農業節水技術研究管理論文

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我國水資源總量為28100億m3，人均水資源量約2200m3，僅為世界平均值的1/4。預計到21世紀30年代，我國人口達到16億高峰時，在降水總量不減少的情況下，人均水資源量將下降到1760m3，逼近國際公認的1700m3的嚴重缺水警戒線。我國水資源的突出特點是時空分布不均，水土資源不匹配，水資源分布狀況與國民經濟的布局和發展之間嚴重錯位。其中地處長江、淮河沿線以北地區的土地面積約占全國總面積的65%，耕地占全國總面積的51%，人口占全國總數的40%，我國多數的重要能源及化工基地均分布在該地區，但水資源量卻只占全國總量的20%，許多區域的人均水資源已大大低于1700m3的缺水警戒線，缺水問題相當嚴重。

水資源緊缺已成為嚴重制約我國國民經濟可持續發展的瓶頸。農業是我國的用水大戶，用水總量4000億m3，占全國總用水量的70%，其中農田灌溉用水量3600-3800億m3，占農業用水量的90%-95%。農業用水中的浪費現象相當嚴重，首先是農田灌溉水的利用率低，平均僅為45%左右；其次是農田對自然降水的利用率低，僅達到56%；最后是農業用水的效率不高，其中農田灌溉水的利用效率僅有1.0kg/m3左右，旱地農田水分的利用效率為0.60-0.75kg/m3。根據權威部門的預測結果，在不增加現有農田灌溉用水量的情況下，2030年全國缺水高達1300-2600億m3，其中農業缺水500-700億m3。若將農田灌溉水的利用率由目前的45%提高到發達國家的水平70%，則可節水900-950億m3，如同時提高水的利用效率，農業節水后不僅可滿足7億t左右的食物生產用水，還能節約出400-500億m3的水量用于國民經濟的其他重要行業，這無疑會對未來的國家經濟持續發展和社會安全穩定作出重大貢獻。

農業節水不僅是我國國民經濟和社會可持續發展所要求的，也是我國農業資源，尤其是水資源短缺、水土資源配置失衡等嚴峻形勢所決定的。農業節水對保障國家水安全、糧食安全和生態安全，推動農業和農村經濟可持續發展，具有重要的戰略地位和作用。我國農業缺水的問題在很大程度上要依靠節水予以解決，加強對我國節水農業技術的研究，以科技創新促進生產力發展，建立與完善適合我國國情的現代節水農業技術體系，將成為促進我國節水農業可持續發展的重大戰略舉措之一

1現代節水農業技術研究進展

隨著全球性水資源供需矛盾的日益加劇，世界各國，特別是發達國家都把發展節水高效農業作為現代農業可持續發展的重要措施。發達國家在農業生產實踐中，把提高灌溉（降）水的利用率、單方水的利用效率、水資源再生利用率作為研究重點和主要目標。在研究節水農業基礎理論基礎上，將生物、信息、計算機、高分子材料等高新技術與傳統的農業節水技術相結合，提升節水農業技術的高科技含量，建立適合國情的節水農業技術體系，加快由傳統的粗放農業向現代化的精準農業轉型的進程。

世界各國采用的節水農業技術通常可歸納為工程節水技術、農藝節水技術、生物（生理）節水技術和水管理節水技術等四類。節水農業技術的應用可大致分布在四個基本環節中:

一是減少灌溉渠系（管道）輸水過程中的水量蒸發與滲漏損失，提高農田灌溉水的利用率；

二是減少田間灌溉過程中的水分深層滲漏和地表流失，在改善灌水質量的同時減少單位灌溉面積的用水量；

三是減少農田土壤的水分蒸發損失，有效地利用天然降水和灌溉水資源；

四是提高作物水分生產效率，減少作物的水分奢侈性蒸騰消耗，獲得較高的作物產量和用水效益。節水農業發達的國家始終把提高上述環節中的灌溉（降）水利用率和作物水分生產效率作為重點，在建立了以高標準的襯砌渠道和壓力管道輸水為主的完善的灌溉輸水工程系統和采用了以噴（微）灌技術和改進的地面灌技術為主的先進的田間灌水技術后，節水農業技術的研究重點正從工程節水向農藝節水、生物（生理）節水、水管理節水等方向傾斜，尤其重視農業節水技術與生態環境保護技術的密切結合。

