm.亩或元/mm.hm2.13l一般认为水分生产效率是节水项目追求的目标，即单位水量能得到的产量。但是，高产量不一定会带来高收益，甚至是收益的减少或者负收益，
6、尤其当增加的产量需要付出高成本的时候。如果经济回报很小，甚至为负时，则无论水分生产效率有多高，节水效果有多好，农户是不会主动采用的。14给我们的启示给我们的启示l灌溉施肥技术由于相对的高投入高成本特点，在示范推广的过程中一定要考虑到经济回报问题，即水分生产效益要大，要对老百姓有足够的吸引力。不管白猫黑猫，赚钱才是好猫。l这也解释了我国目前灌溉施肥发展的形式：主要在北方的果树蔬菜、南方果树花卉、新疆的棉花果树上发展，因为这些作物能带来良好的收益。15l农户如果采用新的品种或农艺技术，提高产品品质或降低成本，水分生产效率可能没有明显改变，但因品种提高或成本降低而提高了水分生产效益，这对推广节水措施
7、是很有意义的。进一步，在缺水地区，如能改种高经济效益作物，即使在耗水量不变的情况下，也提高农户个人和社会的收益，达到了高经济效益的用水。163、作物蒸腾蒸发量、作物蒸腾蒸发量lFAO定义：指生长在大面积农田上的作物群体，在给定的环境中在土壤水分适宜、正常生长、产量水平较高条件下所消耗的水量,包括植株蒸腾和棵间蒸发量之和，简称腾发量，又称田间耗水量或作物需水量，表示为ET（Evapotranspiration)。不包括输配水过程中径流损失和田间渗漏水量。lET值根据需要可按时间分为单项作物某一生育阶段ET，全生育期的ET，某一轮、间、套、复种周期的ET等。也可按地域空间分为某一作物种植区的ET，
8、某灌区的ET等。17l作物需水量就是作物生长发育过程中所需的水量，一般包括生理需水和生态需水两部分。l生理需水是指作物生命过程中各项生理活动（蒸腾、光合作用和构成生物体系等）所需要的水分。生态需水是指给作物正常生长发育创造良好生活环境所需要的水分，如调节土壤温度、影响肥料分解、改善田间小气候等所需要的水分。l由于上述各项需水量不好测定和计算，在生产实践中用作物的蒸腾量和颗间蒸发量来表示作物需水量。18ET值的意义值的意义l作物腾发量或田间耗水量是反映农业用水最关键的基础数据。农田节水的核心就是通过降低无效的蒸腾蒸发，提高水分利用效率，实现资源型和效益型节水。l进一步解释了提高水分生产效率的三条
9、途径：目的都是为了降低稞间蒸发和提高作物的蒸腾的产出效率。19关于关于ET值的说明值的说明l我国对ET值的研究从新中国成立前已经开始，各地灌溉试验站都针对当地主要作物需水量进行试验研究。1990年前后总结各地成果，绘制出版了全国主要农作物需水量等值线图。这些历史资料时效性参差不齐，前后半个多世纪；且当前农业生产条件如肥水利用方式、作物品种等已经大不一样，在实践中只能作为参考的相对指标，并非绝对的作物需水量。204、田间持水量、田间持水量l指土壤毛管悬着水达到最大时的土壤含水量，包括全部吸湿水、膜状水和毛管悬着水，简称为田持。l通俗理解：长时间大雨2-3天后土壤耕层的含水量。21田持的用途田持的
10、用途l田持是在不受地下水影响条件下，土壤能稳定保持水分的最大数量指标。当超过田持时如果继续灌溉，宝贵的水分就会通过下渗或者径流的方式流走而浪费。l田持是土壤有效含水量的上限值，常用来作为灌溉上限的参数计算灌溉定额以及设计灌溉制度。是生产中使用最多的一个土壤水分参数。22三、评价指标及计算方法三、评价指标及计算方法评价内容l灌溉施肥技术水分利用水平评价原则l以水资源高效利用的原则l产出/产品衡量原则评价尺度l田间尺度23 膜下滴灌节水效益评价指标膜下滴灌节水效益评价指标序号序号指标指标是否定量是否定量1蒸腾蒸发量是2水分生产效率是3水分生产效益是4单位面积节水量是5项目总节水量是241、田间蒸腾
11、蒸发量、田间蒸腾蒸发量l如何求田间蒸腾蒸发量ET？根据农田水分平衡原理,利用田间简易测试结果计算.l北方地势平坦地区，简化后的公式 ET=P+M-T25土壤水蓄变量土壤水蓄变量lT计算方法:以1米深土体分层测定的土壤含水量为基础，测定播种前与收获后土壤各层含水量的变化计算.T-土壤水蓄变量（mm)dVi-某一层土壤容重（g/cm3)hi 某一层土层厚度（cm),h1+h2+hi=100cmW1i 收获后某一土层含水量（%）W0i 播种前某一土层含水量（%）26关于系数关于系数1010为换算系数。假设没有10，各变量取1，（W1-W0)=1%右边为：即：100cm2的面积上有1g的水，水的密度1
12、g/cm3,1g/(1g/cm3)=1cm3故：右边需要乘以系数10.实际上，因为水的密度为1，在公式中被省略了。272、水分生产效率、水分生产效率28有关单位换算有关单位换算l1mm.亩=1/1000m*666.7m2=0.6667m3=2/3m3293、水分生产效益、水分生产效益304、单位面积节水量、单位面积节水量对于灌溉施肥技术，直接按照减少的灌溉水量计算。315、项目总节水量、项目总节水量32四、田间效益观测四、田间效益观测l试验设计原则l观测记载内容331、试验设计原则、试验设计原则l设置膜下滴灌与传统灌溉两个处理的简单对比试验。观测小区采取“大处理，小样本”的原则，以多点采样（3
