全球約70%的淡水消耗都用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，然而，在很多國家，用水效率低于50%。核和同位素技術(shù)可提供用水?dāng)?shù)據(jù)，包括通過土壤蒸發(fā)造成的損失，并幫助優(yōu)化灌溉計劃，提高用水效率。
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農(nóng)業(yè)用水管理
糧農(nóng)組織預(yù)計，到2050年，為了滿足人口增長對糧食的需求，全球農(nóng)業(yè)用水需求將增加50%。由于管理不當(dāng)、濫用以及氣候變化的原因，全球淡水正變得日益短缺。在世界上的很多地方，水的短缺和水質(zhì)問題對未來糧食安全和環(huán)境可持續(xù)性帶來嚴重挑戰(zhàn)。
為了解決這些問題，需要改善用地和用水管理。原子能機構(gòu)與糧農(nóng)組織聯(lián)合，協(xié)助其成員國發(fā)展并實施基于核的技術(shù)，優(yōu)化農(nóng)業(yè)用水管理實踐，以支持加強作物生產(chǎn)和保護自然資源。
利用科學(xué)更好地保護水資源
為了確保糧食安全和可持續(xù)農(nóng)業(yè)用水管理，急需提高農(nóng)業(yè)部門每滴用水的糧食產(chǎn)量，從而在避免對下游用水量和水質(zhì)帶來不利影響的情況下，提高用水效率。
必須通過土壤-水-植物-營養(yǎng)綜合管理方案，改進水資源處理，包括優(yōu)化灌溉計劃、提高灌溉系統(tǒng)效率，如采用滴灌。需提高土壤肥力，以確保作物生長不因營養(yǎng)或物理制約而受到限制，從而將每一滴水都充分用于作物生長?？稍诳紤]不同作物用水、生長階段和主導(dǎo)環(huán)境條件的情況下，根據(jù)需求制定灌溉計劃，實現(xiàn)作物對水的有效吸收。
盡可能減少田野中除了植物蒸騰，由于土壤蒸發(fā)而損失的水分，可提高農(nóng)業(yè)用水效率。對土壤蒸發(fā)和植物蒸騰進行量化，提供有關(guān)具體作物種類和生長階段的灌溉量信息，這對水資源的保護和管理具有關(guān)鍵作用。
核和同位素技術(shù)的貢獻
核和同位素技術(shù)在為制定改善農(nóng)業(yè)用水管理戰(zhàn)略提供基本信息方面具有重要作用：
- 從田間作物提取的水中氧-18和氫-2的同位素特征可用于區(qū)別土壤蒸發(fā)和作物蒸騰所耗的灌溉水，從而為提高作物用水效率提供基本信息。
- 土壤水分中子探測儀是測量作物根部周圍土壤水分的理想工具，可提供有關(guān)水分可用量的精確數(shù)據(jù)，從而幫助制定最佳灌溉計劃，同時，也是測量鹽性條件下土壤水分的最恰當(dāng)工具。這種工具也廣泛用于校準(zhǔn)傳統(tǒng)水分傳感器。
- 利用氮-15的同位素特征可追蹤標(biāo)記的氮肥在土壤、作物和水中的移動，這對于確定可能影響農(nóng)業(yè)景觀中氮肥利用效率和水質(zhì)的因素至關(guān)重要。結(jié)合硝酸鹽中氮-15和氧-18的同位素特征，能夠識別并區(qū)分農(nóng)業(yè)流域中硝酸鹽污染的來源。
- 宇宙射線中子探測儀用于評估景觀水平上的水通量，從而制定可持續(xù)的用地和用水管理策略。
