农业化控节水技术原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨培岭 等 著

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• 农业节水
• 化控技术
• 精准灌溉
• 农业工程
• 节水灌溉
• 农业技术
• 水资源利用
• 智能农业
• 农业信息化
• 土壤水分管理

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030279941

版次：1

商品编码：10320767

包装：平装

开本：16开

出版时间：2010-06-01

用纸：胶版纸

页数：330

字数：416000

正文语种：中文

内容简介

《农业化控节水技术原理及应用》围绕着土壤保水剂、植物抗蒸腾剂、土壤结构改良剂三种目前国内外常用化控节水制剂类型，对农业化控节水原理及其协同调控技术模式进行了系统的论述。《农业化控节水技术原理及应用》分为上下两篇，上篇为基础理论研究，包括三种典型化控制剂的节水、增产、调质效应；三种化学制剂典型产品的作用机理；基于联合应用化控节水制剂的农业化控节水协同调控技术。下篇为应用技术研究，介绍了协同调控技术在苹果、桃、葡萄、番茄、辣椒、甜瓜、西瓜、大叶黄杨、早熟禾等不同植物种植园的应用。
《农业化控节水技术原理及应用》可作为农业水土工程、环境工程、土壤物理等专业研究生和高年级本科生的参考教材，也可供相关专业科研、教学和工程技术人员参考。

目录

前言
第1章 绪论
1.1 国内外农业节水发展动态
1.2 农业节水技术发展现状与趋势
1.3 化控节水技术及发展态势
参考文献
上篇 基础理论研究
第2章 农业化控节水剂产品的制备与发展
2.1 保水剂
2.2 土壤结构改良剂
2.3 植物抗蒸腾剂
参考文献
第3章 土壤保水剂
3.1 保水剂的结构、类型及特性
3.2 保水剂吸水机制
3.3 保水剂的应用研究现状及进展
3.4 保水剂施用技术体系
参考文献
第4章 土壤结构改良剂
4.1 土壤结构改良剂的类型、性质及新产品
4.2 土壤结构改良剂作用机制
4.3 聚丙烯酰胺
4.4 有机抗旱剂BGA
参考文献
第5章 植物抗蒸腾剂
5.1 应用植物抗蒸腾剂的理论基础
5.2 植物抗蒸腾剂的类型及作用机理
5.3 黄腐酸
5.4 脱落酸
参考文献
第6章 保水剂吸释水特性及其对土壤水分运移过程的影响
6.1 研究方法
6.2 保水剂的吸释水特性
6.3 保水剂微观形态结构及其分形特征
6.4 保水剂对土壤物理性质的影响及时效性
6.5 保水剂对土壤水分运动过程的影响
6.6.施用保水剂条件下的一维垂直人渗的动态模拟
参考文献
第7章 植物抗蒸腾剂对叶片气孔行为及水分利用效率的影响
7.1 试验材料与方法
7.2 抗蒸腾剂对日耗水量的影响
7.3 抗蒸腾剂对叶片气孔微观形态结构的影响
7.4 抗蒸腾剂对叶片光合、蒸腾及水分利用效率的影响
7.5 局部喷施黄腐酸对叶片气孔行为的影响
7.6 讨论与结论
参考文献
第8章 土壤结构改良剂PAM对降雨入渗的影响
8.1 试验设计
8.2.PAM对坡地径流量的影响
8.3 PAM对坡地侵蚀产沙量影响的试验研究
参考文献
第9章 农业化控节水制剂协同调控技术的理论基础及通用模式
9.1 理论基础
9.2 通用技术模式
参考文献
下篇 应用技术研究
第10章 协同调控技术在京郊苹果上的应用研究
10.1 试验方法
10.2 化控节水剂对土壤水分的影响
10.3 化控节水剂对苹果生产及生长的影响
10.4 保水剂作用下的苹果园灌溉制度分析
10.5 结论与建议
参考文献
第11章 协同调控技术在京郊桃树上的应用研究
11.1 试验方法
11.2 化控节水制剂对桃园土壤水分的影响
11.3 化控节水剂对桃树生产和品质的影响
11.4 经济效益分析
11.5 结论与建议
参考文献
第12章 协同调控技术在京郊葡萄上的应用研究
12.1 试验方法
12.2 化控节水剂的保墒效果
12.3 化控节水剂对葡萄产量和品质的影响
12.4 经济效益分析
12.5 结论与建议
参考文献
第13章 协同调控技术在京郊温室瓜菜上的应用研究
13.1 化控节水技术在温室番茄上的应用
13.2 化控节水技术在温室甜瓜上的应用
13.3 化控节水技术在温室辣椒上的应用
13.4 化控节水技术在温室西瓜上的应用
参考文献
第14章 协同调控技术在城市绿化阔叶灌木上的应用研究
14.1 试验方法
14.2 BGA对大叶黄杨耗水及生长的影响
14.3 不同光温条件下BGA对大叶黄杨生长及耗水的影响
14.4 BGA对大叶黄杨光合特性的影响
14.5 FA旱地龙对大叶黄杨光合特性的影响
14.6 结论和建议
参考文献
第15章 协同调控技术在绿化草坪上的应用研究
15.1 试验方法
15.2 化控节水剂对草地早熟禾蒸散的影响
15.3 化控节水剂对草地早熟禾生理特性的影响
15.4 化控节水剂对草地早熟禾生长的影响
15.5 化控节水剂对草坪草质量的影响
15.6 化控节水剂对小区草坪草生长及质量的影响
15.7 化控节水剂最佳施用量分析
15.8 结论与建议
参考文献

