农田水利（irrigation and drainage）农业增产目水利工程措施即通兴建运用各种水利工程措施调节、改善农田水状况区水利条件提高抵御灾能力促进态环境良性循环使利于农作物产 　　发展灌溉排水调节区水情改善农田水状况防治旱、涝、盐、碱灾害促进农业稳产高产综合性科技术农田水利外般称灌溉排水农田水利涉及水力、土木工程、农、土壤及水文、气象、水文质及农业经济等科其任务通工程技术措施农业水资源进行拦蓄、调控、配使用并结合农业技术措施进行改土培肥扩土利用达农业高产稳产目

　　现在的耕地土壤状况越来越糟糕，作物病害偏多、产量越来越少、品质越来越差，幸苦的劳作却换不来丰收的硕果。最主要的原因是为了追求产量，过度施用化肥农药，连续多年对土壤的透支性利用导致土壤质量下降。现在土壤主要存在以下一些问题。

　　一、土壤盐渍化
　　为提高作物产量，尤其是种植蔬菜的温室大棚内常年连续大量使用复合肥，化肥，这些低吸收利用率的肥料，导致多余盐分的积累，土壤发红、发白、发绿的现象也是司空见惯，盐类积累过多，对土壤性质及作物生长都会产生极大的影响，具体表现如下。

　　1、氮、磷、钾和大部分中微量元素的吸收效率大大降低；
　　2、钠元素的大量积累导致土壤构造变差，不利于耕作，并且透气透水性也大大降低，不利于作物的生长；
　　3、土壤中盐分的增加，还会导致渗透压的提升，因而不利于植物根系的水分吸收，故植物易脱水，甚至死亡。

　　二、重金属污染土壤
　　近些年来，由于工业的快速发展，土壤的重金属污染也日益严重，由于重金属在土壤中不易移动，且持续时间长，所以一旦土壤遭受重金属污染则很难复原。土壤的重金属污染还会使微生物的活动受到极大的限制，养分的有效性及根系对养分的吸收均会降低，进而影响作物的生长及品质。如果重金属在植物体内积累过多还会严重影响到人畜的健康。

　　三、土壤酸化
　　由于土壤中离子的平衡的打破，阳离子被作物的大量吸收，以及酸性肥量长期大量的使用，加上环境的因素，导致土壤酸化的现象越来越普遍和严重。土壤酸化导致作物根系生长困难，吸收养分的速率也会大大降低，使看在肥料上投入了很多，但用到的确实非常有限，甚至会加重土壤酸化及盐渍化的问题。在酸性土壤中一些需求量较小的微量元素和重金属元素吸收会相对较多，导致作物中毒，一些重金属离子还会析出，严重危害作物的生长。

　　四、土壤板结

　　由于土壤团粒结构被破坏，导致土壤颗粒之间的孔隙度变得越来越小，土壤也越来越紧实，加上近些年土壤中有机质的含量大幅度的降低，土壤不下水，不透气的现象也越来越普遍，严重影响的作物根系呼吸作用的进行和其正常生长发育，作物对水分养分的需求受到极大的限制，严重影响了作物的产量提高和品质的提升。

　　五、有机质的匮乏
　　有机质在土壤中保水保肥及对土壤团粒结构的保护作用是不可替代的，其缓冲作用也是极其明显的，但是近些年由于对化学肥料的过度重视和对有机肥料补充的不足，对有机肥的使用大多也是以农家肥为主，但真正腐熟好的农家肥，却是少之又少，所以土壤中有机质的含量不足的现象已是成为普遍的存在，优质腐植酸的含量更是少的可怜，严重影响了作物的品质。

　　盲目施肥破坏了土壤中的微生物生态结构，三炬生物一直在提倡根据土壤状况进行优化配方施肥，在施肥中提高微生物肥的比例，通过微生物菌群来改善土壤性状与结构，恢复土壤蓄水保肥能力。