1．1農藝節水技術

利用耕作覆蓋措施和化學制劑調控農田水分狀況、蓄水保墑是提高農田水利用率和作物水分生產效率的有效途徑。國內外已提出許多行之有效的技術和方法，如保護性耕作技術、田間覆蓋技術、節水生化制劑（保水劑、吸水劑、種衣劑）和旱地專用肥等技術和產品正得到廣泛的應用。如美國中西部大平原由傳統耕作到少耕或免耕，由表層松土覆蓋到作物殘茬秸稈覆蓋，由機械耕作除草到化學制劑除草，都顯著提高了農田的保土、保肥、保水的效果和農業產量。法國、美國、日本、英國等開發出抗旱節水制劑（保水劑、吸水劑）的系列產品，在經濟作物上廣泛使用，取得了良好的節水增產效果。法國、美國等將聚丙烯酰胺（PAM）噴施在土壤表面，起到了抑制農田水分蒸發、防止水土流失、改善土壤結構的明顯效果。美國利用沙漠植物和淀粉類物質成功地合成了生物類的高吸水物質，取得了顯著的保水效果。

節水農作制度主要是研究適宜當地自然條件的節水高效型作物種植結構，提出相應的節水高效間作套種與輪作種植模式。例如，在澳大利亞采用的糧草輪作制度中，實施豆科牧草與作物輪作會避免土壤有機質下降，保持土壤基礎肥力，提高土壤蓄水保墑能力。

在抗旱節水作物品種的選育方面，發達國家已選育出一系列的抗旱、節水、優質的作物品種。如澳大利亞和以色列的小麥品種、以色列和美國的棉花品種、加拿大的牧草品種、以色列和西班牙的水果品種等。這些品種不僅具備節水抗旱性能，還具有穩定的產量性狀和優良的品質特性。特別是近年來，在植物抗旱基因的挖掘和分離、水分高效利用相關的基因定位以及分子輔助標記技術、轉基因技術、基因聚合技術等在抗旱節水作物品種的選育上取得了一些極富開發潛力的成果。

近年來，水肥耦合高效利用技術的研究已將提高水分養分耦合利用效率的灌水方式、灌溉制度、根區濕潤方式和范圍等與水分養分的有效性、根系的吸收功能調節等有機地結合起來。通過改變灌水方式、灌溉制度和作物根區的濕潤方式達到有效調節根區水分養分的有效性和根系微生態系統的目的，從而最大限度地提高水分養分耦合的利用效率。美國、以色列等國家將作物水分養分的需求規律和農田水分養分的實時狀況相結合，利用自控的滴灌系統向作物同步精確供給水分和養分，既提高了水分和養分的利用率，最大限度地降低了水分養分的流失和污染的危險，也優化了水肥耦合關系，從而提高了農作物的產量和品質。