精彩书摘

产品与材料也在不断更新换代，从天然材料到人工合成材料，从低相对分子质量产品向高相对分子质量产品，从单一功能向多功能发展。美国、加拿大、日本、比利时、法国、德国、以色列等在这一领域有着较大的优势，包括保水剂、种衣剂、抗蒸腾剂和土壤调理剂，如日本的MAT，比利时的BIT、FAM和TC，美国的HU-MATE、AMI-SORB等是其中较有代表性的产品。仅1999～2000年全球新研制的农用新制剂就有近200种，超过近二十年的总和，其中美国、德国、日本三国就占到80％之多。
1.1.2 我国农业节水发展动态
1949年以来，我国农业节水发展遵循水旱并举的总体思路，在农业节水灌溉和旱作农业节水两个领域开展了一系列技术创新与应用，取得了举世瞩目的成就。近二_卜年来，特别是“九五”期间，我国在大中型灌区节水改造，节水灌溉与旱作节水示范，农业节水前沿与关键技术研究，农业节水关键设备与重大产品研发及产业化等方面取得了较大进展。“十五”期间，在科技部组织的节水农业重大专项中建设了15个不同类型的现代节水农业技术示范区，把农业节水技术体系集成与示范推进到了新的水平。根据我国国情，我国科技工作者在继承传统农业精华的基础上，创造性地建立了中国特色的农业节水技术体系，形成了自己的优势和特色。但由于与农业节水有关的材料科学、制造技术、信息技术及生物技术等现代科学技术的落后，我国在农业节水高技术领域尚缺乏有说服力和竞争力的重大突破。同样，在应用技术领域，由于技术的发展没有很好兼顾区域特点和标准化，已有的技术难以进行整体配套，技术效益不仅难以发挥，而且极不稳定。
在节水灌溉技术与产品研发方面，我国自行研制的各种喷灌机具、微灌设备、滴灌和渠道防渗材料等，已广泛应用于生产。在喷灌方面改进和开发出一批新型的灌溉设备，包括外混式自吸泵、高强度喷灌用铝合金管材、具有自泄功能的高密封性新型金属快速接头、调压给水栓及节能低造价的恒压灌溉设备。喷灌设备的系列化、标准化更加完善，大中小型喷灌机组已形成系列，管材、管件配套齐全，各种形式喷灌系统的设计、施工、运行管理日臻完善，已形成了整套比较成熟的技术。微灌设备研制成绩显著，研制、改进和开发出射程远、雾化好的折射式和耐久性能高的旋转式微喷头，稳压性能好的压力一流量调节器，密封性高的微喷连接件，水动式施肥泵，水动反冲洗沙过滤器，平面迷宫式滴头，毛管移动机具，地下滴灌专用滴头，经济型内镶式滴灌带，一次性滴灌带；形成了灌水器、管材与管件、净化过滤设备、施肥设备、控制阀及安全阀五大类设备产品系列，配套比较齐全，品种规格较多。
……