13、个以上）代替重复。l观测小区设置在项目区有代表性地块。两个处理观测小区要有相对的一致性，如地形、坡向、土壤类型、灌溉水源等。果树试验要注意树龄、大小一致，不同处理间要有保护行。342、观测记载内容、观测记载内容5 5个评价指标个评价指标7 7个观测记载表格：个观测记载表格：表1观测点基本情况表表2土壤墒情监测记载表 表3灌溉情况记载表 表4降水情况记载表 表5作物生育期记载表(不参与计算)表6农户农事活动记载表(不参与计算)表7经济效益记载表蒸腾蒸发量水分生产效率水分生产效益单位面积节水量项目总节水量35有关记载表格的说明有关记载表格的说明l记载表格及填表说明参见文件。l7个表格的数据完全能满
14、足本讲义的计算要求。l7个表格的记载内容不完全是为计算这5个指标服务，如根据这7个表格的数据可更准确更科学的计算ET、项目经济效益等。36五、实例五、实例1、作物蒸腾蒸发量2、水分生产效率3、水分生产效益4、单位面积节灌量37北京草莓滴灌施肥北京草莓滴灌施肥2006年项目年项目l地点：北京市昌平区兴寿镇香屯庄草莓园基地。l土壤类型:潮土;质地:砂土。l保护地栽培，不受降水影响。l地下水埋深大于2米。l地形平坦，无径流。38试验处理试验处理l处理1：苗期灌溉采用滴灌，以养苗为主；坐果、收获期灌溉周期确定为4-5天，灌溉定额为4-5m3/667m2，总灌溉量252方/亩，合378mm.l处理2（C
15、K)：传统滴灌处理，灌溉周期12-15天，每次灌溉12-15m3/667m2；总灌溉量383.7方/亩，合575.55mm。l其他施肥措施都相同，此处不详列。391、作物蒸腾蒸发量、作物蒸腾蒸发量ETET（mmmm）=P+M+W+SD-T=P+M+W+SD-TP:保护地不受降水影响,为零;W:作物生育内地下水补给量为零；S:无径流,为零；D:水分深层渗漏量为零。公式简化为公式简化为:ETET（mmmm）=M-T=M-T40土壤墒情数据土壤墒情数据处理1处理2土层（cm）0-2020-4040-600-2020-4040-60土层容重（g/cm3）1.401.421.451.401.421.45
16、播种前含水量（%）19.0115.9416.219.416.817.08采收后含水量（%）12.6914.815.6811.4813.7614.7841土壤蓄变量土壤蓄变量处理1土壤蓄变量:0-20cm:101.4020(12.69-19.01)%=-17.7mm 20-40cm:101.4220(14.8-15.94)%=-3.24mm 40-60cm:101.4820(15.68-16.2)%=-1.51m T1=-17.7+(-3.24)+(-1.51)=-22.44mm 同理计算，处理2土壤蓄变量：T2=-37.48mm42ET值值处理1灌溉量为378mm,ET1=M1-T1=378-
17、(-22.44)=400.44mm 处理2灌溉量为575.55mmET2=M2-T2=575.55-(-37.48)=613.03mm 432、水分生产效率、水分生产效率处理1产量：3486.40 kg/亩WUE1=3486.40/400.44=8.71kg/(mm.亩)或13.06kg/m3 处理2产量：3060.40 kg/亩WUE2=3060.40/613.03=4.99kg/(mm.亩)或7.49 kg/m3 443、水分生产效益、水分生产效益l草莓9元/公斤,处理1收入31377.6元/亩,成本10668元/亩；处理2收入27543.6元/亩,成本10653元/亩。lWUE1=(31
18、377.6-10668)/400.44=51.72元/mm.亩 或77.58元/方lWUE2=(27543.6-10653)/613.03=27.55元/mm.亩 或41.33元/方454、单位面积节灌量、单位面积节灌量l处理1灌溉量为575.55mm,处理2灌溉量为378mml节灌量:575.55-378=197.55mm46小小 结结l项目要求：项目要求：要做水肥一体化及膜下滴灌技术模式的效益观测和评价；l项目技术报告中要按照本报告的统一方法对5个“节水效益指标”进行计算和分析，并且附上观察记载的汇总表。l除了节水效益指标，项目的节本增产增收、生态环境、社会影响等效益也必须在技术报告中详细分析，只是目前没规定统一的分析方法。l鼓励在项目中开展灌溉施肥制度、水肥资源优化利用、环境影响等方面的试验并进行分析。47谢谢 谢！谢！全国农技中心节水农业技术处全国农技中心节水农业技术处电话：电话：010-64194533010-64194533传真：传真：010-64194532010-64194532中国节水农业信息网：中国节水农业信息网：