1．2生物（生理）節水技術

將作物水分生理調控機制與作物高效用水技術緊密結合開發出諸如調虧灌溉（RDI）、分根區交替灌溉（ARDI）和部分根干燥（PRD）等作物生理節水技術，可明顯地提高作物和果樹的水分利用效率。與傳統灌水方法追求田間作物根系活動層的充分和均勻濕潤的想法不同，ARDI和PRD技術強調在土壤垂直剖面或水平面的某個區域保持土壤干燥，僅讓一部分土壤區域灌水濕潤，交替控制部分根系區域干燥、部分根系區域濕潤，以利于使不同區域的根系交替經受一定程度的水分脅迫鍛煉，刺激根系的吸收補償功能，使根源信號ABA向上傳輸至葉片，調節氣孔保持在適宜的開度，達到不犧牲作物光合物質積累而又大量減少其奢侈的蒸騰耗水的目的，與此同時，還可減少作物棵間的土壤濕潤面積，降低棵間蒸發損失和因水分從濕潤區向干燥區側向運動帶來的深層滲漏損失。RDI是基于作物生理生化過程受遺傳特性或生長激素的影響，在作物生長發育的某些階段主動施加一定的水分脅迫（即人為地讓作物經受適度的缺水鍛煉）來影響其光合產物向不同組織器官的分配，進而提高其經濟產量而舍棄營養器官的生長量及有機合成物的總量。因營養生長減少還可提高作物的種植密度，提高總產量，減少棉花、果樹等作物的剪枝工作量，改善產品品質。國際上有關調虧灌溉的研究主要是針對果樹和西紅柿等蔬菜作物，對大田作物的研究較少。

近年來，國內外相繼開展了對作物需水量計算方法的大量研究，但這些研究大多以單點的和單一作物的耗水估算為主，在此基礎上采用插值法和面積加權平均法確定的區域作物耗水量的精度會受到氣象等因素的空間變異性的影響。目前的重點是將單點的單一作物耗水估算模型的研究擴展到區域尺度多種作物組合下的耗水估算方法與模型研究上，根據作物及其不同生育期的需水估算，使有限的水最優分配到作物的不同生育期內，為研究適合不同地區的非充分灌溉制度提供基礎數據和支撐。隨著遙感技術的應用使得采用能量平衡法估算區域作物耗水量成為可能，通過遙感獲得的作物冠層溫度來估算區域耗水量分布的研究變得十分活躍，并在一些發達國家得到了一定的應用。

1．3水管理節水技術

為實現灌溉用水管理手段的現代化與自動化，滿足對灌溉系統管理的靈活、準確和快捷的要求，發達國家的灌溉水管理技術正趨朝著信息化、自動化、智能化的方向發展。在減少灌溉輸水調蓄工程的數量、降低工程造價費用的同時，既滿足用戶的需求，又有效地減少棄水，提高灌溉系統的運行性能與效率。

建立灌區用水決策支持系統來模擬作物產量和作物需水過程，預測農田土壤鹽份及水分脅迫對產量的影響，基于Internet技術和RS、GIS、GPS等技術完成信息的采集交換與傳輸，根據實時灌溉預報模型，為用戶提供不同類型灌區的動態配水計劃，達到優化配置灌溉用水的目標。為適應灌區用水靈活多變的特點，做到適時、適量地供水，需對灌溉輸配水系統的運行模式和相應的自控技術開展研究。目前，國外多采用基于下游控制模式的自控運行方式，利用中央自動監控（即遙測、遙訊、遙調）系統對大型供水渠道進行自動化管理，開展灌區輸配水系統的自控技術研究。在明渠自控系統運行軟件方面，著重開展對供水系統的優化調度計劃的研究，采用明渠非恒定流計算機模擬方法結合閘門運行規律編制系統運行的實時控制軟件。

美國、澳大利亞等國已大量使用熱脈沖技術測定作物莖桿的液流和蒸騰，用于監測作物水分狀態，并提出土壤墑情監測與預報的理論和方法，將空間信息技術和計算機模擬技術用于監測土壤墑情。根據土壤和作物水分狀態開展的實時灌溉預報的研究進展也很快，一些國家已提出幾種具有代表性的節水灌溉預報模型。在此基礎開展的適合不同地區的非充分灌溉模式的研究是干旱缺水條件下灌溉用水管理的基礎，隨著水資源短缺的不斷加劇，其研究在國內外得到普遍重視。

多采用系統分析理論和隨機優化技術，開展灌區多種水源聯合利用的研究，以網絡技術支持的智能化配水決策支持系統為基礎，建立起多水源優化配置的專家系統，提出不同水源組合條件下的優化灌溉與管理模式，合理利用和配置灌區的地表水、地下水和土壤水，對其進行統一規劃和管理。在最大限度地滿足作物對水分需求的同時，改善灌區的農田生態環境條件。

