摘 要 黃土高原地區(qū)水資源嚴(yán)重不足，大部分地方的降雨量為250～600 mm，地表水平均徑流量為136.91億m3，人均484.58 m3，僅為全國人均的1/3。自然降水年際變率大，季節(jié)分布不勻，干旱災(zāi)害頻繁，水資源缺乏，已成為制約農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的限制因子，同時(shí)黃土高原地形復(fù)雜，溝壑縱橫，土地貧瘠，風(fēng)蝕、水蝕和沙化嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不穩(wěn)定，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后，使水資源問題突出。根據(jù)上述情況，文章重點(diǎn)分析了黃土高原地區(qū)幾種調(diào)水方式和增產(chǎn)途徑，可供決策部門參考。

關(guān)鍵詞 節(jié)水農(nóng)業(yè) 調(diào)水技術(shù) 資源利用 生態(tài)環(huán)境 黃土高原

Study on Key Techniques of Agriculture Irrigation Water

with High Efficient Using in Loss Plateau

Peng Keshan  Deng Xiping  Xu Xuexuan

Abstract Water resources are serially short in loss plateau, droughts and disasters are becoming limit factors of agricultural economy development. The terrain is complex, and the soils are been eroding and deserting. This paper analyses several measures of water delivering and raising output in the area.

Key words water saving agriculture Technique of water delivering  Loss Plateau

1 問題的提出

黃土高原發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)和節(jié)水農(nóng)業(yè)是該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。節(jié)水型農(nóng)業(yè)是以農(nóng)業(yè)節(jié)水、高產(chǎn)高效為中心，以提高農(nóng)業(yè)用水效益為目的，確保水資源良性循環(huán)和農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展為條件的農(nóng)業(yè)。節(jié)水農(nóng)業(yè)是在改進(jìn)灌溉技術(shù)和灌溉管理制度及區(qū)域水資源平衡的基礎(chǔ)上，努力提高水的有效利用率，以投資最少的水，產(chǎn)出最高的農(nóng)產(chǎn)品，以獲得單位水量的最高生產(chǎn)效率的一種節(jié)水技術(shù)。它既是遵循作物生長發(fā)育需水機(jī)制進(jìn)行適時(shí)的調(diào)水，又是把各種水損失降低到最大程度的適時(shí)灌溉。因此農(nóng)業(yè)調(diào)水技術(shù)兼有節(jié)水與高產(chǎn)的雙重要求。

節(jié)水農(nóng)業(yè)，首先要提高天然降水利用率；其次把可以用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的地面水、地下水、灌溉回歸水、經(jīng)過處理后的污水以及土壤水等都充分、合理地利用起來；再次是把農(nóng)業(yè)調(diào)水措施的潛力發(fā)揮出來，達(dá)到費(fèi)省效宏。廣義的節(jié)水農(nóng)業(yè)包括了農(nóng)業(yè)高效用水的許多措施，鑒于黃土高原地區(qū)水資源日益短缺的現(xiàn)狀，早在50～60年代，水利部就開始實(shí)施了節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)和以提高灌溉水有效性為目標(biāo)的灌溉農(nóng)業(yè)工程，到70年代初某些技術(shù)已大面積在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。如在自流灌區(qū)大力推廣襯砌渠道減少輸水滲漏損失，田間開展平整土地，劃小畦塊，推行短溝或細(xì)流溝灌，建立健全用水組織，實(shí)行計(jì)劃用水，按方收費(fèi)等。70年代中期在機(jī)電泵站和機(jī)井灌區(qū)進(jìn)行節(jié)水節(jié)能技術(shù)改造。70年代后期到80年代初在丘陵區(qū)，土壤透水性強(qiáng)、水源奇缺的北方地區(qū)實(shí)行抗旱灌溉，推廣噴、微灌等先進(jìn)灌水技術(shù)。80年代中期到90年代初，在全國范圍內(nèi)推廣低壓管道輸水灌溉技術(shù)。從90年代開始，研究節(jié)水工程技術(shù)同農(nóng)業(yè)技術(shù)(水肥配合、耕作措施、作物結(jié)構(gòu)與布局、地表覆蓋)和化學(xué)節(jié)水技術(shù)的綜合組裝，如小麥優(yōu)化灌溉、水稻淺濕灌溉、膜上灌、旱作坐水點(diǎn)種等，使20世紀(jì)末節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)提高到一個(gè)新的水平。按照現(xiàn)階段節(jié)水灌溉標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，我國節(jié)水灌溉面積已達(dá)1 333萬hm2。北方旱區(qū)低壓管道輸水面積達(dá)333.3萬hm2，寧夏、山西、甘肅等發(fā)展水窖集雨灌溉，噴灌面積67萬hm2，滴灌面積1.33萬hm2，甘肅在60%的地區(qū)降水量不足300 mm的情況下，充分發(fā)揮和利用水資源，興建了提黃工程，新增水澆地7萬hm2。并開展“1213”工程，寧、陜、蒙等地區(qū)啟動(dòng)類似節(jié)水農(nóng)業(yè)工程，效果顯著。

