节水农业—节水生化制剂[致富早班车]

导语：早上好，听众朋友，欢迎您收听今天的“致富早班车”，我是杨林。

水是人类赖以生存和发展的重要资源之一，是不可缺少、不可代替的特殊资源。当今世界，随着人口的不断增长和经济的不断发展，淡水资源的需求量不断增加；同时，由于不合理的利用，本来短缺的淡水资源日益紧张。

据调查,全世界14亿亩耕地中,灌溉面积增长速度明显下降，年增长率不到2%。其主要原因，一是发展新灌溉系统的成本在不断上升，二是单纯依靠发展灌溉已远远不能解决食物安全问题。世界各国都在积极探索解决水资源短缺的有效途径。节水农业的研究和发展已经演变为农业领域里一场新的技术革命。

节水农业是以节约农业用水为中心的农业，其核心是采用先进的水利工程技术、适宜的农业技术和用水管理方法，充分提高农业用水效率和效益，实现集高产、高效、优质、节水、低耗为一体的高效节水型农业可持续发展体系。农业高效利用水资源的目标就是农作物高产与高水分利用效率相结合的节水型农业。如何充分利用土壤水分，提高土壤水的利用率，已成为当前农业用水可持续发展的紧迫任务。

主持人：今天我们为听众朋友们介绍介绍农业节水技术中的生物性节水技术和农田集雨保墒技术，做客我们讲堂的是中国农科院何文清博士，何老师，您好！

专家：主持人好，听众朋友们大家好！

主持人：梯田工程蓄水技术在我国陕西、云贵川地区应用的比较多，那么，这项技术应用情况如何？有哪些特点呢？下面我们请专家来介绍一下。

专家：梯田工程蓄水技术可分为水平梯田、坡式梯田、隔坡梯田、反坡梯田、复式梯田和消坡复式梯田等，主要在陕西、云贵川地区较为常用。梯田工程蓄水技术在实施时，首先要确定梯田的类型，主要考虑地形、坡度、土壤质地、雨量大小、水源状况、距离村庄的距离、机耕难易程度等因素。其次是设计梯田断面，包括确定梯田的田面宽度和田坎高度，一般情况是：地面坡度越陡，田面宽度越小，相应的田坎高度越大，田坎宽度越缓。再次是确定梯田建设的基本指标：梯田建设集中连片面积应不小于3.33hm2，沟、池、路配套，田间道路宽2-3m，比降不超过15%；田面沿等高线基本平行，宽度不小于10m，土层厚度达到60cm以上。田边修栏水土埂，土埂顶宽0.3m，内坡与外坡比为1：1，田坎坡度为500-700，田坎坚实。梯田工程蓄水技术的应用大大减少了径流速度，增加降水的入渗时间，梯田的地埂可以拦截土壤吸收不了的雨水。据测定，每亩梯田可以拦截地表径流15-50m3，一次可拦截100mm大小的暴雨径流。

主持人：看来在应用梯田工程蓄水技术需要注意事项还是比较多的，听众朋友门在应用的过程中还要结合本地的实际情况来运用。而等高沟垄种植技术和梯田工程蓄水技术有一定相似之处，下面的时间里我们为大家介绍一下等高沟垄种植技术的应用情况和使用效果。

专家：等高沟垄种植技术有三种形式，山地水平沟种植法、垄作区间和平播起垄。在坡耕地上，因地制宜地推广该技术，可在一定的程度上收到蓄水、拦泥、保肥及增产的效果。山地水平沟种植法一般可增产20%-60%，减少土壤冲刷23%-85%以上。实验证明，在相同降雨的情况下，垄作区田比当地传统耕作法（平作）减少径流量 77%，减少土壤冲刷量88%。可使马铃薯增产8%-21%，谷子增产77%。但是垄作区田不便于进行耕耙保墒，苗期土表蒸发量较大，一般适合于20度以下的坡地和年降水量在300mm以上的地区。应特别注意保墒工作，播种后应进行打土块、镇压等，以利于出苗。据试验表明，平播起垄在相同的降雨量的情况下，土壤冲刷可减少95.9%，谷子、马铃薯可增产30%左右。