前言/序言

　　化控节水技术是利用化学物质调控土壤和作物水分状况，来达到抑制土壤蒸发、防止渗漏、减少植物奢侈蒸腾、增产调质的目的，进而实现水分高效利用的一种新型节水技术。与其他节水技术相比，其具有操作简便、投资少、见效快等优点，是一种适宜于北方干旱地区节水、增产、调质型农业的综合技术。在科研部门和生产企业的共同努力下，目前化控节水技术产品的生产工艺基本成熟，应用试验研究不断深入，在粮食作物、经济作物、花卉蔬菜、果树苗木等多种作物上得到了应用。但我国农业化控节水技术领域的研究起步较晚，总体而言，目前还处于摸索阶段，应用性试验较多，系统机理性研究缺乏；短期探索试验较多，长期应用型试验研究缺乏；单一技术研究较多，综合集成技术和综合配套成型技术研究甚少，相应的作物灌溉制度研究亦缺乏。为此，作者在北京市世界银行节水项目节水灌溉专题“京郊主要果蔬农业化控节水集成技术的试验研究与示范推广”（项目编号：BJOOS02-002）、北京市“九五”重大科技攻关项目“北京市现代化节水型农业研究与示范”（项目编号：952360100）、北京市“九五”重大项目“北京市现代化农村高效用水技术研究与-示范”（项目编号：Ho10710240113）、国家“63”重大专项“北方半干旱都市绿地灌溉区节水综合技术体系集成与示范”（项目编号：2002AA224281-06）、内蒙古科技攻关计划“风沙区草场生态整治水利综合技术示范与推广”及北京市水利局项目“非工程抗旱节水试验研究”等项目的资助下，围绕土壤保水剂、植物抗蒸腾剂、土壤结构改良剂三种目前国内外常用化控节水剂，从2000年开始，开展了包括“京郊山区果园典型蓄水保墒技术试验研究”、“有机栽培条件下水肥环境对盆栽番茄生长影响的试验研究”、“植物抗蒸腾剂对叶片气孔行为及水分利用效率的影响”、“保水剂吸水特征机理及其对土壤水分运动过程的影响”、“PAM对坡地水分入渗及土壤流失影响的研究”、“京郊地区果树化学抗旱节水集成技术模式研究”、“典型生化制剂在果园中的应用试验研究”、“FA旱地龙对作物水分生理及生长特性影响效应的试验研究”、“大叶黄杨水分利用效率模型及两种抗旱剂的节水效应研究”、“土壤水分及抗旱剂对草地早熟禾蒸散与生长发育影响的研究”、“典型化控节水制剂节水机理及其集成应用研究”等10余项与农业化控节水原理及其协同调控技术模式有关内容的系统研究。

