第4章 農(nóng)業(yè)水土工程123(學(xué)生版) 農(nóng)業(yè)水土工程與節(jié)水農(nóng)業(yè) 農(nóng)業(yè)工程概論 教學(xué)課件

我國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)與治理土壤工程性質(zhì)與土壤腐蝕土地利用工程農(nóng)田灌溉與排水水土保持與節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)第四章農(nóng)業(yè)水土工程與節(jié)水農(nóng)業(yè)WaterandSoilEngineering

＆Water-SavingAgriculture

農(nóng)業(yè)水土工程1農(nóng)業(yè)工程概論我國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)第四章農(nóng)業(yè)水土工程1農(nóng)業(yè)§4－1農(nóng)業(yè)水土工程發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)一、我國(guó)農(nóng)業(yè)水土資源的基本狀況與影響因素分析

1.水、土是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的自然資源。我國(guó)國(guó)土有960萬km2，其中山地占66％，平地34％，耕地只有11％，約1億ha，人均不到0.1ha，約為世界人均耕地的29％。水資源由地表水、地下水和降水三部分組成，互相之間又有交流。我國(guó)水資源總量約有27000億m3，人均2250m3，尚不到世界人均值的1／4。單位面積耕地占有27000m3／ha。約為世界平均值的1／2，屬于水資源貧乏國(guó)家。農(nóng)業(yè)水土工程2農(nóng)業(yè)工程概論§4－1農(nóng)業(yè)水土工程發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)一、我國(guó)農(nóng)業(yè)水土資源的基本2、新時(shí)期我國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程面臨的新問題1)人口不斷增長(zhǎng)，30年內(nèi)將達(dá)到16億人如何保證16億人的吃穿問題，是我們面臨的十分艱巨的任務(wù)。2)人均耕地逐年減少，減幅增大，要求大幅度提高作物單產(chǎn)中國(guó)耕地面積僅占世界總耕地面的7％，人均耕地僅為世界人均量的33％，僅及加拿大的5％，俄羅斯的9％，美國(guó)的10％，印度的44％。農(nóng)業(yè)水土工程3農(nóng)業(yè)工程概論2、新時(shí)期我國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程面臨的新問題農(nóng)業(yè)水土工程3農(nóng)業(yè)工程中國(guó)人口增長(zhǎng)與人均耕地發(fā)展過程曲線圖農(nóng)業(yè)水土工程4農(nóng)業(yè)工程概論中國(guó)人口增長(zhǎng)與人均耕地發(fā)展過程曲線圖農(nóng)業(yè)水土工程4農(nóng)業(yè)工程概3)水資源日益短缺，灌溉發(fā)展受到制約西北地區(qū)缺水情況預(yù)測(cè)農(nóng)業(yè)水土工程5農(nóng)業(yè)工程概論3)水資源日益短缺，灌溉發(fā)展受到制約西北地區(qū)缺水情況預(yù)測(cè)農(nóng)4）水體萎縮或污染,減少了可供灌溉的水資源

與農(nóng)業(yè)水土工程密切相關(guān)的新問題便是水環(huán)境的惡化。由于人類對(duì)水資源的過度開采,不合理的調(diào)用,土壤污染、垃圾排放,以及將水作為除污介質(zhì)而造成的水體萎縮和水體污染是十分嚴(yán)重的。這不僅破壞著人類的生存環(huán)境,威脅著生命安全,而且直接減少著緊缺的淡水資源。農(nóng)業(yè)水土工程6農(nóng)業(yè)工程概論4）水體萎縮或污染,減少了可供灌溉的水資源與農(nóng)業(yè)水5）土壤污染

土壤是作物生長(zhǎng)的基地,也是水分的保養(yǎng)所。但是,由于當(dāng)今的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)把施用化肥和化學(xué)農(nóng)藥作為增產(chǎn)的主要手段,其用量日益俱增。據(jù)有關(guān)研究證明,大約施用化肥量的30%左右溶解在水體里或殘留在土壤中,不僅成為量大面廣的污染源,而且也使土壤本身遭受著污染。與化肥相比,農(nóng)藥毒性更大,更不易降解,對(duì)水土都會(huì)造成更為嚴(yán)重的污染。農(nóng)業(yè)水土工程7農(nóng)業(yè)工程概論5）土壤污染土壤是作物生長(zhǎng)的基地,也是水分的保養(yǎng)所

人口的增長(zhǎng)要求糧食安全,糧食安全要求增加產(chǎn)量和提高質(zhì)量,而產(chǎn)量的增加和質(zhì)量的提高又受到土地面積減少,特別是人均耕地面積減少的制約。人均耕地面積的減少要求提高作物單產(chǎn),要求發(fā)展必要數(shù)量的灌溉面積,并使灌溉地得到適量的水源保證。農(nóng)業(yè)水土工程8農(nóng)業(yè)工程概論人口的增長(zhǎng)要求糧食安全,糧食安全要求增加產(chǎn)量和提高質(zhì)量1.農(nóng)業(yè)水土工程的概念

農(nóng)業(yè)水土工程是研究水、土運(yùn)行規(guī)律與持續(xù)高效利用的理論與技術(shù)，合理利用農(nóng)業(yè)水土資源，創(chuàng)造良好的農(nóng)業(yè)水土環(huán)境，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)的科學(xué)。二、我國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)農(nóng)業(yè)水土工程9農(nóng)業(yè)工程概論1.農(nóng)業(yè)水土工程的概念二、我國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的現(xiàn)狀與發(fā)展趨作為農(nóng)業(yè)工程學(xué)科中發(fā)展較早的二級(jí)學(xué)科之一，農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科曾先后稱為“農(nóng)田水利”和“農(nóng)田灌溉”。基于農(nóng)業(yè)水資源的科學(xué)利用與土壤改良、水土保持等科學(xué)技術(shù)關(guān)系密切,國(guó)際上普遍采用水土工程名稱,我國(guó)于1990年定名為“農(nóng)業(yè)水土工程”。農(nóng)業(yè)水土工程10農(nóng)業(yè)工程概論作為農(nóng)業(yè)工程學(xué)科中發(fā)展較早的二級(jí)學(xué)科之一，2.農(nóng)業(yè)水土工程重點(diǎn)研究的內(nèi)容：

農(nóng)業(yè)節(jié)水理論、田間節(jié)水灌溉新技術(shù)、節(jié)水灌溉設(shè)備研制、水資源持續(xù)利用理論與工程技術(shù)、灌區(qū)用水管理、農(nóng)業(yè)水土環(huán)境監(jiān)測(cè)、修復(fù)與保育、農(nóng)業(yè)高效用水的工程技術(shù)等方面的應(yīng)用基礎(chǔ)理論和新技術(shù)。農(nóng)業(yè)水土工程領(lǐng)域具有多學(xué)科相互交叉、各種單項(xiàng)技術(shù)相互滲透的顯著特征。水利工程學(xué)、土壤學(xué)、作物學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)、材料學(xué)、數(shù)學(xué)和化學(xué)等多學(xué)科的結(jié)合。農(nóng)業(yè)水土工程11農(nóng)業(yè)工程概論2.農(nóng)業(yè)水土工程重點(diǎn)研究的內(nèi)容：農(nóng)業(yè)水土工程領(lǐng)域具農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科研究現(xiàn)狀1.西北農(nóng)林科技大學(xué)——教育部重點(diǎn)學(xué)科，農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)——中國(guó)農(nóng)業(yè)水研究中心3.武漢大學(xué)——水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室4.河海大學(xué)——水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室5.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)——灌溉排水理論與技術(shù)、設(shè)施環(huán)境工程、農(nóng)業(yè)水土結(jié)構(gòu)工程、農(nóng)業(yè)水資源開發(fā)利用與管理、水土保持5個(gè)方向。農(nóng)業(yè)水土工程12農(nóng)業(yè)工程概論農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科研究現(xiàn)狀1.西北農(nóng)林科技大學(xué)——教育部重點(diǎn)學(xué)3、農(nóng)業(yè)水土工程需要解決的主要科技問題1）農(nóng)田物質(zhì)遷移規(guī)律及其調(diào)控機(jī)理該領(lǐng)域主要研究農(nóng)田水肥的運(yùn)移規(guī)律及最優(yōu)調(diào)控機(jī)理。包括農(nóng)田“五水”(大氣水、地面水、地下水、土壤水、植物水)轉(zhuǎn)化的機(jī)制及其數(shù)值模擬;農(nóng)田水鹽運(yùn)移規(guī)律與溶質(zhì)傳輸模型;農(nóng)田水熱耦合運(yùn)移及水熱轉(zhuǎn)換關(guān)系;土壤—植物—大氣連續(xù)體(簡(jiǎn)稱SPAC)中的水分傳輸機(jī)理、水分傳輸?shù)膭?dòng)力學(xué)模式及其計(jì)算機(jī)仿真方法;作物水分散失與光合作用的耦合模式;等等農(nóng)業(yè)水土工程13農(nóng)業(yè)工程概論3、農(nóng)業(yè)水土工程需要解決的主要科技問題農(nóng)業(yè)水土工程13農(nóng)業(yè)工2）逆境對(duì)作物的影響機(jī)制及其持續(xù)農(nóng)業(yè)中的水分調(diào)控包括水分虧缺對(duì)作物光合作用、生長(zhǎng)和產(chǎn)量構(gòu)成等因素的影響關(guān)系;土壤水與含鹽量水平對(duì)植物根系吸水、水分散失和生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響;水分過多對(duì)作物的影響;作物耐旱、耐鹽、耐漬澇的定量標(biāo)準(zhǔn);作物水分狀況的定量診斷方法,特別是用紅外測(cè)溫或遙感信息診斷作物水分狀況的問題;等等。農(nóng)業(yè)水土工程14農(nóng)業(yè)工程概論2）逆境對(duì)作物的影響機(jī)制及其持續(xù)農(nóng)業(yè)中的水分調(diào)控農(nóng)業(yè)水土工3）農(nóng)業(yè)高效節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)節(jié)水灌溉新技術(shù)包括噴、微、滲地下滴灌技術(shù)和田間地面灌水新技術(shù)的改進(jìn)與提高。渠道防滲與管道輸水技術(shù)主要作物的節(jié)水、增產(chǎn)、高效灌溉制度灌區(qū)水管理技術(shù)4）農(nóng)業(yè)綜合水肥高效利用技術(shù)具體包括不同節(jié)水技術(shù)條件(節(jié)水地面灌溉、噴灌、滴灌)所適宜的水肥耦合技術(shù)農(nóng)業(yè)水土工程15農(nóng)業(yè)工程概論3）農(nóng)業(yè)高效節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)農(nóng)業(yè)水土工程15農(nóng)業(yè)工程概論5）與持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展有關(guān)的灌溉土地評(píng)價(jià)及其土壤改良技術(shù)6）區(qū)域農(nóng)業(yè)水土資源的持續(xù)高效利用與優(yōu)化管理7）農(nóng)業(yè)水土資源環(huán)境問題農(nóng)業(yè)水土工程16農(nóng)業(yè)工程概論5）與持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展有關(guān)的灌溉土地評(píng)價(jià)及其土壤改良技術(shù)農(nóng)業(yè)水4、21世紀(jì)中國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)1）基礎(chǔ)理論方面在水—土—作物—環(huán)境關(guān)系的最優(yōu)調(diào)控理論與方法研究農(nóng)田物質(zhì)(水、沙、鹽、農(nóng)業(yè)化學(xué)物)的遷移規(guī)律及其數(shù)值模擬與預(yù)測(cè)在逆境對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量影響的定量評(píng)價(jià)方法和農(nóng)業(yè)水旱災(zāi)害及防治對(duì)策農(nóng)業(yè)水土工程17農(nóng)業(yè)工程概論4、21世紀(jì)中國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)農(nóng)業(yè)水土工程17農(nóng)業(yè)2）應(yīng)用技術(shù)方面

