Nord-Kina-sletten er et viktig -kornproduksjonsområde i Kina, med et dobbeltavlingssystem for sommermais- som den viktigste plantemodellen. I denne regionen står hvete og mais for henholdsvis omtrent 75 % og 35 % av den nasjonale produksjonen. Å fremme kontinuerlig økning i hvete- og maisavlinger i dette området er av stor betydning for å sikre nasjonal matsikkerhet og øke bøndenes inntekter. Nord-Kina-sletten står imidlertid overfor en mangel på vannressurser, spesielt de siste årene, ettersom virkningen av klimaendringer har forverret motsetningen mellom vannmangel og den økende etterspørselen etter matproduksjon, noe som gjør den til den primære begrensende faktoren for bærekraftig utvikling av høsthvete-sommermaissystemet. Derfor har maksimering av vannbrukseffektivitet (WUE) og samtidig sikre høye avlinger lenge vært en av de viktigste utfordringene for høsthvete-sommermaissystemet på Nord-Kina-sletten.
De siste årene har forskere utført omfattende studier fra perspektiver som vannsparende-irrigasjonsteknologi. Denne innsatsen har ført til en rekke prestasjoner som til en viss grad har forbedret vannbrukseffektiviteten til høsthvete-sommermaissystemet på Nord-Kina-sletten.
1. Vinterhvete-Beskjæringssystem for sommermais Vannbruksstatus
Nord-Kina-sletten ligger i en semi-tørr og semi-fuktig klimasone. På grunn av påvirkningen fra et kontinentalt monsunklima er vannressurser relativt knappe, noe som gjør det til en av regionene i Kina som står overfor det mest betydelige presset når det gjelder vannforsyning og etterspørsel. Den gjennomsnittlige årlige nedbøren i regionen er 554 mm, mens den gjennomsnittlige årlige fordampningen er omtrent 1550 mm. Nedbøren er ujevnt fordelt gjennom året og varierer betydelig. Spesielt de siste årene har globale klimaendringer ført til stigende temperaturer, mens nedbøren har avtatt år for år. Data fra 1983 til 2013 viser at regionens temperatur har vært på en stigende trend (0,20 grader per tiår), mens nedbør generelt har gått ned (–1,75 mm per tiår).
I tillegg er grunnvannsressursene i Nord-Kina-sletten også utilstrekkelige. I følge undersøkelser er det naturlige grunnvannsvolumet i regionen 2.274 × 10^10 m³ per år. Tilgjengelige uttaksvolumer for grunt og dypt grunnvann er henholdsvis 1,683 × 10^10 m³ og 2,42 × 10^9 m³ per år. Dybden av dypt grunnvann under havnivå strekker seg nå over 76 700 km², omtrent halvparten av sletteområdet. Siden 1970-tallet, med den store-implementeringen av saltvann-alkaliske landforbedringsprosjekter og landbruksvannbevaringsprosjekter, har grunnvannsutvinningen for landbruksvanning økt kraftig, og står for 79 % av den totale grunnvannsutvinningen.
På grunn av langsiktig-utvinning av grunnvann for vanning har grunnvannsnivået falt raskt, med en årlig nedgang på 0,5 til 1,0 meter, noe som har ført til alvorlig landsynking og overflatesprekker. Arealet og volumet til grunnvannstrakten har gradvis utvidet og utdypet, og presenterer en kompleks og sammenhengende trend. Det totale arealet av trakten økte fra 9 700 hektar i 2005 til 14 000 hektar i 2019. Nord-Kina-sletten har blitt den største "grunnvannstrakten" i verden og et av de mest sårbare vannmiljøene.
