简述我国旱作农业中常用的几种水分管理及机制

我国的旱作农业和分水技术
旱作农业又称雨养农业, 是指在没有灌溉条件下,
完全是依靠降水来提供作物生长所需要的水分而从事
的农业生产。我国北方的旱作农业区, 主要是指年降水
量在250～ 600mm 以下的干旱、半干旱及半湿润易旱
区, 约15 个省、区的2 600 多万hm2 旱坡地。在我国南
方, 虽然降雨充沛, 但由于降雨量年内分布不均, 而耕
地分布在丘陵山地上, 受地形条件、技术、经济等因素
的制约, 也无法发展灌溉。农作物生长时期常常遇到季
节性旱灾的威胁, 如伏旱、秋旱。这类旱坡地约有1 300
多万hm2。从现有的产量水平看, 北方半干旱地区粮食
平均1hm2 产量仅1 500kg , 半湿润易旱区仅2 250kg ,
南方旱地1hm2 产量仅2 250kg 。因此, 在旱作农业区
需要通过各种综合措施, 最大限度地集聚及充分利用
降雨, 来满足作物生长对水分的需求, 从而提高作物的
产量水平。
“八五”期间旱作农业技术的突破及推广应用
我国具有悠久的旱作农业历史和传统经验。新中
国成立以来, 特别是近几年来, 在科技部门和广大科技
人员的努力下, 各地在发展旱作农业技术上做了一些
探索, 开发了许多新技术。如山西省的秸秆覆盖技术,
可使同样自然条件和生产条件下, 小麦、玉米平均增产
15%以上, 1hm2 产量平均提高600～750kg 。宁夏的微
型集水灌溉工程, 使降雨仅200～300mm 的干旱地区,
玉米产量由1hm2 的450kg 提高到3 000kg 。四川川东
地区, 结合扶贫及农业开发, 创造了改造旱坡地的综合
技术。河北省的旱作玉米聚水集肥栽培技术, 南北方许
多地区推广的肥粮( 带状) 轮作等等, 都带来了可观的
经济效益, 受到广大群众的欢迎。但是, 目前这些新技
术的推广应用力度不大, 影响了效益的发挥。
旱作农业技术的主要内容
1 农业工程。农业工程包括大型工程和微型工程,
大型工程主要指坡改梯工程, 微型工程主要指丰产沟、
垄沟耕作技术及微型集水工程等。实施农业工程的目
的, 是最大限度地提高土壤对降水的拦蓄, 减少土壤水
分的蒸发, 以保证作物生长对水分的需要。农业工程对
改善农业基本生产条件、保持水土、拦蓄降雨、提高土
壤含水量方面具有重要的作用。
( 1) 坡改梯。即把坡耕地沿等高线修建成水平梯
田, 也包括隔坡梯田。高标准的梯田, 可以将1 次降水
100mm 的径流全部拦蓄在梯田里, 1hm2 可增加土壤
蓄水180～ 225m3。这是改善和提高旱作农业生产水平
的一项重要措施。国家将修建水平梯田作为农田基本
建设的一项重要内容, 每年大约完成26. 7 万hm2 的
梯田面积。
( 2) 田间微型工程。大面积旱坡地的农业生产必须
采用一些投资少、效益高、农民易于操作的田间微型工
程。这些田间微型工程同样在改善旱坡地的土壤水分、
保持水土方面效果显著。在西北地区推行的田间微型
工程有丰产沟、等高耕作、垄沟耕作等。在南方推行的
田间微型工程有聚垄耕作等。
( 3) 微型集水灌溉工程。在我国北方地区, 降雨稀
少且相对集中在夏季的一二个月内; 在我国南方, 大
雨、暴雨多, 真正能够渗入到土壤中的径流水一般仅仅
占10%左右, 大部分的降水随地表径流流失。因此, 无
论在南方还是北方地区, 农民都在旱坡地修建一些容
积约在50～80m3 的集水窖, 来蓄集雨水, 供干旱时使
用。修1 个这样的水窖, 如果蓄满了水, 春旱时可点种
0. 20～0. 27hm2 甘薯和玉米, 0. 13～0. 20hm2 棉花, 大
旱时可采用微灌技术, 达到抗旱效果。
2 生物技术。生物技术指通过大力种植绿肥作物、
实施草田轮作或粮肥轮作等, 增加地表径流的入渗率,
改良培肥土壤, 控制水土流失, 减少土壤水分蒸发, 调
节土壤微生态环境, 以利于作物的生长, 争取稳产、高
