《中國北方節(jié)水高效農(nóng)作制度》以保障水安全,糧食安全和生態(tài)安全為出發(fā)點,以我國節(jié)水高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求為方向,以提高水資源利用率、利用效率、節(jié)水增效和生態(tài)環(huán)境保護(hù)為核心,重點研究了制約現(xiàn)階段節(jié)水高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的農(nóng)作制度,從理論上對我國北方不同區(qū)域節(jié)水型種植結(jié)構(gòu)形成機(jī)制、評價指標(biāo)體系、綜合評價方法、綜合評價模型、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)節(jié)水的基本原理、節(jié)水型種植結(jié)構(gòu)形成影響因素及其作用機(jī)制加以探討,提出了我國北方節(jié)水高效種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整方向;研究建立了節(jié)水高效種植模式;提出了主要作物節(jié)水、省肥、高產(chǎn)、高效栽培技術(shù)體系;研究和發(fā)展了環(huán)境友好型早地保護(hù)性耕作關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)建了節(jié)水型農(nóng)作制度智能決策平臺。
《中國北方節(jié)水高效農(nóng)作制度》內(nèi)容豐富,集技術(shù)性、系統(tǒng)性、實用性為一體,力求使讀者能對我國節(jié)水高效農(nóng)作制度新學(xué)科有較系統(tǒng)的認(rèn)識。
《中國北方節(jié)水高效農(nóng)作制度》適合從事節(jié)水農(nóng)作制度、現(xiàn)代耕作學(xué)、節(jié)水農(nóng)業(yè)、土壤蓄水保墑和水肥研究等方面的科技人員使用,也可供農(nóng)學(xué)、土壤化學(xué)、水利等有關(guān)專業(yè)的高校師生參考。
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本書著重從保障水安全、糧食安全和生態(tài)安全出發(fā),以我國節(jié)水高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求為方向,以提高水資源利用率、利用效率、節(jié)水增效和生態(tài)環(huán)境保護(hù)為核心,重點研究了制約現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)發(fā)展的節(jié)水高效農(nóng)作制度,從理論上對我國北方不同區(qū)域節(jié)水型種植結(jié)構(gòu)形成機(jī)制、評價指標(biāo)體系、綜合評價方法、綜合評價模型、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)節(jié)水的基本原理、節(jié)水型種植結(jié)構(gòu)形成影響因素及其作用機(jī)制加以探討,提出了我國北方節(jié)水高效種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整方向;通過對現(xiàn)有種植模式的篩選與改進(jìn),研究建立了區(qū)域節(jié)水高效種植模式;以農(nóng)作制度優(yōu)化模式為基礎(chǔ),以節(jié)水、節(jié)肥、高效、環(huán)保最佳嵌合為目標(biāo),以水肥互勵的水資源深層次利用為切入點,提出了主要作物水肥高效利用的栽培技術(shù)體系;總結(jié)國內(nèi)外有關(guān)保護(hù)性耕作的研究狀況,結(jié)合我國的國情,研究和發(fā)展了環(huán)境友好型旱地保護(hù)性耕作關(guān)鍵技術(shù),建立了系列化、操作性強(qiáng)的保護(hù)性耕作技術(shù);研制出節(jié)水型農(nóng)作制度決策支持平臺,以高技術(shù)產(chǎn)品帶動常規(guī)技術(shù)的應(yīng)用,促進(jìn)北方地區(qū)農(nóng)業(yè)的節(jié)水增效和可持續(xù)發(fā)展,為實現(xiàn)區(qū)域糧食安全和資源可持續(xù)利用的作物生產(chǎn)提供技術(shù)支撐,促進(jìn)了學(xué)科的發(fā)展。
干旱缺水是世界性問題,全球有近80個國家、40%的人口面臨缺水問題。據(jù)《1998-2007年中國農(nóng)業(yè)用水報告》統(tǒng)計,中國2007年降水量57763億m3中形成的水資源量僅為25255億m3,相當(dāng)人均水資源量1902m3/人,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界人均8600m3水資源量水平。預(yù)計到2030年,中國人口將達(dá)到16億高峰,在降水總量不減的情況下,人均水資源量將降達(dá)1760m3/人,逼近國際上公認(rèn)的1700m3/人嚴(yán)重缺水警戒線!隨著我國國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,工業(yè)、生活和生態(tài)用水比例大幅度提高,我國農(nóng)業(yè)用水比例明顯減少。僅1998~2007年10年間,全國農(nóng)業(yè)用水占總用水量比例從69.3%降到61.8%,下降幅度達(dá)到10.8%,凸顯了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水比例快速下滑的現(xiàn)實。