《智慧水务：现代农业水资源管理新篇章》 内容简介： 随着全球气候变化日益加剧，水资源短缺已成为制约农业可持续发展的严峻挑战。本书《智慧水务：现代农业水资源管理新篇章》深入探讨了如何运用前沿科技和创新理念，构建高效、精准、可持续的现代农业水资源管理体系。不同于单纯的技术原理介绍，本书聚焦于智慧化、集成化、系统化的水务解决方案，旨在为农业生产者、管理者和决策者提供一套全新的视角和实践指南。 第一章 智慧水务的时代背景与发展趋势 本章首先勾勒出当前全球水资源面临的严峻形势，强调农业作为用水大户，其水资源管理的紧迫性和重要性。我们将从宏观层面分析气候变化、人口增长、经济发展对水资源供需关系的影响，并阐述传统水资源管理模式的局限性。在此基础上，本书将引入“智慧水务”的概念，阐述其核心内涵——即利用物联网、大数据、人工智能、云计算等现代信息技术，实现对水资源从采集、输送、分配、使用到回用的全生命周期智能化监测、诊断、预测和调控。我们将详细介绍智慧水务在农业领域的应用前景，包括提升用水效率、优化灌溉策略、减少水体污染、增强抗灾减灾能力等，为读者建立起对智慧水务体系的初步认知。 第二章 物联网与农业水文监测网络构建 本章将聚焦于智慧水务体系的“感知层”。我们将详细介绍物联网技术在农业水文监测中的关键作用。内容包括： 传感器技术： 深入探讨各类先进传感器的原理、性能和应用场景，如土壤湿度传感器、雨量传感器、水位传感器、水质传感器（pH值、电导率、溶解氧、浊度等）、气象传感器（温度、湿度、风速、光照强度）等。我们将分析不同传感器类型在不同土壤类型、不同作物生长阶段、不同地理环境下的适用性。 无线通信技术： 介绍LoRa、NB-IoT、Zigbee、4G/5G等物联网通信技术在农业环境下的部署与应用。我们将分析这些技术在数据传输的稳定性、功耗、覆盖范围、成本等方面的优劣，以及如何根据实际需求选择最优通信方案。 数据采集与传输： 阐述如何通过物联网网关、数据采集终端等设备，将传感器采集到的海量数据进行汇聚、预处理，并通过无线网络传输至云平台。我们将探讨数据采集的频率、采样策略、数据打包与加密等关键环节。 监测网络设计与部署： 提供一套系统性的监测网络设计思路，包括如何根据农田规模、地形地貌、灌溉系统类型、作物分布等因素，合理规划传感器布局、密度和位置，构建覆盖全面、信息准确的农业水文监测网络。我们将模拟实际部署场景，讲解如何进行现场勘测、设备安装与调试。 第三章 大数据分析与农业用水行为洞察 本章将深入挖掘智慧水务体系中的“数据层”。我们将重点阐述如何利用大数据分析技术，从海量的监测数据中提取有价值的信息，实现对农业用水行为的深度洞察： 数据清洗与预处理： 介绍常用的数据清洗技术，包括异常值检测、缺失值填充、数据去重等，确保数据的准确性和可靠性，为后续分析奠定基础。 统计分析方法： 讲解如何运用描述性统计、推断性统计等方法，对农业用水量、灌溉频率、水分亏缺、土壤持水量等关键指标进行分析，揭示用水规律和趋势。 机器学习模型： 深入探讨各种机器学习算法在农业用水预测中的应用，如： 回归模型（线性回归、多项式回归、支持向量回归SVR）： 用于预测作物需水量、土壤水分变化等。 时间序列分析模型（ARIMA、LSTM）： 用于分析历史用水数据，预测未来的用水需求。 分类模型（决策树、随机森林、支持向量机SVM）： 用于识别不同作物、不同生长阶段的最佳灌溉阈值，或预测灌溉效果。 空间数据分析： 结合GIS技术，分析不同区域、不同地块的用水差异，识别高耗水区域和用水效率低下的区域，为精准管理提供空间依据。 用水行为模式识别： 通过数据挖掘技术，识别不同农户、不同类型农田的用水行为模式，为制定个性化的用水指导和管理策略提供依据。 第四章 人工智能驱动的智能灌溉决策 本章将聚焦于智慧水务体系的“决策层”，重点阐述人工智能如何在农业灌溉中发挥核心驱动作用： 作物生长模型与需水模型： 介绍如何利用人工智能算法，结合气象数据、土壤水分数据、作物长势数据（遥感影像、无人机数据等），构建精准的作物生长模型和需水模型。我们将分析不同作物在不同生长阶段对水分的需求规律。 智能灌溉决策支持系统： 讲解如何将作物需水模型、天气预报、土壤水分监测数据等信息集成到人工智能决策系统中，自动生成最优的灌溉计划。这包括： 何时灌溉： 基于土壤水分阈值和作物需水预测，确定最佳灌溉启动时间。 