For tiden er den viktigste avlingsrotasjonsmetoden på Nord-Kina-sletten det dobbelte høstingssystemet for vinterhvete-sommermais, med det dyrkede arealet som overstiger 80 % av den totale dyrkbare jorden. Det store avviket mellom vannbehovet til høsthvete og sommermais og den naturlige nedbøren, sammen med den ujevne nedbørfordelingen gjennom sesongene, er de primære årsakene til lav effektivitet i regnvannsutnyttelsen og overforbruket av grunnvann i dette systemet. Den årlige nedbøren på Nord-Kina-sletten er rundt 500 til 800 mm, mens vannforbruket til vinterhvete-sommermaissystemet er omtrent 870 mm hvert år. Dessuten skjer det meste av nedbøren mellom juni og august (i sommermaissesongen), med bare 20% til 30% av nedbøren (174 til 261 mm) som faller i løpet av vinterhvetesesongen. Vannforbruket i hvetesesongen overstiger imidlertid 450 mm hvert år, og naturlig nedbør alene kan ikke oppfylle vekstkravene. Vanning for høsthvete er hovedsakelig avhengig av utvinning av grunnvann, som utgjør rundt 70 % av det totale vanningsvannet i Nord-Kina-sletten. Nyere rapporter tyder på at vanning to ganger i løpet av hvetesesongen (med 75 mm per vanning) kan oppnå høyere vannproduktivitet, og potensielt lindre mangel på vanningsvann.
I tillegg til knappheten på grunnvannsressurser, har utdaterte vanningsmetoder og feil vannforvaltning også ført til alvorlig vannsvinn, noe som reduserer effektiviteten av vannbruken. I 2021 var den effektive utnyttelseskoeffisienten for vanningsvann i Kinas jordbruksland 0,568, noe som betyr at omtrent 2/5 av vannet ikke ble fullt utnyttet av avlinger. Dette er fortsatt bak området 0,7 til 0,8 i vann-effektive utviklede land. Vannbrukseffektiviteten for hvete, mais og ris er henholdsvis 1,19, 2,04 og 0,80 kg/m³, som bare er 96 %, 70 % og 57 % av det i USA. I mellomtiden utgjør landbruksvannbruken i Kina 62,3 % av det totale vannforbruket, mens i utviklede land er denne andelen typisk under 50 %. Totalt sett forblir den nåværende situasjonen i Nord-Kina-sletten, hvor vannressursene er utilstrekkelige, men etterspørselen etter vann er høy, uendret.
Selv om South-to-North Water Diversion-prosjektet og håndtering av grunnvannsover-utvinning til en viss grad har bremset nedgangen i grunnvannsnivået, med grunt grunnvann som øker med 3,24 milliarder kubikkmeter i regionen, har dypt grunnvann fortsatt redusert med 1,53 milliarder kubikkmeter. Derfor, under den kombinerte virkningen av stigende temperaturer, avtagende nedbør, pågående mangel på dypt grunnvann og økende avkastningskrav, fortsetter Nord-Kina-sletten å møte alvorlige utfordringer når det gjelder vannressurser og bruk av landbruksvann.
nær Shijiazhuang, Hebei-provinsen
2. Forskningsresultater om effektiv vannbruk i vinterhvete-Sommermaisavskjæringssystem
Fra midten av-til-slutten av 1900-tallet har mange innenlandske forskere utforsket tilnærminger for effektiv-vannbruk året rundt i vinterhvete-sommermaissystemet, med fokus på vann-sparende vanningsteknologier, innovasjoner innen vanningssystemer{6} og oppdrett av alternative vannplanter{6}. tørke-bestandig, vann-sparende avlingsvarianter. Denne innsatsen har gitt en rekke representative resultater som til en viss grad har forbedret vannbrukseffektiviteten i regionen.
2.1 Vann-Sparer vanningsteknologi for vinterhvete-Sommermais
Under forhold med begrensede vannressurser er effektiv håndtering av vanningsvann en av hovedstrategiene for å håndtere vannmangel. Studier har vist at for et gitt område med vannet land er vannbruken primært påvirket av vanningsteknologi, vannforbruksstruktur og planteskala i Nord-Kina-regionen. Nyere forskning har vist at raskt utviklende-vannbesparende vanningsteknikker, som vekslende våt og tørr vanning, underskuddsvanning, restriktiv vanning og dryppvanning, kan redusere vanningsvolumet samtidig som det forbedrer vannbrukseffektiviteten (tabell 1). Forskning tyder på at moderat vanning kan bidra til å redusere vannforbruket under hele vekstperioden for hvete, og dermed øke effektiviteten av vannbruken.