土壤是由固体、液体和气体三类物质组成的。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统pndoZMVo一体。它们互相联系，互相制约，为作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础。
一、矿物质
土壤矿物质是岩石经过风化作用形成的不同大小的矿物颗粒(砂粒、土粒和胶粒)。土壤矿物质种类很多，化学组成复杂，它直接影响土壤的物理、化学性质，是作物养分的重要来源。
二、有机质
有机质含量的多少是衡量土壤肥力高低的一个重要标日夏养花网志，它和矿物质紧密地结合在一起。在一般耕地耕层中有机质含量只占土壤干重的0．5-2．5％，耕层以下更少，但它的作用却很大，群众常把含有机质较多的土壤称为“油土”。 土壤有机质按其分解程度分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质。腐殖质是指新鲜有机质经过微生物分解转化所形成的黑色胶体物质，一般占土壤有机质总量的85—90％以上。
腐殖质的作用主要有以下几点：
(一) 作物养分的主要来源 腐殖质既含有氮、磷、 钾、疏、钙等大量元素，还有微量元素，经微生物分解可以释放出来供作物吸收利用。
(二)增强土壤的吸水、保肥能力 腐殖质是一种有机胶体，吸水保肥能力很强，一般粘粒的吸水率为50—60％，而腐殖质的吸水率高达400-600％；保肥能力是粘粒的6一10倍，
(三)改良土壤物理性质 腐殖质是形成团粒结构的良好胶结剂，可以提高粘重土壤的疏松度和通气性，改变砂土的松散状态。同时，由于它的颜色较深，有利吸收阳光，提高土壤温度。
(四)促进土壤微生物的活动 腐殖质为微生物活动提供了丰富的养分和能量，又能调节土壤酸碱反应，因而有利微生物活动，促进土壤养分的转化。
(五)刺激作物生长发育 有机质在分解过程中产生的腐殖酸、有机酸、维生素及一些激素，对作物生育有良好的促进pndoZMVo作用，可以增强呼吸和对养分的吸收，促进细胞分裂，从而加速根系和地上部分的生长。 土壤有机质主要来源于施用的有机肥料和残留的根茬。 许多社队采用柴草垫圈、秸秆还田、割青沤肥、草田轮作、粮肥间套、扩种绿肥等措施，提高土壤有机质含量，使土壤越种越肥，产量越来越高，应当因地制宜加以推广。
三、微生物
土壤微生物的种类很多，有细菌、真菌、放线菌、藻类 和原生动物等。土壤微生物的数量也很大，l克土壤中就有几亿到几百亿个。l亩地耕层土壤中，微生物的重量有几百斤到上千斤。土壤越肥沃，微生物越多。
微生物在土壤中的主要作用如下：
(一)分解有机质 作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料，只有经过土壤微生物的作用，才能腐烂分解，释放出营养元素，供作物利用；并且形成腐殖质，改善土壤的理化性质。
(二)分解矿物质 例如磷细菌能分解出磷矿石中的磷，钾细菌能分解出钾矿石中的钾，以利作物吸收利用。
(三)固定氮素 氮气在空气的组成中占4／5，数量很大，但植物不能直接利用。土壤中有一类叫做固氮菌的微生物，能利用空气中的氮素作食物，在它们死亡和分解后，这些氮素就能被作物吸收利用。固氮菌分两种，一种是生长在豆科植物根瘤内的，叫根瘤菌，种豆能够肥田，就是因为根瘤菌的固氮作用增加了土壤里的氮素；另一类单独生活在土壤里就能固定氮气，叫自生固氮菌。另外，有些微生物在土壤中会产生有害的作用。例如反硝化细菌，能把硝酸盐还原成氮气，放到空气里去，使土壤中的氮素受到损失。 实行深耕、增施有机肥料、给过酸的土壤施石灰、合理灌溉和排水等措施，可促进土壤中有益微生物的繁殖，发挥微生物提高土壤肥力的作用。