(1)灌溉方式將從傳統(tǒng)的豐水高產(chǎn)型灌溉轉(zhuǎn)向限水灌溉(LimitIrrigation)、非充分灌溉(NonfullIrrigation),以提高水的利用率。各種利用適度虧水來調(diào)控刺激作物生理機(jī)能,以提高作物水的利用效率、生產(chǎn)率,改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的調(diào)虧灌溉、分根交替灌溉也將得到深入研究和推廣。農(nóng)業(yè)水土工程18農(nóng)業(yè)工程概論2）應(yīng)用技術(shù)方面農(nóng)業(yè)水土工程18農(nóng)業(yè)工程概論

(2)噴、滴灌等先進(jìn)的灌水技術(shù)將得到廣泛使用，設(shè)備運(yùn)行的可靠性、使用壽命和自動(dòng)化程度很大提高。各種先進(jìn)的地面灌水技術(shù)如間歇灌、膜上灌、激光平地和水平畦灌、果樹滲灌(地下滴)等將得到大面積推廣。

(3)各種灌溉技術(shù)與農(nóng)業(yè)措施將有機(jī)融合在一起,形成綜合水土資源高效利用技術(shù)。如各種水肥耦合、帶狀種植、覆膜保墑等適合國(guó)情的水土高效利用技術(shù)將廣泛使用,以提高水肥利用率、農(nóng)作物產(chǎn)量,改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。農(nóng)業(yè)水土工程19農(nóng)業(yè)工程概論(2)噴、滴灌等先進(jìn)的灌水技術(shù)將得到廣泛使用，設(shè)備運(yùn)

(4)灌區(qū)將廣泛采用先進(jìn)的大區(qū)域土壤墑情、作物旱情和水源水情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)技術(shù)、渠系水量流量調(diào)控技術(shù)及灌區(qū)動(dòng)態(tài)配水技術(shù),實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水量最優(yōu)調(diào)度。

(5)雨水集蓄與高效利用的技術(shù)將得到深入研究,形成具有中國(guó)特色的雨水將會(huì)在西北半干旱地區(qū)和南方丘陵坡地廣泛推廣,以提高降雨的生產(chǎn)率。

(6)根據(jù)不同地區(qū)的特點(diǎn),將廣泛采用各種先進(jìn)水土保持、高含沙渾水、部分苦咸水、污水灌溉及地下水持續(xù)利用等區(qū)域水資源持續(xù)利用技術(shù),以達(dá)到區(qū)域水資源的持續(xù)高效利用。農(nóng)業(yè)水土工程20農(nóng)業(yè)工程概論(4)灌區(qū)將廣泛采用先進(jìn)的大區(qū)域土壤墑情、作物旱情和3）高新技術(shù)的應(yīng)用方面隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)、紅外遙感技術(shù)以及其它技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,使土壤水分動(dòng)態(tài)、水鹽動(dòng)態(tài)、水沙動(dòng)態(tài)、水污染狀況、作物水分狀況、農(nóng)田微氣象數(shù)據(jù)等方面的監(jiān)測(cè)、采集、處理技術(shù)得到發(fā)展,并促進(jìn)農(nóng)業(yè)水土資源管理水平的提高。農(nóng)業(yè)水土工程21農(nóng)業(yè)工程概論3）高新技術(shù)的應(yīng)用方面農(nóng)業(yè)水土工程21農(nóng)業(yè)工程概論

綜合運(yùn)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感技術(shù)(RS)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)精準(zhǔn)灌溉(PreciseIrrigation),將會(huì)成為我國(guó)21世紀(jì)農(nóng)業(yè)水土工程發(fā)展熱點(diǎn)和新的農(nóng)業(yè)科技革命的重要內(nèi)容,以及提高農(nóng)業(yè)用水效率和單位面積產(chǎn)量的關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)水土工程22農(nóng)業(yè)工程概論綜合運(yùn)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(§4－2農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)與治理Protectingandfatheringofagriculturalenvironment一、自然環(huán)境與農(nóng)業(yè)環(huán)境

人類賴以生存的物質(zhì)條件：

陽光空氣土地水適宜于人類生活的大氣溫度

安全的輻射強(qiáng)度提供食物及其他生活必需品能源工業(yè)原料盡量避免有害細(xì)菌和病毒避免自然災(zāi)害的侵襲農(nóng)業(yè)水土工程23農(nóng)業(yè)工程概論§4－2農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)與治理一、自然環(huán)境與農(nóng)業(yè)環(huán)境人類賴

人和動(dòng)、植物及微生物組成的生物群落和上述非生物物質(zhì)條件(物理因素和化學(xué)因素)共同構(gòu)成了地球上的生態(tài)系統(tǒng)。

各種生物及微生物之間、生物群落與環(huán)境之間關(guān)系密切、相互作用、并進(jìn)行著物質(zhì)與能量的交換。

在自然條件下自然生態(tài)系統(tǒng)如果不遇到重大的意外事故，可以在非常長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持著動(dòng)態(tài)平衡，這種平衡稱為生態(tài)平衡，它是人類得以持續(xù)生存、繁衍，發(fā)展和進(jìn)步的必要條件。農(nóng)業(yè)水土工程24農(nóng)業(yè)工程概論人和動(dòng)、植物及微生物組成的生物群落和上述非生物物質(zhì)條

土壤和水、大氣、陽光、氣溫共同構(gòu)成了農(nóng)業(yè)環(huán)境，它向農(nóng)業(yè)動(dòng)、植物提供生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的物質(zhì)條件。農(nóng)業(yè)生物群落和農(nóng)業(yè)環(huán)境共同構(gòu)成農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)環(huán)境是自然環(huán)境中最重要的組成部分。

農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量惡化首先受影響的是農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，并且對(duì)整個(gè)人類的自然環(huán)境也有重要影響。農(nóng)業(yè)水土工程25農(nóng)業(yè)工程概論土壤和水、大氣、陽光、氣溫共同構(gòu)成了農(nóng)業(yè)環(huán)境，它向農(nóng)二、農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量惡化的因素與危害

（一）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)及農(nóng)村生活中的不恰當(dāng)行為

1．施用農(nóng)業(yè)化學(xué)品(化肥、農(nóng)藥，除草劑)2．農(nóng)村生活用能3．過度耕作及耕作不當(dāng)，使用塑料薄膜覆蓋4．家畜、家禽集中飼養(yǎng)5．城市發(fā)展及工業(yè)化過程中的不恰當(dāng)行為農(nóng)業(yè)水土工程26農(nóng)業(yè)工程概論二、農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量惡化的因素與危害（一）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)及農(nóng)村(二)農(nóng)業(yè)環(huán)境污染造成的危害1．農(nóng)業(yè)環(huán)境的本底值及自凈能力

未受人為污染的農(nóng)業(yè)環(huán)境中各種元素和化學(xué)物質(zhì)的自然含量及自然豐度稱為農(nóng)業(yè)環(huán)境的本底值（backgroundvalue）。

當(dāng)某些污染物質(zhì)的含量顯著超過其自然本底值并造成一定危害時(shí)，就認(rèn)為農(nóng)業(yè)環(huán)境已受到污染。農(nóng)業(yè)水土工程27農(nóng)業(yè)工程概論(二)農(nóng)業(yè)環(huán)境污染造成的危害1．農(nóng)業(yè)環(huán)境的本底值及自凈能

自然環(huán)境處在不斷變化的狀態(tài)，在自然情況下受污染環(huán)境經(jīng)物理、化學(xué)過程及在生物的參與下，都有不斷消除污染物，恢復(fù)環(huán)境原來狀態(tài)的能力。

但有些污染會(huì)通過生物鏈為人、畜食用后，在體內(nèi)存積并濃縮，含量擴(kuò)大到原來的幾萬倍。農(nóng)業(yè)水土工程28農(nóng)業(yè)工程概論自然環(huán)境處在不斷變化的狀態(tài)，在自然情況下受污染環(huán)境經(jīng)

水質(zhì)受污染程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)COD——化學(xué)耗氧量(ChemicalOxygenDemand)表明水中的可氧化污染物質(zhì)的狀況BOD——生化需氧量(BiologicalOxygenDemand)

表示水中有機(jī)污染物質(zhì)在微生物的生化作用下氧化分解所消耗水中氧的總量，其值越高，說明水中的有機(jī)污染物越多。

DO——水中溶解氧(DissolvedOxygen)水中溶解氧受水溫、氣壓及某些溶質(zhì)的影響，DO越大表明水質(zhì)越清潔。農(nóng)業(yè)水土工程29農(nóng)業(yè)工程概論水質(zhì)受污染程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)COD——化學(xué)耗氧量(Chemi

農(nóng)業(yè)環(huán)境污染使作物生長(zhǎng)受到直接和間接危害。

2．農(nóng)業(yè)環(huán)境污染的危害

SO2經(jīng)過大氣中某些物質(zhì)的催化，遇水蒸汽可形成酸雨，它將使土壤、河湖酸化，殃及作物及魚類等有些污染是緩慢危害農(nóng)業(yè)和人類。

比重大于4以上的金屬，如汞、鉛、鎘、鎳、鉻、銅、鋅、砷等常混雜在工廠廢水、污泥中，因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易代謝分解，土壤一旦受其污染后，很難治理。農(nóng)業(yè)水土工程30農(nóng)業(yè)工程概論農(nóng)業(yè)環(huán)境污染使作物生長(zhǎng)受到直接和間接危害。2．農(nóng)業(yè)環(huán)境