产。
( 1) 南方旱地绿肥聚垄耕作技术。该项技术是以复
合群体生产结构为主体、带状种植为基础、多熟和轮作
换茬为核心的一种新型耕作制度。它的特点是经、粮、
肥、菜、饲、豆等科学地组配, 把经作、种粮与养地有机
地结合起来。如小麦—玉米—甘薯, 与豆类、蔬菜、绿肥
等分带轮作换茬, 各种作物协调发展, 是南方山区及丘
陵地区旱坡地农业持续高产的技术措施之一。
( 2) 北方草田轮作及夏季绿肥。在我国北方一些地
区, 地多人少, 旱耕地大多分布在坡地上, 水土流失严
重。草田轮作就是在一块田中按一定比例分带种植农
作物和多年生牧草, 既可保持水土, 增加降水的入渗,
又可培肥地力, 增加作物产量。一些地区夏季作物收获
后由于气候条件的限制, 不能种植第2 茬作物, 土地处
于休闲状态。甘肃等省经过多年的实践, 筛选出一些适
宜种植的绿肥品种, 夏季作物收获后进行种植, 既增加
雨季地表覆盖, 有利于降水的入渗, 增加土壤含水量,
又改良培肥土壤, 农民还可收获部分饲料饲养牲畜。
( 3) 秸秆覆盖。秸秆覆盖是将作物秸秆覆盖在作物
的垄上或行间, 降雨时起到减缓地表径流, 增加土壤渗
透的作用, 干旱时可减少土壤水分的蒸发损失, 提高作物的抗旱能力。作物秸秆腐烂之后, 又可培肥土壤, 增
加土壤的有机质含量。因此对于旱作农业区是一项重
要的增产技术。据山西省的资料, 大旱的1991 年( 年降
水377mm) , 旱地玉米覆盖秸秆田1hm2 产量达1. 05
万kg, 较不覆盖田增产43%。
3 农艺技术。是指通过选择抗旱品种, 合理调整作
物布局, 及蓄水保墒耕作措施等, 以充分提高水分的利
用率, 提高旱地农作物产量。
( 1) 选用耐旱的农作物品种及合理调整种植结构。
农作物耐旱品种和普通品种的需水量和产量相差很
大, 选用耐旱高产品种, 可以减少用水量而获得较高的
产量。玉米、高粱、甘薯、谷子、烟叶等作物相对耐旱力
强于小麦, 因此在旱作农业区是主要的种植作物。同时
扩大雨热同步的春夏播作物, 针对当地条件采取合理
的轮作制度, 相应地可以提高降水的利用率, 增加作物
产量。
( 2) 增施有机肥。有机肥是农业生产的基础, 旱作
农业区更应强调有机肥料的投入。特别是结合秋季最
后一次耕地, 将有机肥深施入土壤中, 对土壤的理化性
状的变化, 改良土壤结构, 增加土壤的孔隙度, 尤其是
毛管孔隙的增加, 提高土壤持水和供水能力以及抑制
水分的蒸发有明显的作用。是增强作物的抗旱能力, 提
高作物对降水的利用率, 实现稳产高产的基础。
( 3) 蓄水保水耕作措施。在实施了蓄水农业工程的
基础上, 仍须结合耕作措施把雨水蓄存起来。最基本的
方法是: 深耕蓄水, 耙耱保墒, 冬春碾压, 中耕除草。依
照旱区降水集中的特点, 雨季前深翻蓄水, 结合中耕开
沟或沟内打横埂, 顶凌耙耱及遇雨即耙等, 均可将降水
拦蓄于垄间沟中, 增加土壤的透水性, 使降水缓慢地渗
入土层中, 并减少蒸发。
4 抗旱保水剂应用技术。采用保水剂、抗旱剂、抗蒸
腾剂等, 进行拌种, 可节水保墒; 中后期叶面喷洒, 能减
少叶面蒸腾, 提高多种酶的活性和叶绿素的含量, 从而
增强作物的抗旱、抗寒、抗病虫能力, 达到增产的目的。
此外, 旱作农业技术还包括配方施肥、微肥施用、
地膜覆盖、轮作倒茬、病虫防治等常规的农业技术措
施, 旱作农业技术的推广应用, 重要的问题在于技术的
合理组合配套及分类指导。
旱作农业技术已列入农业部1996 年10 项重大农
业技术推广项目。1996 年, 全国农业技术推广服务中
心将重点做好北方节水旱作农业开发示范区内的成熟
技术的示范与推广工作, 同时在南方开展小规模的技
术示范项目。1997 年开始, 逐步加大旱作农业技术的
推广力度, 扩大到全国的15 个省( 区) , 分地区、分类
型、因地制宜地进行旱作农业技术的推广与应用。