四、土壤水分
土壤是一个疏松多孔体，其中布满着大大小小蜂窝状的孔隙。直径0．001-0．1毫米的土壤孔隙叫毛管孔隙。存在于土壤毛管孔隙中的水分能被作物直接吸收利用，同时，还能溶解和输送土壤养分。毛管水可以上下左右移动，但移动的快慢决定于土壤的松紧程度。松紧适宜，移动速度最快，过松过紧，移动速度都较慢。 降水或灌溉后，随着地面蒸发，下层水分沿着毛管迅速向地表上升，应在分墒后及时采取中耕、耙、耱等措施，使地表形成一个疏松的隔离层，切断上下层毛管的联系，防止跑墒。“锄头有水”的科学道理就在这里。土壤含水量降至黄墒以下时，毛管水运行基本停止，土 壤水分主要以气化方式向大气扩散丢失。这时进行镇压(碾地)，使地表形成略为紧实的土层，一方面可以接通已断的毛细管，使底墒借毛管作用上升；另一方面可减少大孔隙，防止水汽扩散损失，所以群众说“碾子提墒，碾子藏墒”。镇压后耱地，使耕层上再形成一个平整而略松的薄层，保墒效果更好。 五、土壤空气 土壤空气对作物种子发芽、根系发育、微生物活动及养分转化都有极大的影响。生产上应采用深耕松土、破除扳结、排水、晒田(指稻田)等措施，以改善土壤通气状况，促进作物生长发育。
世界各地的土壤类型
亚、欧大陆：亚、欧大陆是最大的大陆。山地土壤占1/3，灰化土和荒漠土分别占16%和15%，黑钙土和栗钙土占13%。地带性土壤沿纬度水平分布由北至南依pndoZMVo次为：冰沼土—灰化土—灰色森林土—黑钙土—栗钙土—棕钙土—荒漠土—高寒土—红壤—砖红壤。但在东、西两岸略有差异：大陆西岸从北而南依次为：冰沼土—灰化土—棕壤—褐土—荒漠土；大陆东岸自北而南依次为：冰沼土—灰化土—棕壤—红、黄壤—砖红壤。在灰化土和棕壤带中分布有沼泽土。半荒漠和荒漠土壤中分布着盐渍土。在印度德干高原上分布着变性土。
美洲：北美洲灰化土较多，约占23%。由于西部科迪勒拉山系呈南北走向伸延，从而加深了水热条件的东西差异，因此，北美洲西半部土壤表现明显的经度地带性分布。北美大陆西半部（灰化土带以南，95W以西，不包括太平洋沿岸地带）由东而西的土壤类型依次为湿草原土—黑钙土—栗钙土—荒漠土；而在东部因南北走向的山体不高，土壤又表现出纬度地带性分布，由北至南依次为冰沼土—灰化土—棕壤—红、黄壤。北美灰化土带中有沼泽土，栗钙土带中有碱土，荒漠土带中有盐土。南美洲砖红壤、砖红壤性土的分布面积最大，几乎占全洲面积的一半，主要分布于南回归线以北地区，呈东西延伸。在南回归线以南地区，土壤类型逐渐
转为南北延伸，自东而西依次大致为：红、黄壤—变性土—灰褐土、灰钙土，再往南则为棕色荒漠土。安第斯山以西地区土壤类型是南北向排列和延伸的，自北向南依次为：砖红壤—红褐土—荒漠土—褐土—棕壤。
非洲：非洲土壤以荒漠土和砖红壤、红壤为最多，前者占37%，后两者占29%。由于赤道横贯中部，土壤由中部低纬度地区向南北两侧成对称纬度地带性分布，其顺序是砖红壤—红壤—红棕壤和红褐土—荒漠土，至大陆南北两端为褐土和棕壤。但在东非高原因受地形的影响而稍有改变。在砖红壤带中分布有沼泽土，在沙漠化的热带草原、半荒漠和荒漠带中分布有盐渍土。
澳大利亚：土壤以荒漠土面积最大，占44%，次为砖红壤和红壤，占25% 。土壤分布呈半环形，自北、东、南三方面向内陆和西部依次分布热带灰化土—红壤和砖红壤—变性土和红棕壤—红褐土和灰钙土—荒漠土。