農(nóng)產(chǎn)品在加工、貯藏、運(yùn)輸、包裝過程中都有可能造成污染，如在食品或飼料中加入有害的添加劑，或在貯存過程中發(fā)生霉變，產(chǎn)生黃曲霉毒素，這是一種容易誘發(fā)肝癌的毒素。水果、蔬菜等在收獲前施農(nóng)藥，有時(shí)會(huì)附著在表面，有些甚至滲入到表皮內(nèi)部，人類食用后就會(huì)中毒。農(nóng)業(yè)水土工程31農(nóng)業(yè)工程概論農(nóng)產(chǎn)品在加工、貯藏、運(yùn)輸、包裝過程中都有可能造成三、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)及治理

農(nóng)業(yè)環(huán)境治理需要農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城市管理互相配合，采用化學(xué)的、物理的、生物的及其他防治技術(shù)綜合治理。

1．工業(yè)應(yīng)改革工藝，減少“三廢”中的有毒物質(zhì)排出，井在三廢進(jìn)行處理后再行排出，還可進(jìn)行綜合利用。2．研制高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，推廣生物防治技術(shù)，水果、蔬菜等在收獲前若于天內(nèi)不得施用農(nóng)藥。農(nóng)業(yè)水土工程32農(nóng)業(yè)工程概論三、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)及治理農(nóng)業(yè)環(huán)境治理需要農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城3．修筑氧化塘，通過沉淀、中和、生物氧化及水生植物吸收后再用于灌溉。4．對(duì)已污染的農(nóng)田，采用客土排土換土或土壤改良劑等。使毒性物質(zhì)沉淀或分解5．在大氣污染地區(qū)多種植抗毒性強(qiáng)的植物。6．應(yīng)用化學(xué)的、物理的、生物的監(jiān)測(cè)手段，對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握信息解趨勢(shì)，以便及時(shí)采取治理、保護(hù)措施。農(nóng)業(yè)的未來'.rmvb農(nóng)業(yè)水土工程33農(nóng)業(yè)工程概論3．修筑氧化塘，通過沉淀、中和、生物氧化及水生植物吸收后再用一.農(nóng)業(yè)土壤的工程性質(zhì)(一）自然土壤和農(nóng)業(yè)土壤的形成1.自然土壤的形成

巖石風(fēng)化產(chǎn)生的碎屑，不斷減小尺寸，經(jīng)風(fēng)力、水力及重力搬運(yùn)和堆積，形成土壤母質(zhì)。土壤母質(zhì)中的可溶性物質(zhì)，一部分未微生物所吸收，使微生物得以滋生繁衍。微生物的代謝產(chǎn)物及其死亡機(jī)體留在土壤母質(zhì)中，微生物又將有機(jī)質(zhì)分解為植物能吸收的養(yǎng)分，并改變土壤母質(zhì)的物理、化學(xué)物質(zhì)，為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造條件?！?－3土壤工程性質(zhì)與土壤腐蝕SoilEngineeringPropertiesAndSoilCorrosion農(nóng)業(yè)水土工程34農(nóng)業(yè)工程概論一.農(nóng)業(yè)土壤的工程性質(zhì)(一）自然土壤和農(nóng)業(yè)土壤的形成§4－3

這種自然現(xiàn)象和生物及微生物反復(fù)作用結(jié)果即形成自然土壤。自然土壤未經(jīng)人擾動(dòng)，通常其最上層是枯枝敗葉層，其下是帶酸性的淋溶層，第三層是沉積層，再下面是土壤母質(zhì)層，最下面是巖石層。農(nóng)業(yè)水土工程35農(nóng)業(yè)工程概論這種自然現(xiàn)象和生物及微生物反復(fù)作用結(jié)果即形成自然土壤2.農(nóng)業(yè)土壤的形成人類通過耕作、施肥、灌溉或排水，施用土壤改良劑，平整土地，栽培農(nóng)作物等農(nóng)業(yè)措施，使土壤更適合于農(nóng)作物生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物土地利用率。旱田農(nóng)業(yè)土壤最上層厚15－20cm(作物根系)，第二層厚約5－10cm，再往下是心底層(仍保持自然土壤的狀態(tài))，心底層以下是底土層(基本上是自然風(fēng)化的碎屑或土壤母質(zhì))。水田土壤通常最上層是1cm厚的氧化浮泥層，然后是還原糊泥層，再下層是犁底層，犁底層以下是心底層。堅(jiān)硬的犁底層對(duì)水田可起保水、保肥作用。農(nóng)業(yè)水土工程36農(nóng)業(yè)工程概論2.農(nóng)業(yè)土壤的形成水田土壤通常最上層是1cm厚的土壤的質(zhì)地分類

土壤中的礦物質(zhì)是巖石經(jīng)過分化而形成的固體顆粒。粒徑在2mm－0.05mm之間的稱為砂粒，粒徑在0.05mm－0.005mm之間的稱為粉粒，粒小魚0.005mm的稱為黏粒。根據(jù)土壤中砂粒和黏粒含量的多少，土壤可分為三種類型：砂土(sandysoil)：砂粒含量較多，通氣性好，但土壤中水分含量少，保水性較差。農(nóng)業(yè)水土工程37農(nóng)業(yè)工程概論土壤的質(zhì)地分類土壤中的礦物質(zhì)是巖石經(jīng)過分化而形成的固黏土(claysoil)：黏粒含量較多，通氣性差，但含水量較多，保水性好。壤土(loamysoil)：砂粒和黏粒的含量比例適中，通氣性，水分含量也較多，保水性一般。農(nóng)業(yè)水土工程38農(nóng)業(yè)工程概論黏土(claysoil)：黏粒含量較多，通氣性差，但含水量（二）土壤的空隙度、土壤水和空氣土壤是多相復(fù)雜體，一般空隙占30％-50％，其中非水即氣，空氣容積大，即使在稻作的淹水期仍有2％－5％的空氣。因此土壤的容重與比重相差較大，砂質(zhì)土壤容重為1.2－1.8，粘質(zhì)土壤為1.0－1.5。農(nóng)業(yè)水土工程39農(nóng)業(yè)工程概論（二）土壤的空隙度、土壤水和空氣農(nóng)業(yè)水土工程39農(nóng)業(yè)工程概論1.土壤空隙度土壤空隙度是空隙容積Vv與土壤容積Vt之比，可用百分比來表示。土壤空隙比e是土壤空隙容積與土粒容積之比。農(nóng)業(yè)水土工程40農(nóng)業(yè)工程概論1.土壤空隙度土壤空隙比e是土壤空隙容積與土粒容積之比。農(nóng)2.土壤水土壤空隙中有相當(dāng)一部分為水占據(jù)，其數(shù)量隨土壤質(zhì)地、土壤含水量、溫度等而變化，它們?cè)诳障吨幸晕鼭袼?、薄膜水、毛管水和重力水等形式存在，其中毛管水直接供養(yǎng)作物，重力水是含水量超過土壤持水量水分受重力支配向地下滲透的水分。農(nóng)業(yè)水土工程41農(nóng)業(yè)工程概論2.土壤水農(nóng)業(yè)水土工程41農(nóng)業(yè)工程概論3.土壤空氣土壤空隙中空氣總含量是土壤水分、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)等的函數(shù)。土壤空氣中水汽含量很大，有時(shí)相對(duì)濕度達(dá)100％，氧氣含量比空氣少，二氧化碳含量比空氣多5－120倍，這是土壤微生物及其它土壤生物呼吸所致。農(nóng)業(yè)水土工程42農(nóng)業(yè)工程概論3.土壤空氣農(nóng)業(yè)水土工程42農(nóng)業(yè)工程概論（三）土壤的強(qiáng)度與破壞土壤強(qiáng)度是土地在外力作用下，由于土壤顆粒間的粘結(jié)力和顆粒相互位移的摩擦力等影響，不會(huì)引起屈服應(yīng)變和破壞的最大應(yīng)力。外力可能是剪切、壓縮、拉伸、穿透等作用下的一種或多種，破壞包括斷裂、壓縮、塑流等。農(nóng)業(yè)水土工程43農(nóng)業(yè)工程概論（三）土壤的強(qiáng)度與破壞農(nóng)業(yè)水土工程43農(nóng)業(yè)工程概論1.抗剪強(qiáng)度土壤抗剪強(qiáng)度是土壤移動(dòng)時(shí)，沿運(yùn)動(dòng)平行面，產(chǎn)生的最大內(nèi)阻力。它來源于土壤顆粒間的粘結(jié)力和內(nèi)摩擦力。摩爾－摩倫經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，抗剪切?qiáng)度S為：C正應(yīng)力抗剪切強(qiáng)度S農(nóng)業(yè)水土工程44農(nóng)業(yè)工程概論1.抗剪強(qiáng)度C正應(yīng)力抗剪切強(qiáng)度S農(nóng)業(yè)水土工程44農(nóng)業(yè)工程

不同土壤剪切變形與破壞的情況是不同的，，除松散砂土外，都是在剪切應(yīng)力增加到一定值時(shí)，發(fā)生不同的剪切破壞。剪切變形J松散土堅(jiān)實(shí)土粘結(jié)土抗剪切強(qiáng)度S農(nóng)業(yè)水土工程45農(nóng)業(yè)工程概論不同土壤剪切變形與破壞的情況是不同的，，除松散砂土外2.承壓強(qiáng)度土壤承壓強(qiáng)度表示支持車輛等載荷不使其下陷的支撐能力，基本公式如下：農(nóng)業(yè)水土工程46農(nóng)業(yè)工程概論2.承壓強(qiáng)度農(nóng)業(yè)水土工程46農(nóng)業(yè)工程概論

土壤承壓強(qiáng)度與含水量關(guān)系很大。隨著含水量的增加，土壤強(qiáng)度急劇下降?？箟嚎辜艉?%)強(qiáng)度(kg/cm2)水土是耕作的重要指標(biāo)，從工程角度除考慮破碎土的強(qiáng)度外，還要在滿足要求的條件下別使土塊過小，以減少能耗和土壤風(fēng)蝕。農(nóng)業(yè)水土工程47農(nóng)業(yè)工程概論土壤承壓強(qiáng)度與含水量關(guān)系很大。隨著含水量的增加，土壤（四）土壤壓實(shí)適當(dāng)?shù)耐寥浪删o度實(shí)作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要，播種后要對(duì)松土施以適當(dāng)壓力。土壤的壓實(shí)是從壓縮開始的，壓縮是指土壤在外力作用下體積的減小，其孔隙比也隨之減小，它與壓力的關(guān)系如下：農(nóng)業(yè)水土工程48農(nóng)業(yè)工程概論（四）土壤壓實(shí)農(nóng)業(yè)水土工程48農(nóng)業(yè)工程概論壓縮壓力與孔隙比的關(guān)系曲線干硬土壤濕軟土壤正壓力P孔隙比e