■ Optimal vanning for høy avkastning og vanneffektivitet i vinterhvete:
Den optimale vanningsmengden for høy avling og høy vannforbrukseffektivitet gjennom hele vekstperioden for høsthvete er 101,8 mm. Ved å bruke en -vanningsmetode på forespørsel opprettholder du ikke bare høye utbyttefordeler, men sparer også 20–32 % av vanningsvannet.
■ Vanning basert på ulike vekststadier av hvete:
I fuge- og blomstringsstadiet er vanning basert på jordas relative fuktighetsinnhold i jordlaget på 0–40 cm, med sikte på 65 % relativ jordfuktighet, et effektivt tiltak for å oppnå både høy avling og vannbevaring.
■ Rollen til dryppvanning for å øke vanneffektiviteten
Nye-vannbesparende vanningsteknikker, som dryppvanning og mikro-sprinklervanning, har gradvis blitt brukt i produksjonen av høsthvete i Nord-Kina-sletten de siste årene. Dryppvanning tillater presis kontroll av vanningsmengden, gir vann på en rettidig og kvantifisert måte, som kreves av avlingsvekst, og leverer vann nær avlingens rotsystem. Dette muliggjør kontinuerlig vannabsorpsjon av røttene, og forbedrer avlingene og effektiviteten av vannforbruket betydelig, samtidig som ineffektivt vannforbruk, som avrenning, reduseres.
Eksperimenter som sammenligner ulike vanningsmåter for hvete har vist at sammenlignet med vanning av furer, reduserte dryppvanning vannforbruket med 29 %, mens det økte utbyttet med 37 % og forbedret vannbrukseffektiviteten med 92,2 %, noe som viser klare økonomiske fordeler. Et 15-årig underjordisk dryppvanningseksperiment utført av US Water Management Research Laboratory viste at under underjordisk dryppvanning (SDI) ble utbyttet og vannbrukseffektiviteten til avlinger som sukkermais betydelig forbedret.
Forskning utført av Yang Mingda fant at sammenlignet med dryppvanning på overflaten, økte avlingen av høsthvete med omtrent 5,8 %–12,5 % ved bruk av underjordisk dryppvanning under vannmangel med omtrent 3,4 %–19,9 %. Vanningsvolumet ble redusert med 7,0 %–13,9 % for hvete og 1,6 %–11,4 % for mais, mens vannbrukseffektiviteten ble forbedret med 4,9 %–8,6 %. Dryppvanning under overflaten reduserte også effektivt overflatefordampning og forbedret vanningsuniformitet, noe som gir både vannsparing og økt utbytte{{13}. Dryppvanningsteknologi har blitt raskt utviklet og mye brukt i land og regioner som Israel og andre land i Midtøsten. Den har også vært i bruk i mange år i Kinas nordvestlige og nordøstlige regioner, og har oppnådd gode økonomiske og økologiske fordeler, spesielt i avlinger som bomull. Dette gir verdifull referanse for å utforske fremtidige vanningsmodeller i Nord-Kina-sletten.
Dryppvanningstape av-kvalitet slår billigere alternativer på flere viktige områder. Disse forskjellene påvirker direkte fortjenesten din. La oss undersøke de viktigste forskjellene:
☆ Materialintegritet
☆ Emitter-teknologi
☆ Vanningsuniformitet
☆ Samlet produksjonspresisjon
1. Grunnlaget: Materiale og holdbarhet
Den fysiske sammensetningen av drypptape avgjør hvor godt den yter og hvor lenge den varer i feltene dine.
2. Virgin vs. resirkulert harpiks
Topp-kvalitets drypptape bruker 100 % virgin polyetylen. Dette gir deg maksimal styrke til å håndtere press. Det gir også fleksibilitet for enkelt oppsett og bedre motstand mot UV-skader og gårdskjemikalier.
Billig tape inneholder ofte resirkulerte materialer eller fyllstoffer. Dette skaper et sprøtt produkt som sprekker i solen. Den har også svake punkter som forårsaker lekkasjer.