1．4工程節水技術

隨著現代化規模經營農業的發展，由傳統的地面灌溉技術向現代地面灌溉技術的轉變是大勢所趨。在采用高精度的土地平整技術基礎上，采用水平畦田灌和波涌灌等先進的地面灌溉方法無疑是實現這一轉變的重要標志之一。精細地面灌溉方法的應用可明顯改進地面畦（溝）灌溉系統的性能，具有節水、增產的顯著效益。激光控制土地精細平整技術是目前世界上最先進的土地平整技術，國內外的應用結果表明，高精度的土地平整可使灌溉均勻度達到80%以上，田間灌水效率達到70%-80%，是改進地面灌溉質量的有效措施。隨著計算機技術的發展，在采用地面灌溉實時反饋控制技術的基礎上，利用數學模型對地面灌溉全過程進行分析已成為研究地面灌溉性能的重要手段。應用地面灌溉控制參數反求法可有效地克服田間土壤性能的空間變異性，獲得最佳的灌水控制參數，有效地提高地面灌溉技術的評價精度和制定地面灌溉實施方案的準確性。

除地面灌溉技術外，發達國家十分重視對噴、微灌技術的研究和應用。微灌技術是所有田間灌水技術中能夠做到對作物進行精量灌溉的高效方法之一。美國、以色列、澳大利亞等國家特別重視微灌系統的配套性、可靠性和先進性的研究，將計算機模擬技術、自控技術、先進的制造成模工藝技術相結合開發高水力性能的微灌系列新產品、微灌系統施肥裝置和過濾器。噴頭是影響噴灌技術灌水質量的關鍵設備，世界主要發達國家一直致力于噴頭的改進及研究開發，其發展趨勢是向多功能、節能、低壓等綜合方向發展。如美國先后開發出不同搖臂形式、不同仰角及適用于不同目的的多功能噴頭，具有防風、多功能利用、低壓工作的顯著特點。

為減少來自農田輸水系統的水量損失，許多國家已實現灌溉輸水系統的管網化和施工手段上的機械化。近年來，國內外將高分子材料應用在渠道防滲方面，開發出高性能、低成本的新型土壤固化劑和固化土復合材料，研究具有防滲、抗凍脹性能的復合襯砌工程結構形式。如已在德國、美國應用的新型土工復合材料GCLS就具有防滲性能好、抗穿刺能力強的明顯特點。此外，管道輸水技術因成本低、節水明顯、管理方便等特點，已作為許多國家開展灌區節水改造的必要措施，開展渠道和管網相結合的高效輸水技術研究和大口徑復合管材的研制是渠灌區發展輸水灌溉中亟待解決的關鍵問題。

2現代節水農業技術研究發展趨勢

現代節水農業技術是在傳統的節水農業技術中融入了生物、計算機模擬、電子信息、高分子材料等一系列高新技術，具有多學科相互交叉、各種單項技術互相滲透的明顯特征?，F代節水農業技術涉及的既不是簡單的工程節水和水管理節水問題，也不是簡單的農藝節水和生物節水問題。從支撐現代節水農業技術的基礎理論而言，需將水利工程學、土壤學、作物學、生物學、遺傳學、材料學、數學和化學等學科有機地結合在一起，以降水(灌溉)－土壤水－作物水－光合作用－干物質量－經濟產量的轉化循環過程作為研究主線，從水分調控、水肥耦合、作物生理與遺傳改良等方面出發，探索提高各個環節中水的轉化效率與生產效率的機理。另一方面，現代節水農業技術又需要生物、水利、農藝、材料、信息、計算機、化工等多方面的技術支持，來建立適合國情的技術體系。