干硬土因粘結(jié)力和內(nèi)摩擦力大，不易壓縮，孔隙比變化小。但當(dāng)壓力增大到足以使干硬土壤顯著壓縮時(shí)，則因濕軟土壤以提前定向受壓縮，二者走向又相互趨近，在特高壓力下的干、濕土壤甚至有相近的空隙比。農(nóng)業(yè)水土工程49農(nóng)業(yè)工程概論壓縮壓力與孔隙比的關(guān)系曲線干硬土壤濕軟土壤正壓力P孔隙比e土壤壓實(shí)時(shí)的水分密度關(guān)系在特定壓力下，隨著含水量的增加，土壤密度有一個(gè)先是提高，之后，由于擠出水的稀釋作用而又下降的反折現(xiàn)象，存在一個(gè)壓實(shí)度最大的對(duì)應(yīng)含水量，隨著壓力的提高，反折現(xiàn)象越明顯，而且越提早在較低水分時(shí)出現(xiàn)。一般來說，壓力越大，土壤密度也越大。含水率(%)密度(kg/m3)P1P2P3P1>P2>P3農(nóng)業(yè)水土工程50農(nóng)業(yè)工程概論土壤壓實(shí)時(shí)的水分密度關(guān)系在特定壓力下，隨著含水量的增加，土壤壓實(shí)對(duì)土壤的性質(zhì)有重要影響，使透水性減弱，出苗困難，濕潤(rùn)土壤的蒸發(fā)增加，蓄水保墑能力降低；同時(shí)，空氣減少和通氣量不良，使有機(jī)質(zhì)分解慢，對(duì)作物供氮不足；而且壓實(shí)土壤在耕作時(shí)阻力大，耕作質(zhì)量差。農(nóng)業(yè)水土工程51農(nóng)業(yè)工程概論壓實(shí)對(duì)土壤的性質(zhì)有重要影響，使透水性減弱，出苗困難，濕潤(rùn)土壤（五）土壤的熱特性討論土壤的熱特性時(shí)涉及的指標(biāo)有熱容量、導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)溫系數(shù)，其物理定義與運(yùn)用方法與其它農(nóng)業(yè)物料基本相同。只是土壤中含水量與空氣含量比一般物料多，熱特性也有很大的波動(dòng)。土壤土壤含水量占持水量的百分比(%)0205080100砂土1.471.672.012.432.64黏土1.091.262.203.013.77泥炭0.841.402.343.313.94不同含水量下各種土壤的熱容量(J/cm3℃)農(nóng)業(yè)水土工程52農(nóng)業(yè)工程概論（五）土壤的熱特性土壤土壤含水量占持水量的百分比(%)020

容積熱容量CV、導(dǎo)熱系數(shù)K和導(dǎo)溫系數(shù)(熱擴(kuò)散系數(shù))之間有如下關(guān)系。它們時(shí)相互影響而又可轉(zhuǎn)換的。由于測(cè)定溫度遠(yuǎn)比測(cè)定熱量簡(jiǎn)單，經(jīng)常通過導(dǎo)溫系數(shù)的變化來研究導(dǎo)熱的規(guī)律。農(nóng)業(yè)水土工程53農(nóng)業(yè)工程概論容積熱容量CV、導(dǎo)熱系數(shù)K和導(dǎo)溫系數(shù)(熱擴(kuò)散系數(shù)二、土壤的鹽堿化SoilSalinization

含有過多鹽堿成分危害植物生長(zhǎng)的土地稱鹽堿土(鹽漬土)，它在我國(guó)耕地中占一億多畝。在這類土壤中含有過多的可溶性鹽，其中陽離子主要有鈉、鉀、鈣、鎂，陰離子主要有氯根、硫酸根(它們與陽離子形成中性鹽)，以及與陽離子形成堿性鹽的碳酸根和重碳酸根。農(nóng)業(yè)水土工程54農(nóng)業(yè)工程概論二、土壤的鹽堿化SoilSalinization1鹽堿土分類鹽堿土包括鹽化土、鹽土、堿化土和堿土四類。鹽化土使表層中性鹽分含量大于0.2％的土壤，對(duì)多數(shù)作物有不同程度的危害。鹽土是表層氯化鹽超過0.6％或硫酸鹽超過2％的土壤，對(duì)植物危害極大，有時(shí)甚至存草不生。如表層含有堿性鹽，土壤PH≥8.5時(shí)，堿化度超過5％的時(shí)堿化土，超過20％為堿土。農(nóng)業(yè)水土工程55農(nóng)業(yè)工程概論1鹽堿土分類農(nóng)業(yè)水土工程55農(nóng)業(yè)工程概論2鹽堿土成因形成鹽堿土有自然的和人為的兩方面因素。含鹽高的成土母質(zhì)分化后，產(chǎn)生大量大的可溶性鹽，它們?cè)跉夂蚋稍?、降雨量少的地區(qū)無法淋溶，在地下水位小魚臨界深度的情況下，通過地下水蒸發(fā)導(dǎo)地表，再隨雨等流到排水不暢的低洼地，造成表層鹽堿；有些耐鹽力很強(qiáng)的植物(紅樹、胡楊等)從地下深處吸水時(shí)也吸收了大量鹽分，干枯后就留在地表。人為不當(dāng)?shù)墓喔?，修筑高位水庫、水旱插花種植都使地下水位抬高，水蒸發(fā)量增大，結(jié)果造成此生鹽漬化。農(nóng)業(yè)水土工程56農(nóng)業(yè)工程概論2鹽堿土成因人為不當(dāng)?shù)墓喔?，修筑高位水庫、水旱插?鹽堿土的危害生理干旱－高濃度的鹽分滲透壓使植物吸水困難，甚至植物體內(nèi)水“反滲”而凋萎；鹽分毒性－強(qiáng)堿性鹽腐蝕幼芽嫩根，鈉、氯多時(shí)會(huì)向葉部集中，使其干枯；農(nóng)業(yè)水土工程57農(nóng)業(yè)工程概論3鹽堿土的危害農(nóng)業(yè)水土工程57農(nóng)業(yè)工程概論營(yíng)養(yǎng)失調(diào)。過多鈉離子會(huì)妨礙鈣、鎂、鉀的吸收，高濃度鉀離子又影響到植物對(duì)鐵、鎂的攝取，在有堿性反應(yīng)的水溶液中，磷酸鹽及鐵、鋅、錳等元素易形成溶解度低的化合物，降低了它們的有效性；惡化土壤理化性質(zhì)。強(qiáng)堿性鹽破壞土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，使其干時(shí)板結(jié)，濕時(shí)粘重，透氣性差，阻力大，種芽難以出土，微生物生活因難。農(nóng)業(yè)水土工程58農(nóng)業(yè)工程概論營(yíng)養(yǎng)失調(diào)。過多鈉離子會(huì)妨礙鈣、鎂、鉀的吸收，高濃度鉀離子又三、土壤的水蝕與風(fēng)蝕

良好的農(nóng)業(yè)土壤要有良好的通氣、透水、貯水、保肥性能。它是在適當(dāng)?shù)淖匀煌寥阑A(chǔ)上經(jīng)過人類辛勤耕作和經(jīng)營(yíng)的結(jié)果。從土壤母質(zhì)到形成適合于開發(fā)為農(nóng)田的自然土壤要經(jīng)過久遠(yuǎn)的年代。土壤侵蝕(soilerosion)的定義為：土壤及其母質(zhì)在水力、風(fēng)力、凍融、重力等外勞力作用下，被破壞、剝蝕、搬運(yùn)和沉積的過程。農(nóng)業(yè)水土工程59農(nóng)業(yè)工程概論三、土壤的水蝕與風(fēng)蝕良好的農(nóng)業(yè)土壤要有良好的1．水蝕

土壤團(tuán)塊和土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)在水的浸潤(rùn)、雨點(diǎn)沖擊和徑流沖刷下結(jié)構(gòu)被破壞，細(xì)質(zhì)土壤顆粒和養(yǎng)分隨徑流流走的現(xiàn)象。水蝕帶走了土地表層的細(xì)質(zhì)顆粒及養(yǎng)分，留下不能貯水的粗質(zhì)土壤顆粒，在土層不厚的地區(qū)甚至暴露出巖石層。農(nóng)業(yè)水土工程60農(nóng)業(yè)工程概論1．水蝕土壤團(tuán)塊和土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)在水的浸潤(rùn)、

