對(duì)水質(zhì)不能完全滿足灌溉水質(zhì)要求的水源，將劣質(zhì)水（主要是城鎮(zhèn)生活污水和微咸水）資源化后用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)灌溉，稱為劣質(zhì)水安全灌溉。使用劣質(zhì)水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，是解決農(nóng)業(yè)灌溉水源不足的一項(xiàng)重要而有效的措施，是一種“開源”型節(jié)水灌溉方法。

污水成分復(fù)雜，雖含有有毒有害物質(zhì)，但也含有作物需要的營養(yǎng)元素。美國、日本和以色列等國家的實(shí)踐證明，經(jīng)過適當(dāng)處理的生活污水和有機(jī)工業(yè)廢水灌溉農(nóng)田，可以變廢水為良好水源，還可以提高土壤肥力，既為污水處理提供了一條解決途徑，又緩解了水資原的供需矛盾但若長期將大量未經(jīng)預(yù)處理的超標(biāo)污水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，則會(huì)導(dǎo)致土壤有毒有審物質(zhì)積累，土壤遭受污染;地表水和地下水富營養(yǎng)化，水環(huán)境遭受污染;在有的地區(qū)則嚴(yán)重威脅人類健康。我國自1958年開始有計(jì)劃地進(jìn)行污水灌溉試驗(yàn)研究，在污水灌溉機(jī)理、相應(yīng)的作物灌溉制度田間利用工程規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理方式等方面進(jìn)行了大量的研究。已初步掌握了污水灌溉的機(jī)理，污水灌溉技術(shù)體系已初步形成，對(duì)污水灌溉的負(fù)效應(yīng)也有了一系列的防治措施。目前在我國比較成熟的做法是，在污灌區(qū)根據(jù)污灌水質(zhì)狀況，推行簡便易行、經(jīng)濟(jì)可靠的污水預(yù)處理技術(shù)。
我國有非常豐富的咸水資源。咸水是否適宜灌溉，主要取決于咸水中鹽分的含量及成分，還與氣候、土壤特性、作物品種和種類、灌水方法、灌水時(shí)間和耕作措施有關(guān)。不當(dāng)?shù)南趟喔?，?huì)導(dǎo)致土壤次生鹽堿化并對(duì)環(huán)境帶來嚴(yán)重危害。雖然不同地區(qū)土壤對(duì)不同礦化度咸水的適應(yīng)性不同，不同作物的耐鹽能力不同，但用于灌溉的咸水礦化度最好<5g/L。

2.調(diào)虧灌溉技術(shù)

根據(jù)作物的遺傳和生物學(xué)特性，在生育期內(nèi)的某些階段，人為地造成一定程度的水分脅迫(虧缺)，調(diào)整光合產(chǎn)物向不同組織器官的分配，控制作物生長狀態(tài)，促進(jìn)生殖生長的灌既措施，稱為調(diào)虧灌溉。

調(diào)虧灌既不同于充分灌溉，調(diào)虧灌溉不僅存在水分虧缺，更重要的是對(duì)作物生長最佳水分狀態(tài)的不同理解。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，供水充足、作物生長旺盛和單位面積產(chǎn)量高，則認(rèn)為作物處于最佳水分狀態(tài)。而調(diào)虧灌溉研究表明，在作物生長的某一階段進(jìn)行調(diào)虧處理，不僅不會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)甚至還可能增加產(chǎn)量。

調(diào)虧灌溉也不同于非充分灌溉。非充分灌溉實(shí)際上解決的是有限水量在作物生育期的最優(yōu)分配或有限水量在某地區(qū)的最優(yōu)分配，其尋求的是總體經(jīng)濟(jì)效益最大的灌溉方法。而調(diào)虧灌溉則是從作物的生理角度出發(fā)，根據(jù)作物對(duì)水分虧缺的反應(yīng)，人為主動(dòng)施加一定程度的水分脅迫，以影響作物的生理生化過程，對(duì)作物進(jìn)行抗旱鍛煉，提高作物的后期抗旱能力，即通過作物自身的變化實(shí)現(xiàn)高水分利用效率。

調(diào)虧灌溉的研究對(duì)象主要為果樹，對(duì)糧食、蔬菜和瓜類等經(jīng)濟(jì)作物很少涉及。目前，調(diào)虧灌溉的節(jié)水增產(chǎn)機(jī)理已經(jīng)闡明，其研究內(nèi)容集中在調(diào)虧灌溉對(duì)作物生態(tài)和產(chǎn)量的影響，對(duì)水分利用效率的效應(yīng)，對(duì)作物品質(zhì)的影響以及調(diào)虧灌溉綜合實(shí)施技術(shù)的研究。

3.非充分灌溉技術(shù)

為了獲得總體效益最佳而采取的不充分滿足作物需水要求的灌溉模式稱為非充分灌溉。非充分灌溉是不同于充分灌溉的一種特殊的灌溉制度。根據(jù)節(jié)水灌溉的定義，只要是依據(jù)作物需水規(guī)律和當(dāng)?shù)毓┧畻l件，高效利用降水和灌溉水，取得農(nóng)業(yè)最佳經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的綜合措施稱為節(jié)水灌溉，因而節(jié)水灌溉既可以是充分的，也可以是非充分的。
非充分灌溉是在水資源不足的條件下，依據(jù)水量和作物產(chǎn)量之間的關(guān)系，人為在作物需水的非關(guān)鍵期不供水或少供水，把節(jié)省下來的水用于其他作物關(guān)鍵期灌水，或滿足經(jīng)濟(jì)價(jià)值比較高的作物需水要求，實(shí)現(xiàn)作物產(chǎn)出和水量投入比最高的配水方法。作物灌關(guān)鍵水技術(shù)，也屬于非充分灌溉技術(shù)的范疇。
作物水產(chǎn)關(guān)系是非充分灌溉的核心研究內(nèi)容，即明確在作物生長期內(nèi)的投入水量和作物產(chǎn)量的定量關(guān)系。通過建立作物水產(chǎn)關(guān)系定量模型，結(jié)合系統(tǒng)工程學(xué)中優(yōu)化理論方法，最后計(jì)算出最佳作物產(chǎn)量或產(chǎn)值下的最優(yōu)配水方案記。

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