灌溉多少： 根据作物需水量和土壤持水量，精确计算灌溉水量，避免过度或不足灌溉。 灌溉方式： 结合灌溉系统类型（滴灌、喷灌、漫灌等）和作物生长需求，推荐最优的灌溉方式。 自适应与实时优化： 阐述人工智能系统如何能够根据实时监测到的环境变化（如突发降雨、温度骤升等）和作物生长状况，动态调整灌溉计划，实现灌溉策略的自适应与实时优化。 节水潜力评估与优化： 通过对智能灌溉决策过程的分析，量化评估节水效果，并根据实际运行情况，持续优化算法和模型，进一步提升节水效率。 第五章 集成化智慧水务平台建设与应用 本章将从系统化和集成化的角度，探讨如何构建一个完整的智慧水务平台，实现各环节的协同运作： 平台架构设计： 介绍智慧水务平台的整体架构，包括数据采集层、数据存储层、数据处理与分析层、应用服务层和用户接口层。我们将探讨不同模块之间的关系和数据流转。 多源异构数据融合： 讲解如何整合来自物联网传感器、气象站、卫星遥感、农户反馈、农业管理系统等不同来源、不同类型的数据，构建统一的数据仓库。 可视化展示与人机交互： 强调可视化技术在智慧水务平台中的重要性，如GIS地图展示、数据图表分析、预警信息推送等。我们将介绍如何设计直观易懂的用户界面，方便农户、管理者和决策者进行操作和信息获取。 应用场景拓展： 除了智能灌溉，还将拓展智慧水务平台的其他应用场景，如： 水质监测与预警： 实时监测灌溉用水和地表水的水质，及时发现污染，并发出预警。 灌溉设施故障诊断与维护： 通过传感器数据分析，提前发现灌溉管道堵塞、水泵故障等问题，并指导维护。 用水效率评估与农场管理优化： 综合分析用水数据与作物产量、经济效益等，为农场整体管理优化提供决策支持。 水权管理与配水优化： 在区域或社区层面，利用平台数据实现更公平、更高效的水权分配和调配。 平台安全与隐私保护： 强调数据安全和用户隐私保护的重要性，探讨在平台建设中应采取的技术和管理措施。 第六章 智慧水务的社会经济效益与未来展望 本章将从更广阔的视角，审视智慧水务在农业领域的应用价值，并展望其未来发展方向： 显著的节水效益： 量化分析智慧水务技术在提高灌溉效率、减少跑冒滴漏、优化用水结构等方面所带来的节水潜力，以及对缓解区域水资源压力的贡献。 提升作物产量与品质： 阐述精准的水分管理如何促进作物健康生长，提高产量，改善品质，增加农民收入。 降低农业生产成本： 分析智能灌溉如何减少人工劳动、降低能源消耗（如水泵运行时间），从而降低农业生产成本。 促进农业可持续发展： 强调智慧水务在保护水资源、改善土壤健康、减少农药化肥流失（与合理灌溉相关）等方面的重要作用，为农业的可持续发展提供技术支撑。 政策支持与推广策略： 探讨政府在推广智慧水务技术、提供政策支持、完善基础设施、开展技术培训等方面的作用，加速技术的普及应用。 面临的挑战与解决方案： 分析智慧水务技术在推广过程中可能遇到的挑战，如技术成本、农民接受度、数据标准化、人才缺乏等，并提出相应的解决方案。 未来发展趋势： 展望智慧水务技术在人工智能、区块链、数字孪生等前沿技术的驱动下，将如何进一步发展，实现更智能、更精准、更全面的农业水资源管理。 本书旨在打破传统技术理论的束缚，以解决实际农业水资源管理难题为导向，通过对物联网、大数据、人工智能等先进技术的集成应用，构建一个看得见、摸得着、用得好的智慧水务体系。本书内容丰富，理论与实践相结合，希望能为所有关注农业水资源可持续发展的读者提供深刻的启发和实用的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的开篇就给我一种扑面而来的学术气息，从最基础的土壤物理化学性质讲起，深入剖析了水分在土壤中的传输机制，特别是对于不同质地土壤的保水特性，作者真是下足了功夫。我记得有一章专门讲了毛细管力和势能对水分移动的影响，那种严谨的推导过程，让我这个非科班出身的读者也忍不住停下来仔细揣摩。它不仅仅是停留在理论层面，更结合了大量的田间试验数据来印证这些原理。比如，如何通过调整土壤耕作方式来优化土壤结构，从而提高土壤的持水能力，这些实操性的建议非常宝贵。读完前几章，我感觉自己对“水”在农业中的角色有了全新的认识，不再是简单的浇灌，而是一个复杂的物理化学过程的综合体现。作者的叙述逻辑清晰，结构严密，使得即便是晦涩的物理概念也能被娓娓道来，非常适合想打下坚实理论基础的同行或学生。

