符合延安实际的旱作节水技术耕作模式探讨

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1、 符合延安实际的旱作节水技术耕作模式探 讨 自古以来，以农业、农村、农民为代表的三农问题始终都是中国社 会一个带有根本性、全局性的问题，受到政界、业界和学界的高度 关注。陕北地区位于黄土高原中部，属典型的半干旱气候区域。其 生态环境普遍恶劣，地貌复杂多样、经济落后、贫困人口多，是依 靠天然降水从事生产旱作农业最为集中的区域，旱作农业节水问题 更成为三农众多问题中的焦点与热点。陕北丘陵沟壑区农村从产生 伊始就深受这种半干旱农业生产模式的影响，形成了独具特色的发 展规律和农业生产格局，制约农业生产的主要因素是干旱。延安市 地处黄土高原腹地，属于陕北丘陵沟壑区，总面积 367.12 hm。土地资源调

2、查表明，耕地近 93.3 hm，其中，旱 耕地 91.28 hm，坡耕地超过 73.3 hm，分别占总耕地 的 97%和 78.6%，属于典型的旱作雨养农业区。延安年均降水量 500 mm 左右，分布极不均匀，主要集中在 7，8，9 月，其占全年 降水的 73.3%，素有十年九春旱，见苗收一半之说，属于水资源缺 乏且利用率不高的西部干旱地区之一。随着 2011 年 6 月国家现代 农业示范区建设的启动，使得如何提高延安有效降水利用率，变得 尤为重要。长期以来，农民为了增产增收，倒山种地、广种薄收， 造成生态环境日趋恶化和土壤养分大量流失，进而导致暴雨、干旱、 干热风、霜冻等灾害加剧，农作物产量

3、低而不稳。近年来，延安职业技术学院以当地主导产业的棚栽业、果业、 陕北小杂粮等不同作物为主要研究对象，从有效提高自然降水利用 率入手，以扩大蓄水、有效保水、经济用水的有机结合为主攻目标， 对各项节水、保水技术进行深化、配套和创新研究，构建了旱作农 业节水技术模式，有效地提高了农作物整体生产水平，使当地有效 降水得以充分利用。经试验和推广，取得了显着的经济效益、生态 效益和社会效益。自 20 世纪 80 年代以来，通过坚持不懈的努力， 先后围绕抗旱节水、保墒蓄水、经济用水，推广了四法种田、壕田、 大垄沟以及一炮轰施肥、地膜覆盖、耙耱保墒、催芽早播等多项旱 作农业实用技术，创造了旱、薄、粗，薄、粗

4、、旱，以肥保水、以 肥促根、以根调水等一系列旱作农业理论和观点，在农业增产增收 中作出了重要贡献。但这些技术都注重单项研究，自成体系，总体 上看孤立存在，比较零散，加大了推广成本和应用难度。随着农业 现代化的迅猛发展，要求农业生产必须在节水增效、提高资源利用 率和机械化运用上有所突破，各项技术措施的综合配套和模式化应用成为最主要的手段之一，为旱作农业节水耕作技术模式的研究应 用提出了要求。本研究以充分蓄水、有效保水和经济用水为中心， 以投资少、见效快、易推广为原则，通过大量的科学试验示范、对 比分析，对各项实用旱作技术进行了筛选优化、整装融合、创新研 究、模式化规范，构筑了符合延安实际的旱作节

5、水技术耕作模式， 20072011 年进行全面推广应用，并在实践中创新发展，补充完善， 最终取得成功1。1 旱作农业生产节水技术的研究1.1 筛选主体技术，构筑了 2 种旱作节水模式 1.1.1 覆盖耕 作模式覆盖 + 早播（秋播适时晚播） 以有效保水、经济用水结合 为主要目标，通过地面覆盖和催芽早播，减少水分无效损耗，提高 水资源利用率。主要适用于地面坡度5的川、塬、沟、坝、 梯田等平作耕地。覆盖包括地膜覆盖和秸秆覆盖，以地膜覆盖为主。 春播作物玉米在 3 月中下旬覆膜，3 月底 4 月初在膜边缘催芽播 种，4 月 1015 日出苗，比常规种植提早出苗 1015 d，提早成熟 10d 左右。