主持人：农业化学抗早节水这一领域的研究始终受到国内外专家学者的广泛重视,从50年代至80年代曾掀起数次研究热潮。虽然它属于辅助技术的范畴,有些方面还不尽完善,但其优点十分突出,表现为针对姓强,适应性,应急性好,在干旱胁迫和缺水环境中均能发挥其独特作用,而为其它常规措施所难以替代。尤其是在农作物需水关键时期和已临近发生干旱和干热风时,能充分显示其见效迅速,使用简便,投人经济,无毒无害的特点。

在节水抗旱生化制剂的开发利用方面，法国、美国、日本、英国等国家在高吸水树脂方面开发了一系列产品，并在经济作物上广泛使用。接下来的时间里我们就来了解一下节水生化制剂技术，我们先来介绍一下节水抗旱生化制剂都有哪些种类？

专家：节水抗旱生化制剂是节水农业技术中的一项重要辅助技术，它具有操作简便、见效快、容易推广等特点，是一般常规技术所无法代替的。目前，应用较多的抗旱化学制剂有抑制蒸腾剂、保水剂和土壤结构改良剂，多属有机高分子物质，其应用的基本原理是利用它们对水分的调节控制机能，减少土壤水分蒸发或抑制植物蒸腾，提高水分利用效率，增强作物的抗旱能力，达到稳产高产。

保水剂是具有较强吸水能力的高分子材料，降水时能迅速吸收自身重量数百倍的水分，形成一个个小水库。施用于土壤中能提高土壤吸水能力，增加土壤含水量。抗蒸腾剂，或称抗旱剂，用来抑制作物蒸腾，减少土壤水分消耗，起保水、节水和缓解干旱的作用。

节水抗旱生化制剂是利用现代化学技术提取和合成及生物实验技术手段研制成功的新颖制剂。多年来的实验研究证明，它们对土壤植物的水分消耗具有良好的化学调控功能，具体应用时，既可作为单项措施，又可与其它农业技术结合形成配套技术；既可用于水地节水，又可用于旱地抗旱。

主持人：通过何老师的介绍，我们了解到，节水生化制剂技术是节水农业技术中的一项重要辅助技术，它具有操作简便、见效快、容易推广等特点，是一般常规技术所无法代替的。并对常用到的节水生化制剂按种类进行了分别的介绍，听众朋友们有了比较深入的认识。那么生产中常用的生化制剂都有哪些种类呢？来听何老师的介绍。

专家：生产中常见的节水生化制剂的种类主要有：抑蒸制剂、保水剂、节水抗旱种衣剂三种。

主持人：首先，我们现为听众朋友们介绍一下抑蒸制剂有哪些种类？主要成分是什么呢？

专家：抑制蒸腾制剂可以分为三类：第一类是代谢型抗蒸腾剂，也称为气孔关闭剂，这类化合物能使气孔关闭或减少开张度，从而抑制蒸腾并参与作物代谢[https://www.nczfj.com/]。第二类是薄膜型抗蒸腾剂，这类化合物能在叶面成膜，并封闭气孔，以阻止水分从叶片上蒸腾损失。第三类是反射型抗蒸腾剂，这类化合物对0.4-0.7微米的辐射有一定的选择反射能力，从而减少蒸腾，降低叶温。抑蒸制剂的化学成分是黄腐酸，为棕黑色无定形片状、粉末状或液态；无毒，没有特殊异味；全溶于水并呈微酸性，不侵蚀皮肤和容器，不污染环境，运输贮藏安全。

主持人：下面我们通过“抗旱剂一号拌种对冬小麦”实例来介绍一下抑蒸制剂在生产中应用的作用效果。

专家：抗旱剂一号拌种对冬小麦出苗、冬前及越冬后生长和增加产量有良好作用。据中国农业科学院农业气象研究所在山西屯留的试验结果，拌种的麦田与对照相比，出苗期提前0.5-2天，出苗率增加13.1%，分蘖期提前1-2天。越冬前调查，平均单株次生根增加两条，单株分蘖多1.3个，每666.7m2总茎数增加39.77万。春季调查，平均单株根数多3.8条，单株分蘖多1个。最后测产，拌种处理每666.7m2穗数多2.28万，平均每穗粒数多1.4个，千粒重增加1.79克，666.7m2增小麦48.6公斤，增产20%。

