地下滴灌技术节水潜力及机理研究进展*

要家威,齐永青,李怀辉,沈彦俊**

(1.中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省节水农业重点实验室石家庄 050022;2.中国科学院大学 北京 100049;3.甘肃农业大学水利水电工程学院 兰州 730070)

灌溉在全球粮食生产中起着极为关键的作用,实现灌溉水资源的高效利用是保证粮食安全的重中之重[1]。世界上众多农业地区,水土资源不匹配,可利用水量占比小,水资源利用率低,地下水开采过量,水资源成为农业发展的制约因素[2],尤其是在中国华北平原[3]、印度河平原[4]和美国高平原和中央山谷地区[5]。利用高效的微灌技术取代地面灌溉方式,可以提高用水效率,减缓水资源短缺问题,保障农业可持续发展[6]。滴灌是最为高效的微灌技术,其水分利用效率远高于喷灌(60%～80%)与地面灌溉(50%～60%),最高可达90%,节水效果显著[7]。地下滴灌是在滴灌基础上形成的高效节水的新型灌溉技术,即通过铺设在耕层中的滴灌管网系统将水和液体肥料小流量、长时间、高频率直接灌入作物根区,供作物生长发育利用,达到节水、节肥、增产等目的[8]。地下滴灌系统能有效减少深层渗漏和土壤蒸发,提高水分利用效率,同时节省劳动力并提高运行管理效率[9],是节水效率最高的灌溉方式之一。

目前地下滴灌技术的节水潜力与节水机理尚未得到系统的论述。本文将通过梳理地下滴灌农田应用、控制试验及模型模拟的研究成果,对比多种灌……