大量試驗(yàn)研究認(rèn)為土壤水蝕過程分為土壤中的部分顆粒從土壤原先的結(jié)構(gòu)中分離出來和土壤顆粒的輸運(yùn)兩個(gè)階段。第一階段影響因素：土壤顆粒從原先的土壤結(jié)構(gòu)中分離出來的難易程度以及雨點(diǎn)或水流的沖擊能量及延續(xù)時(shí)間在第二階段中被輸運(yùn)的土壤顆粒數(shù)量主要決定于坡度及徑流量。一般結(jié)論：粗質(zhì)土壤顆粒比細(xì)顆粒更易于從土壤原先的結(jié)構(gòu)中分離出來，但細(xì)質(zhì)土壤顆粒更易于被水流帶走，因此，水土流失的都是肥沃的細(xì)質(zhì)土壤顆粒。農(nóng)業(yè)水土工程61農(nóng)業(yè)工程概論大量試驗(yàn)研究認(rèn)為土壤水蝕過程分為土壤中的部分坡度對(duì)水蝕有重要影響：當(dāng)坡度達(dá)到6°以上時(shí)，即應(yīng)采取水土保持措施；坡度15°以上的土地不應(yīng)再開發(fā)做農(nóng)田，15°～25°可用于栽植經(jīng)濟(jì)林；25°～30°可用于林業(yè)或牧業(yè)；坡度大于35°，林業(yè)、牧業(yè)皆不宜。農(nóng)業(yè)水土工程62農(nóng)業(yè)工程概論坡度對(duì)水蝕有重要影響：農(nóng)業(yè)水土工程62農(nóng)業(yè)工程概論2．風(fēng)蝕風(fēng)蝕作用是指風(fēng)對(duì)地表物質(zhì)的侵蝕、搬運(yùn)和堆積過程。表現(xiàn)為風(fēng)的吹蝕作用和磨蝕作用。吹蝕作用是指風(fēng)吹過地面廣生紊流，沙?；驂m上離開地面，使地表物質(zhì)遭受破壞的過程；磨蝕作用是指由于風(fēng)沙流貼近地面運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的沙粒對(duì)地表物質(zhì)（巖石等）進(jìn)行的沖擊、摩擦作用的過程。農(nóng)業(yè)水土工程63農(nóng)業(yè)工程概論2．風(fēng)蝕農(nóng)業(yè)水土工程63農(nóng)業(yè)工程概論風(fēng)蝕作用是土壤沙化的主要機(jī)制。在我國(guó)的干旱、半干旱地區(qū)，以及一部分半濕潤(rùn)地區(qū)，由于生態(tài)平衡人為破壞嚴(yán)重，有大面積農(nóng)田因受風(fēng)蝕正在或已經(jīng)逐步退化為沙漠，全國(guó)沙漠化面積已超過17億平方公里，這對(duì)農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展是一個(gè)嚴(yán)重威脅，并污染了城市環(huán)境，危及鐵路、公路等交通設(shè)施。農(nóng)業(yè)水土工程64農(nóng)業(yè)工程概論風(fēng)蝕作用是土壤沙化的主要機(jī)制。在我國(guó)的干旱、半干旱土壤風(fēng)蝕的過程有四種類型：跳躍、沿地面蠕動(dòng)、懸浮、沉降。跳躍。土壤中松散的顆粒，受風(fēng)力及湍流作用力的影響，離開土壤表面向上方運(yùn)動(dòng)又向順風(fēng)方向運(yùn)動(dòng)，然后繼續(xù)在風(fēng)力的作用下向上方及前方運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)跳躍前進(jìn)。通常0.1～0.5mm的土壤顆粒在風(fēng)力的作用發(fā)生跳躍現(xiàn)象。沿地面蠕動(dòng)。0.5~2.0mm的土壤顆粒，受風(fēng)力作用后沿地表面滑行并沿地面滾動(dòng)前進(jìn)。農(nóng)業(yè)水土工程65農(nóng)業(yè)工程概論土壤風(fēng)蝕的過程有四種類型：跳躍、沿地面蠕動(dòng)、懸浮、懸浮。<0.1mm的土壤顆粒，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定程度被氣流帶起懸浮在空氣中并被輸運(yùn)到遠(yuǎn)處。由于氣流大小及方向在空間不斷變化，因而懸浮在空氣中的土壤顆粒也有復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡。隨風(fēng)速增加，懸浮在空氣中的土壤顆?？蛇_(dá)到每平方公里數(shù)千噸。沉降。當(dāng)風(fēng)速降低或碰到障礙物時(shí)，懸浮在空氣中的土壤顆粒就沉降下來。蠕動(dòng)或跳躍的土壤顆粒當(dāng)?shù)涞降桶继幉辉偈艿斤L(fēng)力作用時(shí)，就填充在地面的低凹處。農(nóng)業(yè)水土工程66農(nóng)業(yè)工程概論懸浮。<0.1mm的土壤顆粒，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定程度被氣流帶起懸當(dāng)風(fēng)卷著土壤顆粒前進(jìn)時(shí)，土壤顆粒與地面之間發(fā)生摩擦，又使一些土壤顆粒被分離出來。影響土壤風(fēng)蝕傾向的因素可歸結(jié)為兩個(gè)方面：近地面處的風(fēng)速和土壤的松散程度及松散傾向。當(dāng)離地面0.3m處的風(fēng)速小于5.4m／s時(shí)一般不會(huì)發(fā)生風(fēng)蝕。近地面處風(fēng)連受地表面粗糙度影響很大。農(nóng)業(yè)水土工程67農(nóng)業(yè)工程概論當(dāng)風(fēng)卷著土壤顆粒前進(jìn)時(shí)，土壤顆粒與地面之間發(fā)生摩擦，又使一些造林、栽植防風(fēng)林帶、種草、作物收割后田間留茬、用秸稈等覆蓋土地表面等既可以增加土地表面的粗糙度，又可以保持土壤水分和固結(jié)土壤結(jié)構(gòu)，因而是非常有效的防風(fēng)蝕措施。雨后及時(shí)翻耕土地，播前需要的碎土、整地作業(yè)盡量推遲到播前必要的時(shí)期，少耕及免耕法，寬行作物采取與風(fēng)向垂直播種等耕作方法對(duì)控制風(fēng)蝕也有一定作用。減少風(fēng)蝕的措施：農(nóng)業(yè)水土工程68農(nóng)業(yè)工程概論造林、栽植防風(fēng)林帶、種草、作物收割后田間留茬、用秸稈等覆蓋土

【思考題4－1、2、3】論述我國(guó)農(nóng)業(yè)水土環(huán)境與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的要點(diǎn)COD、BOD、DO是什么指標(biāo)？分別有什么含義？農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)及農(nóng)村生活中的哪些不恰當(dāng)行為會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境產(chǎn)生破壞？什么是風(fēng)蝕，有哪幾種類型？解釋水蝕的含義與對(duì)土壤破壞的機(jī)理土壤鹽堿化的含義與影響原理防止土壤風(fēng)蝕的措施有哪些？農(nóng)業(yè)水土工程69農(nóng)業(yè)工程概論【思考題4－1、2、3】農(nóng)業(yè)水土工程69農(nóng)業(yè)工程概論

我國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)與治理土壤工程性質(zhì)與土壤腐蝕土地利用工程農(nóng)田灌溉與排水水土保持與節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)第四章農(nóng)業(yè)水土工程與節(jié)水農(nóng)業(yè)WaterandSoilEngineering

＆Water-SavingAgriculture

農(nóng)業(yè)水土工程70農(nóng)業(yè)工程概論我國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)第四章農(nóng)業(yè)水土工程1農(nóng)業(yè)§4－1農(nóng)業(yè)水土工程發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)一、我國(guó)農(nóng)業(yè)水土資源的基本狀況與影響因素分析

1.水、土是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的自然資源。我國(guó)國(guó)土有960萬km2，其中山地占66％，平地34％，耕地只有11％，約1億ha，人均不到0.1ha，約為世界人均耕地的29％。水資源由地表水、地下水和降水三部分組成，互相之間又有交流。我國(guó)水資源總量約有27000億m3，人均2250m3，尚不到世界人均值的1／4。單位面積耕地占有27000m3／ha。約為世界平均值的1／2，屬于水資源貧乏國(guó)家。農(nóng)業(yè)水土工程71農(nóng)業(yè)工程概論§4－1農(nóng)業(yè)水土工程發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)一、我國(guó)農(nóng)業(yè)水土資源的基本2、新時(shí)期我國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程面臨的新問題1)人口不斷增長(zhǎng)，30年內(nèi)將達(dá)到16億人如何保證16億人的吃穿問題，是我們面臨的十分艱巨的任務(wù)。2)人均耕地逐年減少，減幅增大，要求大幅度提高作物單產(chǎn)中國(guó)耕地面積僅占世界總耕地面的7％，人均耕地僅為世界人均量的33％，僅及加拿大的5％，俄羅斯的9％，美國(guó)的10％，印度的44％。農(nóng)業(yè)水土工程72農(nóng)業(yè)工程概論2、新時(shí)期我國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程面臨的新問題農(nóng)業(yè)水土工程3農(nóng)業(yè)工程中國(guó)人口增長(zhǎng)與人均耕地發(fā)展過程曲線圖農(nóng)業(yè)水土工程73農(nóng)業(yè)工程概論中國(guó)人口增長(zhǎng)與人均耕地發(fā)展過程曲線圖農(nóng)業(yè)水土工程4農(nóng)業(yè)工程概3)水資源日益短缺，灌溉發(fā)展受到制約西北地區(qū)缺水情況預(yù)測(cè)農(nóng)業(yè)水土工程74農(nóng)業(yè)工程概論3)水資源日益短缺，灌溉發(fā)展受到制約西北地區(qū)缺水情況預(yù)測(cè)農(nóng)4）水體萎縮或污染,減少了可供灌溉的水資源

與農(nóng)業(yè)水土工程密切相關(guān)的新問題便是水環(huán)境的惡化。由于人類對(duì)水資源的過度開采,不合理的調(diào)用,土壤污染、垃圾排放,以及將水作為除污介質(zhì)而造成的水體萎縮和水體污染是十分嚴(yán)重的。這不僅破壞著人類的生存環(huán)境,威脅著生命安全,而且直接減少著緊缺的淡水資源。農(nóng)業(yè)水土工程75農(nóng)業(yè)工程概論4）水體萎縮或污染,減少了可供灌溉的水資源與農(nóng)業(yè)水5）土壤污染

土壤是作物生長(zhǎng)的基地,也是水分的保養(yǎng)所。但是,由于當(dāng)今的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)把施用化肥和化學(xué)農(nóng)藥作為增產(chǎn)的主要手段,其用量日益俱增。據(jù)有關(guān)研究證明,大約施用化肥量的30%左右溶解在水體里或殘留在土壤中,不僅成為量大面廣的污染源,而且也使土壤本身遭受著污染。與化肥相比,農(nóng)藥毒性更大,更不易降解,對(duì)水土都會(huì)造成更為嚴(yán)重的污染。農(nóng)業(yè)水土工程76農(nóng)業(yè)工程概論5）土壤污染土壤是作物生長(zhǎng)的基地,也是水分的保養(yǎng)所

人口的增長(zhǎng)要求糧食安全,糧食安全要求增加產(chǎn)量和提高質(zhì)量,而產(chǎn)量的增加和質(zhì)量的提高又受到土地面積減少,特別是人均耕地面積減少的制約。人均耕地面積的減少要求提高作物單產(chǎn),要求發(fā)展必要數(shù)量的灌溉面積,并使灌溉地得到適量的水源保證。農(nóng)業(yè)水土工程77農(nóng)業(yè)工程概論人口的增長(zhǎng)要求糧食安全,糧食安全要求增加產(chǎn)量和提高質(zhì)量1.農(nóng)業(yè)水土工程的概念