评分☆☆☆☆☆

这本书的后半部分，简直就是一本实用的“节水工具箱”。我尤其欣赏作者对现代灌溉技术——特别是微灌和滴灌系统的设计与优化所投入的笔墨。它详尽地介绍了滴头的设计原理、管网布局的优化算法，甚至还涉及到了水肥一体化的精确配比方案。我手头正好有一个正在规划的果园项目，书中关于不同作物需水模型构建的部分对我启发极大。它没有给出千篇一律的答案，而是教你如何根据当地的气候、作物品种和生长阶段，建立一套动态的需水预测模型。这一点非常关键，因为农业的复杂性就在于其变数太多。书里还穿插了大量的案例分析，展示了如何通过智能传感器和自动化控制系统，将灌溉精度提高到极致，真正实现了“按需供水”，这种前沿技术的结合应用，让我对未来农业的智能化发展充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

从装帧和排版上看，这本书也体现了出版方的专业性。图表质量非常高，许多关键的流程图和设备剖面图都清晰锐利，对于理解复杂系统运作至关重要。更值得称赞的是它的行文风格，虽然主题严肃，但作者的语言却保持了一种克制的激情，让人在阅读枯燥的参数和数据时，依然能感受到他对推动农业可持续发展的那份热忱。我发现自己经常会因为一个精妙的总结性论述而感到豁然开朗。例如，在总结不同节水技术经济效益对比时，作者巧妙地运用了成本效益分析的框架，帮助读者权衡技术推广中的现实考量。这本书无疑是一部集大成之作，它不仅传授知识，更重要的是塑造了一种科学、高效、负责任的水资源利用观，对于任何从事现代农业的人来说，都是案头必备的参考书。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚拿到这本书时，我还有点担心它会过于偏重某一个地域或某一种作物。但阅读下来，我发现作者的视野非常开阔。它跨越了从旱作农业到水浇地、从温室大棚到露天田块的多种场景，对比分析了不同环境下的节水策略的适用性和局限性。比如，在西北干旱地区，书中详细讨论了地膜覆盖技术对土壤水分蒸发的抑制效果，并给出了不同地膜材料的耐久性和降解速率对比。而在季风气候区，重点则放在了雨季水资源的高效利用和雨洪管理上。这种“一书多用”的设计，使得这本书的受众范围非常广。它不仅仅是给研究人员看的理论专著，更是给广大一线农艺师和技术推广人员提供决策支持的宝贵参考资料，内容涵盖面之广令人印象深刻。

评分☆☆☆☆☆

这本书在数据处理和模型应用方面的深度，是市面上很多同类书籍无法比拟的。它没有停留在传统的经验判断上，而是大量引用了遥感技术、GIS空间分析以及水文模拟模型在节水管理中的应用。我特别关注了其中关于蒸散量估算章节，作者详细对比了Penman-Monteith等经典公式的优劣，并结合了最新的气象卫星数据接口，展示了如何进行大尺度的区域水分平衡监测。这对于宏观的农业水资源规划管理至关重要。更难得的是，书中附带的许多公式和算法都有清晰的步骤说明，即便是对复杂的数学模型感到畏惧的读者，也能逐步理解其背后的逻辑。它成功地架起了一座连接基础理论与前沿信息技术的桥梁，让节水技术不再是孤立的农学概念。