2 調(diào)水技術(shù)的主要類型

2.1 培肥地力以肥調(diào)水

培肥地力是農(nóng)業(yè)調(diào)水最為關(guān)鍵的技術(shù)，以肥調(diào)水是通過培育肥旱地土壤、改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤蓄水能力，對(duì)農(nóng)作物培育壯苗，使之形成強(qiáng)大根系，擴(kuò)大吸水深度而達(dá)到調(diào)水之目的。

2.1.1 有機(jī)肥含N、P、K全面，是其他肥料無法代替的“寶貝”，它在農(nóng)作物發(fā)展中的作用不可低估。也是培肥地力的重要手段和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)之一。施用有機(jī)肥，使土壤有機(jī)質(zhì)含量全面增加，長期施用有機(jī)肥，明顯地改善了土壤的結(jié)構(gòu)性能和通透性，增強(qiáng)了土壤團(tuán)聚性和水穩(wěn)性，從而使土壤保水保肥性能得到提高，為作物生長創(chuàng)造了良好的生長條件。在夏季休閑期間，連續(xù)4年增施有機(jī)肥的土地，比不施肥的每公頃增加蓄水量750～900 m3，小麥增產(chǎn)1倍，水分利用效率提高80%，小麥從土壤中帶走的有機(jī)肥中的N素是隨用量的增加而增加。這種趨勢(shì)無論是豐雨年，還是干旱年均一致，有機(jī)肥施用量的增加均能有效提高籽粒及莖葉的N、P、K含量，還能提高水分的利用率，并能提高小麥產(chǎn)量。

2.1.2 化肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)保證，合理施用可以顯著提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。據(jù)在寧夏固原試驗(yàn)， 在每公頃春小麥810～1 350 kg生產(chǎn)水平的耕地上，每公頃施用N和P2O5各30～45 kg， 產(chǎn)量即可提高到1 175～2 025 kg， 可增產(chǎn)720～930 kg， 增產(chǎn)率為

本文為國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目96-004-05-13中一部分內(nèi)容。55.2%～118%；水分利用率由2.715～4.2 kg/hm2.mm提高到6.675～7.68 kg/hm2.mm，提高了58.9%～145.9%。根據(jù)試驗(yàn)，深施P肥的春小麥株高、單株根數(shù)、單株鮮重、單株干重和產(chǎn)量比對(duì)照提高30%、20%、26%、8.3%、33.3%，水分利用率提高28.2%(見表1)。

表1 不同處理春小麥產(chǎn)量和水分利用效率

 

處 理 株高

(cm) 單株根

數(shù)(條) 單株鮮

重(g) 單株干

重(g) 產(chǎn)量

(kg/hm2) 水分利用效率

(kg/hm2.mm) 

施磷肥(A) 18.4 6.0 0.44 0.13 1 500 6.54 

對(duì)照(B) 14.2 5.0 0.35 0.12 1 125 5.10 

(%) 30 20 26 8.3 33.3 28.2 

2.1.3 制定配肥方案，定產(chǎn)定肥。黃土高原由于水土流失土壤一般缺N又缺P，而且K不足。如作為盛產(chǎn)馬鈴薯的寧南、隴東地區(qū)，一般每1 000 kg馬鈴薯需N2.75 kg,P2O51.1 kg,K2O5.1 kg,N:P2O5為2.5∶1.45。根據(jù)不同作物的需要及土壤供肥和肥料的效應(yīng)，配方施肥是馬鈴薯穩(wěn)產(chǎn)的重要保證，N、P、K三者均有良好的增產(chǎn)效應(yīng)(N＞K＞P),分別增產(chǎn)28.9%、19.24%、11.8%，施K在兩塊地分別增產(chǎn)18.6%，21.4%。N、P、K配合施用，隨著N肥用量的增加，馬鈴薯的增產(chǎn)效應(yīng)呈上升趨勢(shì)，配施P2O5或K肥比單施均增產(chǎn)，其中以1∶2∶2∶2和3∶2∶3配合產(chǎn)量最高。

2.1.4 平衡施肥，是指作物必要的各種營養(yǎng)元素之間的均衡供應(yīng)和調(diào)節(jié)，以滿足作物生長之需要，從而發(fā)揮作物生長潛力及肥料利用率，避免使用某一元素過量所造成的污染。近幾年來，平衡施肥面積迅速擴(kuò)大，施用作物的種類越來越多。在黃土高原地區(qū)，通過試驗(yàn)，坡地必須強(qiáng)調(diào)N、P配合，梯田宜多N，川地宜多P，梯田常施優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，故P多而N少，川地是糧食生產(chǎn)的基地，重施N肥而不注重施P，形式上N豐而P缺。此外，各種方法與微肥配合，效果更好，長武試區(qū)的黑壚土上對(duì)小麥?zhǔn)┯娩\、錳、硼肥，每公頃增產(chǎn)分別達(dá)到33.6、260、143 kg，增產(chǎn)幅度分別達(dá)到9.8%、7.5%、4.1%。馬鈴薯平均增產(chǎn)15.4%，每公頃盈利可達(dá)300～400元。