農(nóng)業(yè)水土工程是研究水、土運(yùn)行規(guī)律與持續(xù)高效利用的理論與技術(shù)，合理利用農(nóng)業(yè)水土資源，創(chuàng)造良好的農(nóng)業(yè)水土環(huán)境，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)的科學(xué)。二、我國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)農(nóng)業(yè)水土工程78農(nóng)業(yè)工程概論1.農(nóng)業(yè)水土工程的概念二、我國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的現(xiàn)狀與發(fā)展趨作為農(nóng)業(yè)工程學(xué)科中發(fā)展較早的二級(jí)學(xué)科之一，農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科曾先后稱為“農(nóng)田水利”和“農(nóng)田灌溉”?；谵r(nóng)業(yè)水資源的科學(xué)利用與土壤改良、水土保持等科學(xué)技術(shù)關(guān)系密切,國(guó)際上普遍采用水土工程名稱,我國(guó)于1990年定名為“農(nóng)業(yè)水土工程”。農(nóng)業(yè)水土工程79農(nóng)業(yè)工程概論作為農(nóng)業(yè)工程學(xué)科中發(fā)展較早的二級(jí)學(xué)科之一，2.農(nóng)業(yè)水土工程重點(diǎn)研究的內(nèi)容：

農(nóng)業(yè)節(jié)水理論、田間節(jié)水灌溉新技術(shù)、節(jié)水灌溉設(shè)備研制、水資源持續(xù)利用理論與工程技術(shù)、灌區(qū)用水管理、農(nóng)業(yè)水土環(huán)境監(jiān)測(cè)、修復(fù)與保育、農(nóng)業(yè)高效用水的工程技術(shù)等方面的應(yīng)用基礎(chǔ)理論和新技術(shù)。農(nóng)業(yè)水土工程領(lǐng)域具有多學(xué)科相互交叉、各種單項(xiàng)技術(shù)相互滲透的顯著特征。水利工程學(xué)、土壤學(xué)、作物學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)、材料學(xué)、數(shù)學(xué)和化學(xué)等多學(xué)科的結(jié)合。農(nóng)業(yè)水土工程80農(nóng)業(yè)工程概論2.農(nóng)業(yè)水土工程重點(diǎn)研究的內(nèi)容：農(nóng)業(yè)水土工程領(lǐng)域具農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科研究現(xiàn)狀1.西北農(nóng)林科技大學(xué)——教育部重點(diǎn)學(xué)科，農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)——中國(guó)農(nóng)業(yè)水研究中心3.武漢大學(xué)——水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室4.河海大學(xué)——水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室5.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)——灌溉排水理論與技術(shù)、設(shè)施環(huán)境工程、農(nóng)業(yè)水土結(jié)構(gòu)工程、農(nóng)業(yè)水資源開發(fā)利用與管理、水土保持5個(gè)方向。農(nóng)業(yè)水土工程81農(nóng)業(yè)工程概論農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科研究現(xiàn)狀1.西北農(nóng)林科技大學(xué)——教育部重點(diǎn)學(xué)3、農(nóng)業(yè)水土工程需要解決的主要科技問題1）農(nóng)田物質(zhì)遷移規(guī)律及其調(diào)控機(jī)理該領(lǐng)域主要研究農(nóng)田水肥的運(yùn)移規(guī)律及最優(yōu)調(diào)控機(jī)理。包括農(nóng)田“五水”(大氣水、地面水、地下水、土壤水、植物水)轉(zhuǎn)化的機(jī)制及其數(shù)值模擬;農(nóng)田水鹽運(yùn)移規(guī)律與溶質(zhì)傳輸模型;農(nóng)田水熱耦合運(yùn)移及水熱轉(zhuǎn)換關(guān)系;土壤—植物—大氣連續(xù)體(簡(jiǎn)稱SPAC)中的水分傳輸機(jī)理、水分傳輸?shù)膭?dòng)力學(xué)模式及其計(jì)算機(jī)仿真方法;作物水分散失與光合作用的耦合模式;等等農(nóng)業(yè)水土工程82農(nóng)業(yè)工程概論3、農(nóng)業(yè)水土工程需要解決的主要科技問題農(nóng)業(yè)水土工程13農(nóng)業(yè)工2）逆境對(duì)作物的影響機(jī)制及其持續(xù)農(nóng)業(yè)中的水分調(diào)控包括水分虧缺對(duì)作物光合作用、生長(zhǎng)和產(chǎn)量構(gòu)成等因素的影響關(guān)系;土壤水與含鹽量水平對(duì)植物根系吸水、水分散失和生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響;水分過多對(duì)作物的影響;作物耐旱、耐鹽、耐漬澇的定量標(biāo)準(zhǔn);作物水分狀況的定量診斷方法,特別是用紅外測(cè)溫或遙感信息診斷作物水分狀況的問題;等等。農(nóng)業(yè)水土工程83農(nóng)業(yè)工程概論2）逆境對(duì)作物的影響機(jī)制及其持續(xù)農(nóng)業(yè)中的水分調(diào)控農(nóng)業(yè)水土工3）農(nóng)業(yè)高效節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)節(jié)水灌溉新技術(shù)包括噴、微、滲地下滴灌技術(shù)和田間地面灌水新技術(shù)的改進(jìn)與提高。渠道防滲與管道輸水技術(shù)主要作物的節(jié)水、增產(chǎn)、高效灌溉制度灌區(qū)水管理技術(shù)4）農(nóng)業(yè)綜合水肥高效利用技術(shù)具體包括不同節(jié)水技術(shù)條件(節(jié)水地面灌溉、噴灌、滴灌)所適宜的水肥耦合技術(shù)農(nóng)業(yè)水土工程84農(nóng)業(yè)工程概論3）農(nóng)業(yè)高效節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)農(nóng)業(yè)水土工程15農(nóng)業(yè)工程概論5）與持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展有關(guān)的灌溉土地評(píng)價(jià)及其土壤改良技術(shù)6）區(qū)域農(nóng)業(yè)水土資源的持續(xù)高效利用與優(yōu)化管理7）農(nóng)業(yè)水土資源環(huán)境問題農(nóng)業(yè)水土工程85農(nóng)業(yè)工程概論5）與持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展有關(guān)的灌溉土地評(píng)價(jià)及其土壤改良技術(shù)農(nóng)業(yè)水4、21世紀(jì)中國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)1）基礎(chǔ)理論方面在水—土—作物—環(huán)境關(guān)系的最優(yōu)調(diào)控理論與方法研究農(nóng)田物質(zhì)(水、沙、鹽、農(nóng)業(yè)化學(xué)物)的遷移規(guī)律及其數(shù)值模擬與預(yù)測(cè)在逆境對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量影響的定量評(píng)價(jià)方法和農(nóng)業(yè)水旱災(zāi)害及防治對(duì)策農(nóng)業(yè)水土工程86農(nóng)業(yè)工程概論4、21世紀(jì)中國(guó)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)農(nóng)業(yè)水土工程17農(nóng)業(yè)2）應(yīng)用技術(shù)方面

(1)灌溉方式將從傳統(tǒng)的豐水高產(chǎn)型灌溉轉(zhuǎn)向限水灌溉(LimitIrrigation)、非充分灌溉(NonfullIrrigation),以提高水的利用率。各種利用適度虧水來調(diào)控刺激作物生理機(jī)能,以提高作物水的利用效率、生產(chǎn)率,改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的調(diào)虧灌溉、分根交替灌溉也將得到深入研究和推廣。農(nóng)業(yè)水土工程87農(nóng)業(yè)工程概論2）應(yīng)用技術(shù)方面農(nóng)業(yè)水土工程18農(nóng)業(yè)工程概論

(2)噴、滴灌等先進(jìn)的灌水技術(shù)將得到廣泛使用，設(shè)備運(yùn)行的可靠性、使用壽命和自動(dòng)化程度很大提高。各種先進(jìn)的地面灌水技術(shù)如間歇灌、膜上灌、激光平地和水平畦灌、果樹滲灌(地下滴)等將得到大面積推廣。

(3)各種灌溉技術(shù)與農(nóng)業(yè)措施將有機(jī)融合在一起,形成綜合水土資源高效利用技術(shù)。如各種水肥耦合、帶狀種植、覆膜保墑等適合國(guó)情的水土高效利用技術(shù)將廣泛使用,以提高水肥利用率、農(nóng)作物產(chǎn)量,改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。農(nóng)業(yè)水土工程88農(nóng)業(yè)工程概論(2)噴、滴灌等先進(jìn)的灌水技術(shù)將得到廣泛使用，設(shè)備運(yùn)

(4)灌區(qū)將廣泛采用先進(jìn)的大區(qū)域土壤墑情、作物旱情和水源水情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)技術(shù)、渠系水量流量調(diào)控技術(shù)及灌區(qū)動(dòng)態(tài)配水技術(shù),實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水量最優(yōu)調(diào)度。

(5)雨水集蓄與高效利用的技術(shù)將得到深入研究,形成具有中國(guó)特色的雨水將會(huì)在西北半干旱地區(qū)和南方丘陵坡地廣泛推廣,以提高降雨的生產(chǎn)率。

(6)根據(jù)不同地區(qū)的特點(diǎn),將廣泛采用各種先進(jìn)水土保持、高含沙渾水、部分苦咸水、污水灌溉及地下水持續(xù)利用等區(qū)域水資源持續(xù)利用技術(shù),以達(dá)到區(qū)域水資源的持續(xù)高效利用。農(nóng)業(yè)水土工程89農(nóng)業(yè)工程概論(4)灌區(qū)將廣泛采用先進(jìn)的大區(qū)域土壤墑情、作物旱情和3）高新技術(shù)的應(yīng)用方面隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)、紅外遙感技術(shù)以及其它技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,使土壤水分動(dòng)態(tài)、水鹽動(dòng)態(tài)、水沙動(dòng)態(tài)、水污染狀況、作物水分狀況、農(nóng)田微氣象數(shù)據(jù)等方面的監(jiān)測(cè)、采集、處理技術(shù)得到發(fā)展,并促進(jìn)農(nóng)業(yè)水土資源管理水平的提高。農(nóng)業(yè)水土工程90農(nóng)業(yè)工程概論3）高新技術(shù)的應(yīng)用方面農(nóng)業(yè)水土工程21農(nóng)業(yè)工程概論

綜合運(yùn)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感技術(shù)(RS)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)精準(zhǔn)灌溉(PreciseIrrigation),將會(huì)成為我國(guó)21世紀(jì)農(nóng)業(yè)水土工程發(fā)展熱點(diǎn)和新的農(nóng)業(yè)科技革命的重要內(nèi)容,以及提高農(nóng)業(yè)用水效率和單位面積產(chǎn)量的關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)水土工程91農(nóng)業(yè)工程概論綜合運(yùn)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(§4－2農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)與治理Protectingandfatheringofagriculturalenvironment一、自然環(huán)境與農(nóng)業(yè)環(huán)境