6、谷子、大豆等亦可在 4 月下旬 5 月上旬采用膜际沟播 方式种植。这种模式早春提温保墒，充分利用了土壤返浆水，易捉 全苗。覆盖期间能够较好地聚集自然降水，增强抗旱能力，促进作 物早种快长，提前成熟。这种模式发挥了地膜覆盖和催芽早播的增 温保墒、科学用水双重叠加优势，解决了延安干旱少雨不易捉苗的 问题，实现了增产、增收、增效的目的，而且为塬区变一年一熟为 一年两熟或两年三熟，调整种植业结构创造了条件2。1.1.2 露地耕作模式沟种 + 早播（秋播适时播种） 以扩大蓄 水、经济用水为主要目标，通过沟种等耕作措施，形成微地形变化， 将坡面变为平面，减少了地面径流，拦水蓄水。主要适用于地面坡 度5的沟

7、、坡、梁、峁等土地类型的坡耕地。突出沟垄耕作， 首先用机、畜力机具沿坡面等高线开沟，沟垄高差 3035 cm，垄 距 60 cm，然后在沟里播种。春播作物在 3 月底 4 月初沟垄耕作， 催芽偏早播种，充分利用早春土壤返浆水，种在隐墒层，保证捉全 苗。秋播作物采用沟播机一次种在沟内，土壤墒情好，易于捉苗； 长在垄上，促进根系发育，特别是次生根的生长，起到了以根调水 和提高肥料利用率的双重作用3。1.2 深化机理研究，丰富旱作节水技术理论旱作新模式使传 统技术与现代技术达到科学融合，自然资源（气候、土壤）与技术优势合理配置，各项技术协调发展，克服不足，相互促进，聚水、 保墒、增温、经济用水融为一

8、体，充分发挥其整体经济效益与社会 效益。1.2.1 露地沟垄耕作模式能减少坡地径流，增加土壤蓄水 当 降水量使平种坡地产生 35 mm 径流时，一般沟种可拦蓄 2729 mm 径流；沟垄种植模式则可全部拦蓄。在延安市宝塔区测定露地 沟垄种植模式可知，0100 mm 的土壤含水量较一般水平沟增加 1.183.13 百分点，增幅达 18.00%53.88%；较平种增加 1.742.89 百分点，增幅达 5.26%82.08%。在安塞县测定，无论 麦田还是冬闲地，模式化沟垄种植的土壤含水量高于平种 0.12.5 百分点，增幅在 1.18%35.71%之间，实现了秋雨春用，缓解了春 旱，为春耕全苗创造

9、了条件。1.2.2 覆盖耕作能抑制蒸发，提高水分利用率 冬春干旱、土 壤水分严重亏缺是延安气候的主要特点。延安气象资料统计表明， 35 月份，温度与蒸发同步增长。平均每天蒸发量为 5.7 mm，其中， 平均日蒸发量 3 月份为 3.7 mm，4 月份 6.1 mm，5 月份 7.5 mm。地膜覆盖可有效减少地面蒸发，保住土壤水分。在宜川县小麦 试验田测定，覆盖模式小麦不同层次土壤含水量比露地高出 0.75.0 百分点，增幅为 4.7%42%，特别是小麦根系密集层 010，1020 cm 土壤含水量更高，分别增加 5.0，2.7 百分点， 增幅为 42%和 19.4%。在洛川县塬地小麦试验田测定

10、，0180 cm 土壤含水量覆盖模式比露地增加 0.36.96 百分点，增幅为 2.04%198.86%。小麦生产年度，冬小麦播种后滴雨未降时，测定 洛川塬地 010，1020 cm 地膜小麦土壤水分分别为 12.7%与 13.7%，较露地麦田高出 4.1，2.1 百分点。一系列试验证明，小麦 采用覆盖模式种植后，相当于每公顷增加土壤有效储水 450600 m3，大大缓解了水分供需矛盾5。覆盖模式良好的聚水保墒效应有 效地提高了自然降水生产率。1.2.3 改善农田小气候，促进作物生长发育 露地耕作模式实 行沟垄间隔配置，缓解了地表风速，地面环境相对稳定；人为加大 了地表面积，增加了地表接受太阳

11、辐射热的能力。在 2 a 间分别测 定延安市农科所坡地麦田土温，露地耕作模式小麦越冬期 020 cm 土温较平种提高 0.6，1 ；翌年返青期提高 0.8，1.4 ，而且通 风透光条件良好。覆盖模式改善农田小气候更加明显，据在延安市 农科所试验田测定，冬小麦覆盖模式栽培比露地小麦全生育期增加积温 179.2245.4 ，冬前 20 cm 地温增加 1.32.5 ，积温约 增加 90100 ，明显减轻了越冬和早春冻害，有利于增加冬前分 蘖，形成壮苗；返青期 10，20 cm 地温分别提高 3.33，1 ，促进 小麦早返青，延长分蘖时间，促进小蘖赶大蘖，提高分蘖成穗率； 拔节期 10，20 cm