隨著20世紀中葉以來科學技術出現的重大突破，節水農業領域中大量借助于土壤水動力學、植物生理學的理論和現代數學方法及計算模擬手段，試圖從整體上來考慮水-土-作物-大氣間的互動作用與關系，定量描述土壤-植物-大氣連續體中水分和養分運移的轉化過程，據此制定科學的水、肥調控方案，這使得對節水農業的研究已由以往單純的統計或實驗性質變為一門有著較為嚴謹的理論基礎與定量方法的科學。計算機技術、電于信息技術、紅外遙感技術以及其它技術的應用，使得在土壤水分動態、土壤水鹽動態、水沙動態、水污染狀況、作物水分狀況等方面的數據監測、采集和處理手段得到長足發展，促進了農業用水管理水平的提高，而高分子復合材料和納米材料的研制創新正在促使渠道防滲、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨等方面孕育著技術上的重大突破。

在提高農業用水的利用率和水的生產效率的節水農業技術研究中，不僅涉及到與土壤-植物-大氣系統中的界面過程，水分傳輸和系統反饋的機制，水分調控的途徑以及大氣水、地表水、地下水、土壤水轉化關系等相關領域內的前沿技術，還與利用現代高新技術對水資源、土壤水分和作物水分進行監測調控，根據作物需水規律進行精量灌溉等關鍵技術有關。為此，必須以具有學科交叉性的重大前沿性技術研究為基礎，研發與農業節水相關的重要關鍵技術，探索建立適合國情的現代節水農業技術體系。

3我國現代節水農業技術研究重點與內容

3．1現代節水農業前沿技術

圍繞作物生理需水與用水、精量控制灌溉等領域，對現代節水農業前沿技術開展原創性研究。通過對水－土－植物關系、干旱條件下植物根信號傳輸和氣孔反應的機制、干旱脅迫鍛煉對植物超補償功能的刺激等問題的研究，帶來農業節水原理與技術的創新，促進節水農業新思路的問世和源頭高技術的產生，為我國現代節水農業的發展提供基礎理論和技術儲備。

作物高效用水與生理調控技術：

（1）研究主要作物節水條件下產量形成及可視化的生產模型，獲得維持農作物較高水分生產效率的生理和生態學過程參數，提出農作物根系微生態系統水分吸收功能調控模型和水分利用整體超補償功能環境反應模型；

（2）研究不同生態區域內主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻)非充分灌溉條件下的需水量季節分布和計算模式和不同節水灌溉技術條件下的作物需水和耗水模型，提出作物水分生產函數與有限水量條件下的非充分灌溉制度，得到不同節水灌溉方式下實施非充分灌溉制度的技術；

（3）研究主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻、果樹)調虧灌溉的指標體系(最佳凋虧階段和調虧程度)，提出不同養分水平或施肥條件下調虧灌溉的模式及相應的指標，獲得作物調虧灌溉的田間實施技術；

（4）研究主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻)控制性分根交替灌溉的指標體系，提出不同養分水平或施肥條件下控制性分根交替灌溉的模式及相應參數，獲得不同土壤、作物下控制性分根交替灌溉的灌水技術要素最優組合設計方法及的田間實施技術；

作物需水信息采集與精量控制灌溉技術：

（1）研究作物對水分虧缺信息的感受、傳遞與信號轉導的過程，建立作物水分信號診斷指標體系，獲得利用作物莖桿變形測量診斷作物缺水狀況的新技術與新產品；

（2）研究作物水分區域分布監測技術和作物蒸騰過程快速監測技術，提出區域土壤水分空間變異性與最佳動態監測布點方式和區域土壤墑情監測預報技術，獲得土壤水分動態快速測定與預報技術及新產品；

（3）以土壤墑情監測預報、作物水分動態監測信息與作物生長信息的結合為基礎，研究運用模糊人工神經網絡技術、數據通訊技術和網絡技術建立具有監測、傳輸、診斷、決策功能的作物精量控制灌溉系統，研制開發智能化的灌溉信息采集裝置和智能化的灌溉預報與決策支持軟件。