中国主要土壤类型
土壤名称 分布地区 形成条件 一般特征
砖红壤 海南岛、雷州半岛、西双版纳和台湾岛南部，大致位于北纬22以南地区。 热带季风气候。年平均气温为23～26℃，年平均降水量为1600～2000毫米。植被为热带季雨林。 风化淋溶作用强烈，易溶性无机养分大量流失，铁、铝残留在土中，颜色发红。土层深厚，质地粘重，肥力差，呈酸性至强酸性。
赤红壤 滇南的大部，广西、广东的南部，福建的东南部，以及台湾省的中南部，大致在北纬22至25之间。为砖红壤与红壤之间的过渡类型。 南亚热带季风气候区。气温较砖红壤地区略低，年平均气温为21～22℃，年降水量在1200～2000毫米之间，植被为常绿阔叶林。 风化淋溶作用略弱于砖红壤，颜色红。土层较厚，质地较粘重，肥力较差，呈酸性。
红壤和黄壤 长江以南的大部分地区以及四川盆地周围的山地。 中亚热带季风气候区。气候温暖，雨量充沛，年平均气温16～26℃，年降水量1500毫米左右。植被为亚热带常绿阔叶林。黄壤形成的热量条件比红壤略差，而水湿条件较好。 有机质来源丰富，但分解快，流失多，故土壤中腐殖质少，土性较粘，因淋溶作用较强，故钾、钠、钙、镁积存少，而含铁铝多，土呈均匀的红色。因黄壤中的氧化铁水化，土层呈黄色。
黄棕壤 北起秦岭、淮河，南到大巴山和长江，西自青藏高原东南边缘，东至长江下游地带。是黄红壤与棕壤之间过渡型土类。 亚热带季风区北缘。夏季高温，冬季较冷，年平均气温为15～18℃，年降水量为750～1000毫米。植被是落叶阔叶林，但杂生有常绿阔叶树种。 既具有黄壤与红壤富铝化作用的特点，又具有棕壤粘化作用的特点。呈弱酸性反应，自然肥力比较高，
棕壤 山东半岛和辽东半岛。 暖温带半湿润气候。夏季暖热多雨，冬季寒冷干旱，年平均气温为5～14℃，年降水量约为500～1000厘米。植被为暖温带落叶阔叶林和针阔叶混交林。 土壤中的粘化作用强烈，还产生较明显的淋溶作用，使钾、钠、钙、镁都被淋失，粘粒向下淀积。土层较厚，质地比较粘重，表层有机质含量较高，呈微酸性反应。
暗棕壤 东北地区大兴安岭东坡、小兴安岭、张广才岭和长白山等地。 中温带湿润气候。年平均气温-1～5℃，冬季寒冷而漫长，年降水量600～1100毫米。是温带针阔叶混交林下形成的土壤。 土壤呈酸性反应，它与棕壤比较，表层有较丰富的有机质，腐殖质的积累量多，是比较肥沃的森林土壤，
寒棕壤（漂灰土） 大兴安岭北段山地上部，北面宽南面窄。 寒温带湿润气候。年平均气温为-5℃，年降水量450～550毫米。植被为亚寒带针叶林。 土壤经漂灰作用（氧化铁被还原随水流失的漂洗作用和铁、铝氧化物与腐殖酸形成螯合物向下淋溶并淀积的灰化作用）。土壤酸性大，土层薄，有机质分解慢，有效养分少。
褐土 山西、河北、辽宁三省连接的丘陵低山地区，陕西关中平原。 暖温带半湿润、半干旱季风气候。年平均气温11～14℃，年降水量500～700毫米，一半以上都集中在夏季，冬季干旱。植被以中生和旱生森林灌木为主。 淋溶程度不很强烈，有少量碳酸钙淀积。土壤呈中性、微碱性反应，矿物质、有机质积累较多，腐殖质层较厚，肥力较高。
黑钙土 大兴安岭中南段山地的东西两侧，东北松嫩平原的中部和松花江、辽河的分水岭地区。 温带半湿润大陆性气候。年平均气温-3～3℃，年降水量350～500毫米。植被为产草量最高的温带草原和草甸草原。 腐殖质含量最为丰富，腐殖质层厚度大，土壤颜色以黑色为主，呈中性至微碱性反应，钙、镁、钾、钠等无机养分也较多，土壤肥力高。
栗钙土 内蒙古高原东部和中部的广大草原地区，是钙层土中分布最广，面积最大的土类。 温带半干旱大陆性气候。年平均气温-2～6℃，年降水量250～350毫米。草场为典型的干草原，生长不如黑钙土区茂密。 腐殖质积累程度比黑钙土弱些，但也相当丰富，厚度也较大，土壤颜色为栗色。土层呈弱碱性反应，局部地区有碱化现象。土壤质地以细沙和粉沙为主，区内沙化现象比较严重，
棕钙土 内蒙古高原的中西部，鄂尔多斯高原，新疆准噶尔盆地的北部，塔里木盆地的外缘，是钙层土中最干旱并向荒漠地带过渡的一种土壤。 气候比栗钙土地区更干，大陆性更强。年平均气温2～7℃，年降水量150～250毫米，没有灌溉就不能种植庄稼。植被为荒漠草原和草原化荒漠。 腐殖质的积累和腐殖质层厚度是钙层土中最少的，土壤颜色以棕色为主，土壤呈碱性反应，地面普遍多砾石和沙，并逐渐向荒漠土过渡。
黑垆土 陕西北部、宁夏南部、甘肃东部等黄土高原上土壤侵蚀较轻，地形较平坦的黄土源区。 暖温带半干旱、半湿润气候。年平均气温8～10℃，年降水量300～500毫米，与黑钙土地区差不多，但由于气温较高，相对湿度较小。由黄土母质形成。植被与栗钙土地区相似。 绝大部分都已被开垦为农田。腐殖质的积累和有机质含量不高，腐殖质层的颜色上下差别比较大，上半段为黄棕灰色，下半段为灰带褐色，好像黑垆土是被埋在下边的古土壤。
荒漠土 内蒙古、甘肃的西部，新疆的大部，青海的柴达木盆地等地区，面积很大，差不多要占全国总面积的1/5。 温带大陆性干旱气候。年降水量大部分地区不到100毫米。植被稀少，以非常耐旱的肉汁半灌木为主。 土壤基本上没有明显的腐殖质层，土质疏松，缺少水分，土壤剖面几乎全是砂砾，碳酸钙表聚、石膏和盐分聚积多，土壤发育程度差。
高山草甸土 青藏高原东部和东南部，在阿尔泰山、准噶尔盆地以西山地和天山山脉。 气候温凉而较湿润，年平均气温在-2～1℃左右，年降水量400毫米左右。高山草甸植被。 剖面由草皮层、腐殖质层、过渡层和母质层组成。土层薄，土壤冻结期长，通气不良，土壤呈中性反应，
高山漠土 藏北高原的西北部，昆仑山脉和帕米尔高原。 气候干燥而寒冷，年平均气温-10℃左右，冬季最低气温可达-40℃，年降水低于100毫米。植被的覆盖度不足10％。 土层薄，石砾多，细土少，有机质含量很低，土壤发育程度差，碱性反应。