12、地温分别提高 2.8，3.2 ，增加了幼穗分化时 间，提高了公顷穗数和穗粒数。覆盖耕作模式解决了高寒山区和梢 林沟地种植高产玉米品种不能成熟的问题。地膜覆盖 + 催芽早播种 植的玉米，从 3 月下旬开始播种，至 9 月初成熟，全生育期可利 用6 积温 2 748.16 ，较不覆盖膜增加 216.9 。玉米旺长 期（大喇叭口期灌浆期）提前 1623 d，保证了玉米在日平均气温 下降到 16 之前成熟；同时使玉米、谷子、大豆等作物生长高峰期 与当地高温多雨气候同步吻合，避免了卡脖旱、晒花等灾害，减轻 了病虫危害6。1.2.4 加厚活土层，创造良好土壤环境 覆盖耕作模式提高土 壤温度、水分，加剧了土

13、壤微生物活动，有利于促进肥料分解和土 壤熟化；露地耕作模式打破了犁底层，有效加厚了活土层，为根系 的生长和下扎创造了良好的土壤环境，起到以根调水、增强作物抗 旱的作用6。据测定，模式化沟种玉米较一般水平沟种植的玉米平 均株高增加 14 cm，根系增长 30 cm，单株须根增加 14 条；模式 化沟种谷子平均株高增加 6 cm，根系增长 6 cm，单株须根增加 6 条；模式化沟种大豆株高增加 7 cm，主根增长 11 cm，单株侧根增 加 7 条7。1.2.5 优化播种环境，增强抗灾能力 露地模式通过开沟起垄， 种子种在隐墒层，充分利用土壤深层水分，保证作物全苗8。在一 年当中经历 270 余天

14、的持续干旱，经过 40 余块山地调查，模式化 沟种出苗率玉米为 85%、谷子为 74%、大豆为 80%，而水平种植 出苗率分别为 63%，51%和 62%。覆盖耕作模式土壤水分、温度均 显着提高，抗灾能力更强，出苗更好，基本达到 95%以上。1.3 注重技术创新，确立旱作农业节水耕作模式技术体系1.3.1 改一般催芽为彻底催芽、偏晚春播为提早春播 推广催 芽早播技术，催芽必须彻底，不仅催出胚根而且要使胚芽露白，比 以前浸种催芽或只催胚根较为彻底。早播后遇到低温，催芽种子萌 发而不动不生长，保持生命活力，避免霉变，保证作物一次播种捉 全苗9。同时，连续 3 a 对采用耕作模式的土壤冻、解情况进行

15、了全新测定，土壤封冻由过去的 11 月推迟到 12 月中下旬，冻土层 由过去 6070 cm 减少至 3438 cm，土壤解冻时间由 3 月初提 前至 2 月左右。5 cm 地温稳定在 6 以上的时间也提前 57 d（早春）或推迟 1012 d（晚秋）。项目实施中，将春播提前到 3 月中下旬，秋播推迟到 9 月中下旬。春播提前能够充分利用秋冬 储蓄的早春土壤冻融交替的返浆水，促进作物生长，增加产量。秋 播推迟可延长夏闲时间，争取复种空间，防止冬前旺长，有利于穗 数、粒数、粒质量的协调发展10。1.3.2 改平种或一般沟种为露地沟垄种植，提高坡耕地保蓄能 力 平种无垄，一般沟种的沟垄高差 152

16、0 cm，垄距 40 cm，拦蓄 水能力较弱，当降雨强度超过 20 mm/h 时，其蓄水能力明显下降； 采用标准模式化沟垄种植后，沟垄高差 3035 cm，垄距 60 cm， 沟深垄大，拦蓄水能力显着提高，可拦蓄 4060 mm/h 的降雨，与 实际降水强度基本吻合。所以，改平种和一般沟种为模式化沟垄种 植绝不是方式的变化、数量的增加，而是有质的改进和提高。1.3.3 改起垄覆膜为平地覆膜或双槽覆膜，垄边或膜际种植， 提高自然降水的利用率 在生产实践中，玉米等春播作物由起垄覆膜 逐步改为平地覆膜，又发展到双槽形覆膜。平地覆膜和双槽式覆膜 方式，聚水增温效应越来越好，促进根系下扎，避免垄作形成根系 过于集中在垄土内，根浅外露，中后期遇风倒伏11。据观察，平 覆膜比起垄覆膜玉米根数增加 3.47 条，根长增加 23.37 cm，干根 质量增加 7.96 g/ 株，每公顷增加 735 kg。特别是双槽形覆膜使降 水顺膜面双