由于抗旱剂具有缩小叶片气孔开张度，抑制蒸腾的作用，其直接结果就是保墒，使土壤含水量明显提高。内蒙古自治区武川试验区，施FA地块0-5cm土层储水量三叶期和分蘖期分别比对照(CK)高2mm和4mm(见表5-1)。可以看出，抗旱剂由于抑制蒸腾，土壤水分消耗速度减慢，能在干旱时缓和水分亏缺的发展，保持水分平衡，对土壤水库而言，起到省水贮墒的作用，使作物度过干旱期。

处理

三叶期

分蘖期

FA

131.7

95.1

CK

129.7

91.1

FA-CK

2.0

4.0

表5-1 武川试验区春小麦不同生育期不同处理0-50cm土层含水量(mm)

抗旱剂的另一个作用就是促进根系发育，提高根系活力，增强从土壤深层吸收水分的能力，使土壤保持较多水分，提高抗旱能力(表5-2)。

处理

株高

(cm)

次生根数/株

单株鲜重

(g)

单株干重

(g)

单株分蘖数

(个)

FA

32.7

2.0

1.33

0.399

1.43

CK

28.5

1.1

1.29

0.378

1.21

FA-CK

4.2

0.9

0.04

0.021

0.22

表5-2 抗旱剂拌种对春小麦三叶期生长的影响

抗旱剂还能促进分蘖，施FA地块单株分蘖数比对照多0.22个。虽然武川试区小麦分蘖多数不能成穗，但分蘖是壮苗的重要标志，分蘖数的多少反映了小麦群体的强弱。

主持人：在刚才的节目时间里，何老师介绍了生产中常见的节水生化制剂的种类，主要有三种，分别是抑蒸制剂、保水剂和节水抗旱种衣剂。并介绍了抑蒸制剂的成分和主要作用。抑蒸制剂主要是缩小叶片气孔开张度，抑制蒸腾的作用，直接结果就是保墒，使土壤含水量明显提高。接下来我们请何老师再来介绍一下保水剂。

专家：在农林业上应用的高吸水性树脂(Super-absorbent Hydrogel)在我国通称保水剂，是一种新型的有机高分子聚合物。保水剂按其原料和合成途径可以分三种类型：第一类为淀粉－聚丙烯酸型、淀粉－聚丙烯酰胺型等；第二类为纤维素类合成物，即羧甲基纤维素型，如改性羧甲基纤维素(CMC)、纤维素接枝共聚体等；第三类为聚合物类本身，即聚丙烯酸型、聚丙烯腈型、聚乙烯醇型等。保水剂具有溶胀比大、吸水速度快、保水能力强、释水性能好、供水时期长等特性，从而有减少水分蒸发和加快作物种子吸水进程、促进种子萌发的作用，在一定程度上也可减少可溶性养分的淋溶损失，提高肥料的利用率。

主持人：保水剂是生产中常用的节水生化制剂，将保水剂用在农业上，它具有明显的节水、抗旱的作用，所以又被人们称为抗旱保水剂。同时，保水剂还具有节省肥料、改善土壤结构和促进植物生长的作用。下面我们来看看它是如何起到这些作用的。

首先，我们来看看它的节水、抗旱原理。

施到土壤中的保水剂，当下雨或浇水时，土壤中水分增多，它能迅速的吸收水分，将水分贮存起来；在周围干旱少水时，它又可缓慢释放所吸收的水分满足植物根系的需要。因为植物根系的吸水力量大于抗旱保水剂的吸水力量，所以，一般情况下不会出现保水剂倒吸根系内部水分的情况。