人類賴以生存的物質(zhì)條件：

陽光空氣土地水適宜于人類生活的大氣溫度

安全的輻射強(qiáng)度提供食物及其他生活必需品能源工業(yè)原料盡量避免有害細(xì)菌和病毒避免自然災(zāi)害的侵襲農(nóng)業(yè)水土工程92農(nóng)業(yè)工程概論§4－2農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)與治理一、自然環(huán)境與農(nóng)業(yè)環(huán)境人類賴

人和動(dòng)、植物及微生物組成的生物群落和上述非生物物質(zhì)條件(物理因素和化學(xué)因素)共同構(gòu)成了地球上的生態(tài)系統(tǒng)。

各種生物及微生物之間、生物群落與環(huán)境之間關(guān)系密切、相互作用、并進(jìn)行著物質(zhì)與能量的交換。

在自然條件下自然生態(tài)系統(tǒng)如果不遇到重大的意外事故，可以在非常長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持著動(dòng)態(tài)平衡，這種平衡稱為生態(tài)平衡，它是人類得以持續(xù)生存、繁衍，發(fā)展和進(jìn)步的必要條件。農(nóng)業(yè)水土工程93農(nóng)業(yè)工程概論人和動(dòng)、植物及微生物組成的生物群落和上述非生物物質(zhì)條

土壤和水、大氣、陽光、氣溫共同構(gòu)成了農(nóng)業(yè)環(huán)境，它向農(nóng)業(yè)動(dòng)、植物提供生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的物質(zhì)條件。農(nóng)業(yè)生物群落和農(nóng)業(yè)環(huán)境共同構(gòu)成農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)環(huán)境是自然環(huán)境中最重要的組成部分。

農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量惡化首先受影響的是農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，并且對(duì)整個(gè)人類的自然環(huán)境也有重要影響。農(nóng)業(yè)水土工程94農(nóng)業(yè)工程概論土壤和水、大氣、陽光、氣溫共同構(gòu)成了農(nóng)業(yè)環(huán)境，它向農(nóng)二、農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量惡化的因素與危害

（一）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)及農(nóng)村生活中的不恰當(dāng)行為

1．施用農(nóng)業(yè)化學(xué)品(化肥、農(nóng)藥，除草劑)2．農(nóng)村生活用能3．過度耕作及耕作不當(dāng)，使用塑料薄膜覆蓋4．家畜、家禽集中飼養(yǎng)5．城市發(fā)展及工業(yè)化過程中的不恰當(dāng)行為農(nóng)業(yè)水土工程95農(nóng)業(yè)工程概論二、農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量惡化的因素與危害（一）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)及農(nóng)村(二)農(nóng)業(yè)環(huán)境污染造成的危害1．農(nóng)業(yè)環(huán)境的本底值及自凈能力

未受人為污染的農(nóng)業(yè)環(huán)境中各種元素和化學(xué)物質(zhì)的自然含量及自然豐度稱為農(nóng)業(yè)環(huán)境的本底值（backgroundvalue）。

當(dāng)某些污染物質(zhì)的含量顯著超過其自然本底值并造成一定危害時(shí)，就認(rèn)為農(nóng)業(yè)環(huán)境已受到污染。農(nóng)業(yè)水土工程96農(nóng)業(yè)工程概論(二)農(nóng)業(yè)環(huán)境污染造成的危害1．農(nóng)業(yè)環(huán)境的本底值及自凈能

自然環(huán)境處在不斷變化的狀態(tài)，在自然情況下受污染環(huán)境經(jīng)物理、化學(xué)過程及在生物的參與下，都有不斷消除污染物，恢復(fù)環(huán)境原來狀態(tài)的能力。

但有些污染會(huì)通過生物鏈為人、畜食用后，在體內(nèi)存積并濃縮，含量擴(kuò)大到原來的幾萬倍。農(nóng)業(yè)水土工程97農(nóng)業(yè)工程概論自然環(huán)境處在不斷變化的狀態(tài)，在自然情況下受污染環(huán)境經(jīng)

水質(zhì)受污染程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)COD——化學(xué)耗氧量(ChemicalOxygenDemand)表明水中的可氧化污染物質(zhì)的狀況BOD——生化需氧量(BiologicalOxygenDemand)

表示水中有機(jī)污染物質(zhì)在微生物的生化作用下氧化分解所消耗水中氧的總量，其值越高，說明水中的有機(jī)污染物越多。

DO——水中溶解氧(DissolvedOxygen)水中溶解氧受水溫、氣壓及某些溶質(zhì)的影響，DO越大表明水質(zhì)越清潔。農(nóng)業(yè)水土工程98農(nóng)業(yè)工程概論水質(zhì)受污染程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)COD——化學(xué)耗氧量(Chemi

農(nóng)業(yè)環(huán)境污染使作物生長(zhǎng)受到直接和間接危害。

2．農(nóng)業(yè)環(huán)境污染的危害

SO2經(jīng)過大氣中某些物質(zhì)的催化，遇水蒸汽可形成酸雨，它將使土壤、河湖酸化，殃及作物及魚類等有些污染是緩慢危害農(nóng)業(yè)和人類。

比重大于4以上的金屬，如汞、鉛、鎘、鎳、鉻、銅、鋅、砷等常混雜在工廠廢水、污泥中，因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易代謝分解，土壤一旦受其污染后，很難治理。農(nóng)業(yè)水土工程99農(nóng)業(yè)工程概論農(nóng)業(yè)環(huán)境污染使作物生長(zhǎng)受到直接和間接危害。2．農(nóng)業(yè)環(huán)境

農(nóng)產(chǎn)品在加工、貯藏、運(yùn)輸、包裝過程中都有可能造成污染，如在食品或飼料中加入有害的添加劑，或在貯存過程中發(fā)生霉變，產(chǎn)生黃曲霉毒素，這是一種容易誘發(fā)肝癌的毒素。水果、蔬菜等在收獲前施農(nóng)藥，有時(shí)會(huì)附著在表面，有些甚至滲入到表皮內(nèi)部，人類食用后就會(huì)中毒。農(nóng)業(yè)水土工程100農(nóng)業(yè)工程概論農(nóng)產(chǎn)品在加工、貯藏、運(yùn)輸、包裝過程中都有可能造成三、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)及治理

農(nóng)業(yè)環(huán)境治理需要農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城市管理互相配合，采用化學(xué)的、物理的、生物的及其他防治技術(shù)綜合治理。

1．工業(yè)應(yīng)改革工藝，減少“三廢”中的有毒物質(zhì)排出，井在三廢進(jìn)行處理后再行排出，還可進(jìn)行綜合利用。2．研制高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，推廣生物防治技術(shù)，水果、蔬菜等在收獲前若于天內(nèi)不得施用農(nóng)藥。農(nóng)業(yè)水土工程101農(nóng)業(yè)工程概論三、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)及治理農(nóng)業(yè)環(huán)境治理需要農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城3．修筑氧化塘，通過沉淀、中和、生物氧化及水生植物吸收后再用于灌溉。4．對(duì)已污染的農(nóng)田，采用客土排土換土或土壤改良劑等。使毒性物質(zhì)沉淀或分解5．在大氣污染地區(qū)多種植抗毒性強(qiáng)的植物。6．應(yīng)用化學(xué)的、物理的、生物的監(jiān)測(cè)手段，對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握信息解趨勢(shì)，以便及時(shí)采取治理、保護(hù)措施。農(nóng)業(yè)的未來'.rmvb農(nóng)業(yè)水土工程102農(nóng)業(yè)工程概論3．修筑氧化塘，通過沉淀、中和、生物氧化及水生植物吸收后再用一.農(nóng)業(yè)土壤的工程性質(zhì)(一）自然土壤和農(nóng)業(yè)土壤的形成1.自然土壤的形成

巖石風(fēng)化產(chǎn)生的碎屑，不斷減小尺寸，經(jīng)風(fēng)力、水力及重力搬運(yùn)和堆積，形成土壤母質(zhì)。土壤母質(zhì)中的可溶性物質(zhì)，一部分未微生物所吸收，使微生物得以滋生繁衍。微生物的代謝產(chǎn)物及其死亡機(jī)體留在土壤母質(zhì)中，微生物又將有機(jī)質(zhì)分解為植物能吸收的養(yǎng)分，并改變土壤母質(zhì)的物理、化學(xué)物質(zhì)，為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造條件?！?－3土壤工程性質(zhì)與土壤腐蝕SoilEngineeringPropertiesAndSoilCorrosion農(nóng)業(yè)水土工程103農(nóng)業(yè)工程概論一.農(nóng)業(yè)土壤的工程性質(zhì)(一）自然土壤和農(nóng)業(yè)土壤的形成§4－3

這種自然現(xiàn)象和生物及微生物反復(fù)作用結(jié)果即形成自然土壤。自然土壤未經(jīng)人擾動(dòng)，通常其最上層是枯枝敗葉層，其下是帶酸性的淋溶層，第三層是沉積層，再下面是土壤母質(zhì)層，最下面是巖石層。農(nóng)業(yè)水土工程104農(nóng)業(yè)工程概論這種自然現(xiàn)象和生物及微生物反復(fù)作用結(jié)果即形成自然土壤2.農(nóng)業(yè)土壤的形成人類通過耕作、施肥、灌溉或排水，施用土壤改良劑，平整土地，栽培農(nóng)作物等農(nóng)業(yè)措施，使土壤更適合于農(nóng)作物生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物土地利用率。旱田農(nóng)業(yè)土壤最上層厚15－20cm(作物根系)，第二層厚約5－10cm，再往下是心底層(仍保持自然土壤的狀態(tài))，心底層以下是底土層(基本上是自然風(fēng)化的碎屑或土壤母質(zhì))。水田土壤通常最上層是1cm厚的氧化浮泥層，然后是還原糊泥層，再下層是犁底層，犁底層以下是心底層。堅(jiān)硬的犁底層對(duì)水田可起保水、保肥作用。農(nóng)業(yè)水土工程105農(nóng)業(yè)工程概論2.農(nóng)業(yè)土壤的形成水田土壤通常最上層是1cm厚的土壤的質(zhì)地分類