3. Ensartet veggtykkelse
Presisjonsproduksjon skaper konsistent veggtykkelse gjennom hele tapelengden. Enten det er 6, 8 eller 15 mil, denne jevnheten forhindrer svake punkter.
Tape av lav-kvalitet har tykkelsesvariasjoner. Disse tynne områdene sprekker under normalt trykk eller knekker under installasjon og fjerning. Vår erfaring er at felt som bruker tape av dårlig-kvalitet med ujevne vegger, får 30–40 % flere linjeskift i løpet av sesongen.
4. Emitter og enhetlighet
Emitteren er den viktigste delen. Den styrer hvor effektivt hele vanningssystemet ditt er.
Tilstoppingsmotstand:Kvalitetsutsendere motstår tresko gjennom smart design. De har en konstruert turbulent strømningsbane-en lang, kompleks kanal innebygd i emitteren. Denne designen skaper vannturbulens som skrubber bort sediment, alger og andre små partikler.
Billige emittere bruker enkle, korte strømningsveier med liten beskyttelse. De tetter seg lett. Dette fører til tørre flekker i åkeren og bortkastet tid på å fjerne blokkeringer.
Utslippsuniformitet (EU): Emission Uniformity (EU) måler hvor jevnt vann strømmer fra hver emitter langs en linje. Drypptape av høy-kvalitet oppnår over 95 % EU.
Med riktig pleie varer tykk-tape av høy-kvalitet i 2-5 sesonger pålitelig. Billig tape må nesten alltid skiftes ut etter en sesong. Denne påliteligheten for flere-sesonger kommer fra overlegne materialer og nøyaktig konstruksjon. For eksempel produsenter som fokuserer på materialer av høy kvalitet, somKina Flat Emitter drypptape Produsenter Leverandører Factory -- SINOAH, designe produktene sine for denne typen-pålitelighet for flere sesonger og konsistent ytelse.
■ Mikro-sprinklervanning:
Mikro-sprinklervanning, utviklet fra sprinkler- og dryppvanningsteknologier, er en ny vanningsmetode som bruker mikro-sprinklerbelter for å sprøyte vann jevnt over feltet. Det er enkelt, kostnadseffektivt-og effektivt. Forskning av Zhang Yinghua et al. viste at mikro-sprinklervanning under sammenføynings- og blomstringsstadiene av hvete, med nøyaktig -behovsvanning, forbedret utbyttet med 5,3 %–18,9 % og vannbrukseffektiviteten med 5,3 %–27,8 %, med jevne vannfordelingskoeffisienter fra 897,0 % til 897,0 %. Bruken av vanningsvann ble redusert med 21,0 %–54,2 %.
Forskning av Man et al. fant også ut at bruk av mikro-sprinklere til vanning kunne endre fordelingen av jordfuktighet i laget på 0–40 cm, og bidra til å forbedre hvetens vannforbrukseffektivitet (WUE) og tørrstoffutbytte. Eksperimenter av Dong Zhiqiang et al. på mikro-sprinklervanning viste at på samme utbyttenivå hadde mikro-sprinklervanning et årlig vann-sparepotensial på 20–50 mm i normale år og 70–110 mm i tørkeår, noe som gjør den egnet for promotering i de-vannknappe områdene i Nord-Kina.
Konklusjon
Konklusjonen er at vinterhvete-avlingssystemet for sommermais på Nord-Kina-sletten står overfor betydelige vannutfordringer på grunn av begrensede ressurser og ujevn nedbør. Fremskritt innen vann-besparende vanningsteknologier, som dryppvanning og mikro-sprinklersystemer, har imidlertid vist lovende resultater når det gjelder å forbedre vannbrukseffektiviteten og opprettholde avlingsavlingen. Disse innovasjonene, sammen med optimalisert vanningspraksis, gir en bærekraftig vei fremover, og bidrar til å balansere vannsparing med behovet for økt matproduksjon i regionen. Fortsatt bruk av disse teknologiene er avgjørende for å håndtere vannmangel og sikre langsiktig-landbruksbærekraft.