保水剂在吸水的同时，也能吸附肥料中的N、P、K等营养离子，这些离子同时又能随水释放出来，供给植物根系吸收，从而减少了肥料因渗漏而造成的流失。

保水剂还可以改善土壤结构，促进作物生长。保水剂在土壤中吸水膨胀、释水缩小，使保水剂与土壤颗粒之间形成大量的孔隙，提高了土壤的透气性、透水性，土壤因此变得疏松了，疏松的土壤有利于促进作物的生长发育。

那保水剂在实际生产中的应用范围和效果是怎样的呢？来听何老师的介绍。

专家：由于保水剂保持和释放水分的特性，改变了种子或移栽苗周围的土壤水分状况，使其吸水速度加快，提早了发芽出苗的时间或加速了移栽后缓苗进程。保水剂试验用量范围内能使冬小麦提前出苗1-4天，出苗率提高10%-30%。在棉花上的研究表明，用保水剂包衣后，在土壤水分为8%时，其出苗率可达60%以上，而对照在土壤水分为10%以下出苗率极低。

保水剂对种子进行处理后普遍具有促进作物生长发育的作用。玉米苗期施用保水剂，可以促进玉米的生长发育，株高和可见叶均比对照有不同程度的提高，高浓度的处理尤为明显；可以提高忍受干旱的能力，萎蔫出现的时间比对照推迟。保水剂显著促进玉米根系的生长，根鲜重平均比对照增加86%，根的干物质积累比对照增加了37%。施用保水剂可以促进植株地上部分的生长，生物量均较对照有明显增加，株高增加13cm，茎粗增加22%，叶面积为对照的1.79倍。

施用保水剂能促进花生生长发育，改善花生经济性状。用保水剂1%和3%两种剂量进行种子涂层，根瘤菌数量和质量均有明显增加，两个处理的生长期均比对照提前，出苗期可提前1.5-2d，初花期提前3-5d，下锥期提前3-8d。

但保水剂用量过大，非但不能促进根系发育，反而抑制根的伸长和降低根的生理机能，抑制种子萌发，降低移栽后成活率和出苗率，对此要引起注意。

主持人：保水剂使用后通过改变种子或移栽苗周围的土壤水分状况，使吸水速度加快，能有效促进植物生长。而节水抗旱种衣剂也是现代农业生产过程中广泛采用用的一项技术，它都有哪些种类呢？

专家：种子包衣是国际上目前处理种子的一项最为重要的技术，它具有农药用量低、防病虫害效果好等特点。种子包衣的剂型大致包括三类：第一类为药膜型种子包衣剂；第二类为丸衣造粒型种子包衣剂；第三类为粉尘型种子包衣剂。虽然种子包衣剂的类型、成份、工艺等有所不同，但基本原理是相通的，特定的剂型体现自身的特点。

主持人：种子包衣技术具有农药用量低、防病虫害效果，是一项非常实用的技术。那么，这项技术在农业生产中的其应用范围和效果如何呢？

专家：抗旱种衣剂的主要特点在于突出以抗旱节水为主的复合多功能，是一项集多种技术、功能于一体的抗旱保苗措施。它汇集了防旱抗旱技术、农药（杀虫剂、杀菌剂）技术、常量元素技术、微量元素技术和植物生长调节技术，从而表现为抗旱节水、种子消毒、防病治虫、壮苗早发、增效缓释、促进生长和优质增产等多种功能。

对玉米的相关试验结果表明，在土壤水分为12%的条件下，节水抗旱种衣剂处理后，出苗时间提前2-3天，出苗率提高13.2%-20%。试验所用的节水抗旱种衣剂是一种以保水剂为节水抗旱成分的产品，结果充分肯定了种衣剂在种子周围具有局部富集水分的作用。

在山西寿阳对玉米试验的结果表明，种衣剂处理的种子，播下的种子即便由于干旱不能发芽，种子也不腐烂，当土壤湿度适宜发芽时，种子依旧能萌发。玉米种子对照的出苗率为77%，处理为89%，差异显著。种衣剂处理对不同农作物产量均有不同程度的提高，其中对谷子的产量提高幅度最大，玉米最低，但也接近10%。

主持人：感谢何老师的精彩介绍。