農田水肥調控利用與節水高效作物栽培技術：

（1）以小麥、玉米、棉花等主要作物為對象，研究不同區域、種植制度、地力基礎和水資源狀況下主要作物農田養分供應與利用模式，提出不同水分條件下獲得最高水分利用效率的水分與養分最佳參數組合；

（2）研究不同灌溉方式下作物根區水分養分遷移、轉化和吸收的動力學過程，提出相應的作物根際水肥耦合循環與調控模型，獲得以提高水肥耦合利用效率為目標的田間節水灌溉技術參數的最優組合；

（3）以小麥、玉米、棉花等主要作物為對象，研究農田高效用水的作物群體時空分布特征，影響農田整體抗旱特性和水分利用效率的群體因素和調控技術；構建主要農作物高效用水群體優化結構的綜合栽培技術體系。

3．2現代節水農業關鍵技術

以田間節水灌溉、灌溉用水管理、農藝與化控節水等為重點，適當考慮干旱缺水地區特殊水源的開發與高效利用，研究現代節水農業關鍵技術，創制一批新型的農業節水新產品與新材料，促進節水農業技術水平的提升，為我國農業節水提供適合國情的實用性應用技術。

田間節水灌溉技術：

（1）研制抗堵、耐用、價廉的微灌灌水器，開發新型微灌過濾器、注肥器及系統控制設備；

（2）研究節能異形噴嘴噴頭、可調仰角及可調霧化程度的噴頭、噴灑區域為矩形的噴頭，開發適宜于園林噴灌的升降式噴灌裝置，改進扇形轉動的搖臂式噴頭，研制新型移動式輕小型噴灌機組和智能控制低壓變量自走式噴灑機組；

（3）研究土地精平標準與激光控制平地技術，開發國產激光控制平地鏟運設備和相應的液壓升降控制系統，提出與激光控制平地技術實施相配套的田間灌排工程系統模式，研究地面灌溉技術控制參數，開發田間波涌灌溉控制設備、田間多孔閘管灌溉系統和田間灌溉自動控制設備；

（4）研發適合家庭規模的可調式小型免耕坐水播種技水與設備，創制集灌水、播種、施肥于一體的新型多功能行走式局部施灌機。

灌溉系統輸配水監控與調配技術：

（1）研發水分損失小、價廉、精度高、抗干擾性強的渠系量水設備，研制具有量水和控制雙重功能的取水口量水設施、新型管道量水儀表、適合高含沙渠道采用的量水裝置等，開發經濟實用的灌區自動化量水二次儀表及設備、井灌區計量與控制用水裝置等；

（2）開發基于局域網絡、Internet網絡與RS和GPS技術相結合的灌區動態管理信息采集、傳輸和分析技術，研究灌溉系統的計算機識別技術和動態配水系統下非恒定流模擬仿真技術和水量與流量的實時調控技術；

（3）研究灌區中央控制系統自動控制技術和水力自動控制技術，開發灌溉配水系統的閘門控制模式及基于模糊控制方法的靈活方便的控制器。

農藝節水技術：

（1）以小麥、玉米等大田作物及林草為重點，應用分子標記輔助選擇、轉基因、基因聚合技術結合常規育種的方法，創制抗旱節水型、水分高效利用型的優異育種新材料，選育抗旱節水與高產優質相結合型的新品種（組合）；

（2）研究主要生態區域節水高效型的作物種植結構和適合區域特點的節水高效間作套種與輪作等種植模式，提出主要種植制度周期內農田水分高效利用技術控制要素和集成化參數，得到節水型農作制度優化技術及其量化指標；

（3）以旱地土壤水庫增容為核心，研究等高種植集雨蓄水保墑技術和田間集雨栽培技術、少耕免耕保水保肥技術、地力培肥有機旱作技術、降低田間蒸發的覆蓋保墑技術等雨水就地高效利用技術，提出旱地農田節水抗旱能力的糧草輪作技術、糧經飼作物立體種植高效用水技術等。