1.土壤中有一些动物,如蚯蚓,甲虫之类;植物,如一些地衣,苔藓,微生物,如细菌,真菌,放线菌等.另外,还有一些非生物,无机盐,腐殖质,水,空气.
2.一些落叶乔木所在的土壤含有机物多,生物也多,空气,水含量一般;田地中生物较多,水含量较高,空气含量少,有机物一般;河底淤泥属黏土类土壤,保水性好,透气性差,有机物一般

土壤中的土壤生物有真菌、细菌、动物（如蚯蚓）（都是分解者）,
土壤中的非生物物质种类有成土母质（如二氧化硅、碳酸钙）、无机盐、水

农田水分平衡以下式表示：式中W1为某一时期开始时的土壤水分贮存量。R为到达土壤表面的降水量和灌溉量，是农田水分平衡的主要收入项。在计算时须减去被农田植被层截留的水量，一般农作物年截留量约为年降水量的5%,森林则相当于20～30%。一般日降水量5毫米以下的小雨,有一半甚至大部被植物截留,截留的水分虽然对植物有一定作用,但不形成土壤水。Wo为毛管上升水，
是地下水通过土壤中毛管上升到计划层的水量，它受土壤质地和结构的影响，只在地下水位较浅或足够湿润的地区才有重要意义。WS为水汽凝结量，指大气和深层
土壤中的水汽凝结于计划层的水量，在大陆性气候强、土壤通气性好和毛管作用小时,它才能达到有实际意义的数量。ES为土壤蒸发量,T为植物蒸腾量，两者
合称蒸散量，是主要支出项（见农田蒸散量）。
W为地表径流量，指降水落在地面后，没有渗入土壤之前从地面流走的水量，它决定于降水量和降水强度、土壤水分和土壤透水性、农田位置和地形以及地面和植
被状况pndoZMVo等。AS为渗漏量，由于降水量大，土壤水分饱和，因重力等作用而渗漏到计划层以下的水量，决定于土壤类型与土壤水分。W2为该时期终止时的土壤水分
贮存量。以上各项的单位均为毫米。
　　根据构成一地农田水分平衡的各分量及其影响因素，可针对性地、有计划地采取必要的措施来减少或增加蒸散量、调节土壤水分，以满足农作物生长发育的需要。如通过平整土地、修建梯田、地面覆盖等来控制地面径流，减少蒸发；通过改良土壤、增施有机肥料来提高土壤持水力和减少渗漏量；通过灌溉、人工降雨和积雪等增加水分收入量；以及控制灌溉量，挖沟排水降低地下水位，减少毛管上升水，以减少水分收入量等。

　　主要措施是，灌溉，灌溉分为漫灌、喷灌、微喷灌、滴灌、渗灌。（这些分法是通过出水量调节的，目的在于满足不同植物对水分的需求）
　　其他措施：
　　1、通过覆盖的方式，比如温室大棚，地膜，还有有的农民也会采用草垫子、秸秆等。目的在于防止水分蒸发。如果想要减少水分的话，就揭开覆盖物就可以了。（这种方法还可以防冻，通常在较冷的天气使用）
　　2、通过改变土壤结构来调节水分。减少使用化学肥料，防止土地板结、盐碱化，也可以减少水分散失。增加土壤的黏性，就是增加黏土含量可以减少水分流失，反之增加沙土含量减少粘土含量可以促进水分的散失，保持土壤的干燥。