我國有效灌溉面積、有效實灌面積和旱澇保收面積占全國灌溉面積的比例逐年下降,平均值分別為92%、80%和67%。近50年來,隨著全球氣候變化,我國北方地區(qū)增溫顯著,干旱成災(zāi)頻度和成災(zāi)程度有逐年擴(kuò)大的趨勢,不僅引發(fā)作物嚴(yán)重減產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境惡化,而且還加大了缺水地區(qū)農(nóng)民脫貧致富的難度。干旱和水資源短缺已成為我國北方農(nóng)業(yè)、農(nóng)村發(fā)展的首要限制因素。水資源短缺的嚴(yán)峻現(xiàn)實提醒我們,必須修正我國以追求糧食高產(chǎn)為目的的高耗水或低用水效率的農(nóng)作模式,必須建立適應(yīng)氣候變化、應(yīng)對我國農(nóng)業(yè)資源性缺水的替代型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新體系,加速發(fā)展以提高水資源利用效率、利用效益為中心和區(qū)域經(jīng)濟(jì)同步發(fā)展的節(jié)水高效型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。
中國與世界上大多數(shù)缺水國家一樣,不僅存在著嚴(yán)重的資源性缺水,同時還存在著工程性缺水、季節(jié)性缺水、區(qū)域性缺水和水質(zhì)性缺水等結(jié)構(gòu)性與管理性缺水問題。主要表現(xiàn)在:西北地區(qū)農(nóng)業(yè)用水量比例均呈下降趨勢,雨水稀少,十年九旱,目前耐旱作物與高耗水作物種植并存,種植結(jié)構(gòu)與降水錯位嚴(yán)重,造成旱上加旱、旱災(zāi)連綿;西南地區(qū)蓄水工程年久失修,蓄水儲水能力薄弱,農(nóng)業(yè)實際用水量呈下降趨勢,季節(jié)性干旱或旱災(zāi)頻發(fā);東南部地區(qū)極端氣候出現(xiàn)頻度較高,雖水資源充足,但由于不合理的用水和管水制度,經(jīng)常出現(xiàn)水質(zhì)性缺水,季節(jié)性旱澇并存。
蔡典雄,男,博導(dǎo),研究員,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所農(nóng)業(yè)水資源利用研究室主任,院二級杰出人才,ISTRO~國分會主席。長期從事早地農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)水資源與環(huán)境保護(hù)、節(jié)水農(nóng)作制度等方面的研究,主持多項國家級、省部級課題,獲得多項國家級、省部級科技進(jìn)步獎。
武雪萍,女,博士,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員,長期從事土壤、水肥、節(jié)水農(nóng)業(yè)研究。曾獲國土資源部科技獎二等獎、農(nóng)業(yè)部首屆中華農(nóng)業(yè)科技獎、北京市科技進(jìn)步獎等獎項,主持和參加多項國家級省部級課題。
我國農(nóng)作制度發(fā)展戰(zhàn)略在不同時期有著不同的重點。新中國成立初期,出于人多地少的國情,主要是以增加糧食產(chǎn)量和提高土地利用率、實現(xiàn)解決國民吃飯問題為目標(biāo),研究重點主要圍繞以間套復(fù)種為主要內(nèi)容的多熟種植制度;20世紀(jì)50~70年代以擴(kuò)大復(fù)種提高土地利用率為主提高糧食總產(chǎn);80年代以提高單產(chǎn)、提高土地生產(chǎn)力為主以提高糧食總產(chǎn),并逐步向高功能(高產(chǎn)量)高效益種植模式發(fā)展;90年代從高產(chǎn)高效種植實踐與理論探討,逐步走向種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化;進(jìn)人21世紀(jì),隨著我國農(nóng)業(yè)水資源缺乏形勢日益嚴(yán)重和現(xiàn)代高新技術(shù)不斷涌現(xiàn),給我國實施新的農(nóng)作制度帶來新的挑戰(zhàn),同時也帶來了新的活力,節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)入新階段,農(nóng)作制度的研究與演變又呈現(xiàn)出新的研究趨勢,與農(nóng)業(yè)水資源高效配伍的可持續(xù)高效農(nóng)作制度成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本方向,以高新技術(shù)為特征的資源性節(jié)水、以信息技術(shù)為特色的結(jié)構(gòu)性管理節(jié)水、以生物技術(shù)為重點的生物節(jié)水、以現(xiàn)代裝備和新材料為引導(dǎo)的現(xiàn)代節(jié)水高效農(nóng)作制度成為我國缺水地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)調(diào)整的核心主軸,節(jié)水高效、環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展是農(nóng)作制度改革與發(fā)展的最終目標(biāo)。
從未來我國人口一糧食需求一農(nóng)業(yè)供水關(guān)系來看,2030年我國人口將達(dá)到16億高峰,屆時糧食總需求量為6億t,而農(nóng)業(yè)供水能力只能維持在3900億~4000億m3,農(nóng)業(yè)水資源缺口將達(dá)900億m3,無論是旱作農(nóng)區(qū)還是灌溉農(nóng)區(qū)都面臨非常緊迫的高效用水與節(jié)水任務(wù)。