新型農業節水材料與產品：

（1）研究利用納米技術改進防滲材料的性能，研制新型土壤固化劑、新型復合土工膜料和填縫材料，鹽漬土和膨脹土等特殊土類渠道的專用防滲材料，開發新型保溫復合材料和環保型混凝土補強新材料，創制用于管道輸水的高分子復合材料大口徑管材和管件；

（2）研發適合旱區應用的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、綠色環保型集雨面噴涂材料、生物集雨材料和田間集雨材料等；

（3）篩選具有控制蒸騰功能的外源物質，研究植物蒸騰抑制劑，研制具有抗旱節水、防病殺蟲、高效環保等多種功能的種衣劑，開發以生物材料（藻類、纖維、沙漠植物等）或化學材料為基質的新型保水劑，創制低成本的高效多功能水土保持劑與土壤結構改良劑；

（4）研發由天然材料和改性天然材料（重點是植物纖維和淀粉類）制成的可被微生物完全分解為對環境無害物質的新型覆蓋材料，開發具有增溫、保墑、增產、無殘留的多功能液體覆蓋材料，改性和創制新型液膜等。

水源開發與高效利用技術：

（1）建立區域雨水資源高效利用技術體系和最優開發模式及智能決策系統軟件，研發適合旱區應用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式，提出新型集雨設施結構形式和現場成型技術，獲得雨水集蓄與高效利用工程系統設計軟件；

（2）研究低成本、節能型的微咸水開發利用技術，建立微咸水灌溉下的控制指標體系和作物灌溉制度，提出微咸水灌溉下土壤水鹽運動規律與調控技術，得到咸水與淡水混灌和輪灌的應用模式；

（3）研究再生水灌溉對土壤、地下水及作物品質的影響，提出再生水作物安全高效利用指標量化體系，開發利用再生水灌溉的不同灌水方式、再生水與潔凈水混灌或輪灌的應用技術以及不同再生水灌溉方式下的作物灌溉制度。

4現代節水農業技術研究帶來的貢獻

在現代節水農業前沿技術萬面，將提出作物高效用水生理調控指標體系、作物非充分灌溉下的需水指標體系和灌溉制度、作物調虧灌溉的指標體系，建立作物水分信號采集與缺水敏感指標測定和作物精量控制灌溉方法、動態配水系統下的非恒定流模擬仿真技術和水量實時調控方法等。研究內容無論是在應用基礎理論上還是在技術上均具有源頭創新性，會加速我國現代節水農業技術體系的建立。

在現代節水農業關鍵技術方面，主要表現在對新技術的研發和對現有技術的升級換代上。一方面，對噴微灌系統智能化自功控制、噴微灌條件下水肥高效利用調控、激光控制平地下的精細地面灌溉、渠道和管網相結合的灌溉系統高效輸水、網絡技術支持下的灌溉系統動態配水等新技術的研發，將大幅度提高灌區輸配水系統的工作性能和田間節水灌溉的技術水平，另一方面，對灌區輸配水系統自動化控制、灌區多水源優化調配與決策支持系統、渠道防滲與抗凍脹、雨水集蓄高效利用、劣質水灌溉利用、農藝與化控節水等現有技術的改善與提高，將會顯著提高農業用水開源節流、土壤水庫充蓄增容、灌區用水與輸配水等方面的效率，有力地促進對農業水資源的高效合理利用。

現代節水農業技術研究成果的綜合應用，預計可使灌溉水的利用率提高到70%-80%，水分生產效率提高到2.0kg/m3，作物產量提高15%-30%；旱作的水分生產效率提高0.3kg/m3，作物產量提高20%-25%，年直接經濟效益和綜合社會經濟效益分別達到150億元和300億元。與此同時，可為全國大型灌區節水技術改造和300個節水重點縣的建設，實現全國節水灌溉面積“十五”末達到2533萬hm2、全國灌溉水利用率由現狀的45%提高到50%、節水近200億m3的目標，提供強有力的技術支撐與保障條件。