土壤中的礦物質(zhì)是巖石經(jīng)過分化而形成的固體顆粒。粒徑在2mm－0.05mm之間的稱為砂粒，粒徑在0.05mm－0.005mm之間的稱為粉粒，粒小魚0.005mm的稱為黏粒。根據(jù)土壤中砂粒和黏粒含量的多少，土壤可分為三種類型：砂土(sandysoil)：砂粒含量較多，通氣性好，但土壤中水分含量少，保水性較差。農(nóng)業(yè)水土工程106農(nóng)業(yè)工程概論土壤的質(zhì)地分類土壤中的礦物質(zhì)是巖石經(jīng)過分化而形成的固黏土(claysoil)：黏粒含量較多，通氣性差，但含水量較多，保水性好。壤土(loamysoil)：砂粒和黏粒的含量比例適中，通氣性，水分含量也較多，保水性一般。農(nóng)業(yè)水土工程107農(nóng)業(yè)工程概論黏土(claysoil)：黏粒含量較多，通氣性差，但含水量（二）土壤的空隙度、土壤水和空氣土壤是多相復(fù)雜體，一般空隙占30％-50％，其中非水即氣，空氣容積大，即使在稻作的淹水期仍有2％－5％的空氣。因此土壤的容重與比重相差較大，砂質(zhì)土壤容重為1.2－1.8，粘質(zhì)土壤為1.0－1.5。農(nóng)業(yè)水土工程108農(nóng)業(yè)工程概論（二）土壤的空隙度、土壤水和空氣農(nóng)業(yè)水土工程39農(nóng)業(yè)工程概論1.土壤空隙度土壤空隙度是空隙容積Vv與土壤容積Vt之比，可用百分比來表示。土壤空隙比e是土壤空隙容積與土粒容積之比。農(nóng)業(yè)水土工程109農(nóng)業(yè)工程概論1.土壤空隙度土壤空隙比e是土壤空隙容積與土粒容積之比。農(nóng)2.土壤水土壤空隙中有相當(dāng)一部分為水占據(jù)，其數(shù)量隨土壤質(zhì)地、土壤含水量、溫度等而變化，它們?cè)诳障吨幸晕鼭袼?、薄膜水、毛管水和重力水等形式存在，其中毛管水直接供養(yǎng)作物，重力水是含水量超過土壤持水量水分受重力支配向地下滲透的水分。農(nóng)業(yè)水土工程110農(nóng)業(yè)工程概論2.土壤水農(nóng)業(yè)水土工程41農(nóng)業(yè)工程概論3.土壤空氣土壤空隙中空氣總含量是土壤水分、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)等的函數(shù)。土壤空氣中水汽含量很大，有時(shí)相對(duì)濕度達(dá)100％，氧氣含量比空氣少，二氧化碳含量比空氣多5－120倍，這是土壤微生物及其它土壤生物呼吸所致。農(nóng)業(yè)水土工程111農(nóng)業(yè)工程概論3.土壤空氣農(nóng)業(yè)水土工程42農(nóng)業(yè)工程概論（三）土壤的強(qiáng)度與破壞土壤強(qiáng)度是土地在外力作用下，由于土壤顆粒間的粘結(jié)力和顆粒相互位移的摩擦力等影響，不會(huì)引起屈服應(yīng)變和破壞的最大應(yīng)力。外力可能是剪切、壓縮、拉伸、穿透等作用下的一種或多種，破壞包括斷裂、壓縮、塑流等。農(nóng)業(yè)水土工程112農(nóng)業(yè)工程概論（三）土壤的強(qiáng)度與破壞農(nóng)業(yè)水土工程43農(nóng)業(yè)工程概論1.抗剪強(qiáng)度土壤抗剪強(qiáng)度是土壤移動(dòng)時(shí)，沿運(yùn)動(dòng)平行面，產(chǎn)生的最大內(nèi)阻力。它來源于土壤顆粒間的粘結(jié)力和內(nèi)摩擦力。摩爾－摩倫經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，抗剪切?qiáng)度S為：C正應(yīng)力抗剪切強(qiáng)度S農(nóng)業(yè)水土工程113農(nóng)業(yè)工程概論1.抗剪強(qiáng)度C正應(yīng)力抗剪切強(qiáng)度S農(nóng)業(yè)水土工程44農(nóng)業(yè)工程

不同土壤剪切變形與破壞的情況是不同的，，除松散砂土外，都是在剪切應(yīng)力增加到一定值時(shí)，發(fā)生不同的剪切破壞。剪切變形J松散土堅(jiān)實(shí)土粘結(jié)土抗剪切強(qiáng)度S農(nóng)業(yè)水土工程114農(nóng)業(yè)工程概論不同土壤剪切變形與破壞的情況是不同的，，除松散砂土外2.承壓強(qiáng)度土壤承壓強(qiáng)度表示支持車輛等載荷不使其下陷的支撐能力，基本公式如下：農(nóng)業(yè)水土工程115農(nóng)業(yè)工程概論2.承壓強(qiáng)度農(nóng)業(yè)水土工程46農(nóng)業(yè)工程概論

土壤承壓強(qiáng)度與含水量關(guān)系很大。隨著含水量的增加，土壤強(qiáng)度急劇下降?？箟嚎辜艉?%)強(qiáng)度(kg/cm2)水土是耕作的重要指標(biāo)，從工程角度除考慮破碎土的強(qiáng)度外，還要在滿足要求的條件下別使土塊過小，以減少能耗和土壤風(fēng)蝕。農(nóng)業(yè)水土工程116農(nóng)業(yè)工程概論土壤承壓強(qiáng)度與含水量關(guān)系很大。隨著含水量的增加，土壤（四）土壤壓實(shí)適當(dāng)?shù)耐寥浪删o度實(shí)作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要，播種后要對(duì)松土施以適當(dāng)壓力。土壤的壓實(shí)是從壓縮開始的，壓縮是指土壤在外力作用下體積的減小，其孔隙比也隨之減小，它與壓力的關(guān)系如下：農(nóng)業(yè)水土工程117農(nóng)業(yè)工程概論（四）土壤壓實(shí)農(nóng)業(yè)水土工程48農(nóng)業(yè)工程概論壓縮壓力與孔隙比的關(guān)系曲線干硬土壤濕軟土壤正壓力P孔隙比e

干硬土因粘結(jié)力和內(nèi)摩擦力大，不易壓縮，孔隙比變化小。但當(dāng)壓力增大到足以使干硬土壤顯著壓縮時(shí)，則因濕軟土壤以提前定向受壓縮，二者走向又相互趨近，在特高壓力下的干、濕土壤甚至有相近的空隙比。農(nóng)業(yè)水土工程118農(nóng)業(yè)工程概論壓縮壓力與孔隙比的關(guān)系曲線干硬土壤濕軟土壤正壓力P孔隙比e土壤壓實(shí)時(shí)的水分密度關(guān)系在特定壓力下，隨著含水量的增加，土壤密度有一個(gè)先是提高，之后，由于擠出水的稀釋作用而又下降的反折現(xiàn)象，存在一個(gè)壓實(shí)度最大的對(duì)應(yīng)含水量，隨著壓力的提高，反折現(xiàn)象越明顯，而且越提早在較低水分時(shí)出現(xiàn)。一般來說，壓力越大，土壤密度也越大。含水率(%)密度(kg/m3)P1P2P3P1>P2>P3農(nóng)業(yè)水土工程119農(nóng)業(yè)工程概論土壤壓實(shí)時(shí)的水分密度關(guān)系在特定壓力下，隨著含水量的增加，土壤壓實(shí)對(duì)土壤的性質(zhì)有重要影響，使透水性減弱，出苗困難，濕潤(rùn)土壤的蒸發(fā)增加，蓄水保墑能力降低；同時(shí)，空氣減少和通氣量不良，使有機(jī)質(zhì)分解慢，對(duì)作物供氮不足；而且壓實(shí)土壤在耕作時(shí)阻力大，耕作質(zhì)量差。農(nóng)業(yè)水土工程120農(nóng)業(yè)工程概論壓實(shí)對(duì)土壤的性質(zhì)有重要影響，使透水性減弱，出苗困難，濕潤(rùn)土壤（五）土壤的熱特性討論土壤的熱特性時(shí)涉及的指標(biāo)有熱容量、導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)溫系數(shù)，其物理定義與運(yùn)用方法與其它農(nóng)業(yè)物料基本相同。只是土壤中含水量與空氣含量比一般物料多，熱特性也有很大的波動(dòng)。土壤土壤含水量占持水量的百分比(%)0205080100砂土1.471.672.012.432.64黏土1.091.262.203.013.77泥炭0.841.402.343.313.94不同含水量下各種土壤的熱容量(J/cm3℃)農(nóng)業(yè)水土工程121農(nóng)業(yè)工程概論（五）土壤的熱特性土壤土壤含水量占持水量的百分比(%)020

容積熱容量CV、導(dǎo)熱系數(shù)K和導(dǎo)溫系數(shù)(熱擴(kuò)散系數(shù))之間有如下關(guān)系。它們時(shí)相互影響而又可轉(zhuǎn)換的。由于測(cè)定溫度遠(yuǎn)比測(cè)定熱量簡(jiǎn)單，經(jīng)常通過導(dǎo)溫系數(shù)的變化來研究導(dǎo)熱的規(guī)律。農(nóng)業(yè)水土工程122農(nóng)業(yè)工程概論容積熱容量CV、導(dǎo)熱系數(shù)K和導(dǎo)溫系數(shù)(熱擴(kuò)散系數(shù)二、土壤的鹽堿化SoilSalinization

含有過多鹽堿成分危害植物生長(zhǎng)的土地稱鹽堿土(鹽漬土)，它在我國(guó)耕地中占一億多畝。在這類土壤中含有過多的可溶性鹽，其中陽離子主要有鈉、鉀、鈣、鎂，陰離子主要有氯根、硫酸根(它們與陽離子形成中性鹽)，以及與陽離子形成堿性鹽的碳酸根和重碳酸根。農(nóng)業(yè)水土工程123農(nóng)業(yè)工程概論二、土壤的鹽堿化SoilSalinization1鹽堿土分類鹽堿土包括鹽化土、鹽土、堿化土和堿土四類。鹽化土使表層中性鹽分含量大于0.2％的土壤，對(duì)多數(shù)作物有不同程度的危害。鹽土是表層氯化鹽超過0.6％或硫酸鹽超過2％的土壤，對(duì)植物危害極大，有時(shí)甚至存草不生。如表層含有堿性鹽，土壤PH≥8.5時(shí)，堿化度超過5％的時(shí)堿化土，超過20％為堿土。農(nóng)業(yè)水土工程124農(nóng)業(yè)工程概論1鹽堿土分類農(nóng)業(yè)水土工程55農(nóng)業(yè)工程概論2鹽堿土成因形成鹽堿土有自然的和人為的兩方面因素。含鹽高的成土母質(zhì)分化后，產(chǎn)生大量大的可溶性鹽，它們?cè)跉夂蚋稍?、降雨量少的地區(qū)無法淋溶，在地下水位小魚臨界深度的情況下，通過地下水蒸發(fā)導(dǎo)地表，再隨雨等流到排水不暢的低洼地，