2.2 輪作倒薦調(diào)水

農(nóng)田輪作倒茬是耕作制的重要內(nèi)容，也是黃土高原的重要農(nóng)田水分控制技術(shù)。在旱作農(nóng)田，自然降水不足，而土壤水分庫容較大，如果采用合理輪作方式，則可提高水分利用效率。輪作是在同一塊農(nóng)田上，有計(jì)劃地播種幾種不同作物，使前后作物相互配合，以充分利用氣候、地力、肥力、勞力、畜力等生產(chǎn)要素。合理輪作是通過肥(施用有機(jī)肥、肥田保水)、作(作物調(diào)劑用水)、蓄(改善土壤條件，擴(kuò)大蓄水量)、用(挖掘不同層次的有效水利用)等途徑來解決有限供水下的農(nóng)業(yè)持續(xù)增產(chǎn)問題。由表2可知，在大多數(shù)情況下，適合當(dāng)?shù)氐妮喿髋c小麥連作相比，均能提高水分利用率，其中半濕潤偏旱區(qū)提高6.8%～7.0%，半旱區(qū)和半干旱偏旱區(qū)分別提高2.0%～9.4%和2.4%～6.1%。據(jù)我所在澄城試驗(yàn)，高肥豌豆麥(谷)輪作1983～1992年對(duì)降水的利用率平均值達(dá)55%以上，比無肥連作提高3%～6%，比油菜冬小麥(2年)和苜蓿(3年)冬麥(2年)輪作提高5%～7%，在干旱年，比高肥連作提高20%～30%。切合實(shí)際的輪作可提高可供有效水的利用率，一般提高2%～9%。輪作一般都要加進(jìn)經(jīng)濟(jì)作物，以提高總產(chǎn)值。在黃土高原地區(qū)，年內(nèi)和年際降水不均，干旱時(shí)刻威脅每季作物，肥力的作用還不能充分發(fā)揮出來，只有輪作來調(diào)節(jié)分配不均的降水，以便釋放出應(yīng)有的能量，輪作比連作地增產(chǎn)2倍。試驗(yàn)表明，輪作地?zé)o論是在干旱年型、平水年型或豐水年型，都使籽粒產(chǎn)量和水分利用率達(dá)到最高水平。3年輪作小區(qū)的糧食產(chǎn)量比連作提高36.4%～109.8%，增產(chǎn)735～600 kg/hm2，水分利用率提高25.1%～92%，黃土高原部分地方實(shí)行玉米和苜蓿、小麥和雜糧輪作，緩解了旱情，扭轉(zhuǎn)了糧食產(chǎn)量徘徊不前的局面。 

表2 不同類型區(qū)輪作方式的可供有效水利用率(%)

 

地點(diǎn) 麥輪作 麥豆輪作 胡麻麥輪作 麥糜豆輪作 

澄城 87 94 - - 

固原 51 48 60 53 

海原 76 78 82 74 

2.3 間隙休閑調(diào)水

間隙休閑是干旱丘陵坡地實(shí)行的撂荒農(nóng)業(yè)，即實(shí)行一定間歇休閑，可使土壤水分得以恢復(fù)。在黃土高原水土流失地區(qū)，一季作物使土壤水分虧缺較多，當(dāng)年降雨，只能使土壤水分恢復(fù)一部分，第二年才能使其恢復(fù)到田間穩(wěn)定濕度上。如年降水量在300 mm的輕壤土地區(qū)，0～200 cm土層的持水能力可達(dá)496 mm，有效蓄水庫容347 mm，即使當(dāng)年降水全部滲入土壤中，也是非飽和的，按需水量較小的谷、糜作物來說(5 250～6 750 mm/hm2)，也滿足不了作物對(duì)水分的需求量，何況一般降水量要受到徑流、蒸發(fā)量等損失，入滲到土壤中的降雨就更少。不足水分，依賴于第二年降水補(bǔ)充，沙壤土地區(qū)對(duì)第二年降水的依賴性更大。撂荒農(nóng)業(yè)，是一種粗放的耕作制度，實(shí)際上起到了時(shí)空調(diào)節(jié)水分利用的作用，使糧食作物產(chǎn)量大幅度提高。

2.4 抗旱育種調(diào)水

作物主要抗旱方式一般為避旱、御旱和耐旱三種。針對(duì)黃土高原冬小麥的生育期都可能產(chǎn)生干旱(表3)，科技工作者根據(jù)不同時(shí)期降水量選育抗旱品種。農(nóng)作物品種中谷子具有較強(qiáng)的抗旱與耐旱性，應(yīng)進(jìn)一步改良栽培技術(shù)，發(fā)揮其抗旱之功能。據(jù)試驗(yàn)，谷子隨著播期的推遲與生育期的縮短，兩個(gè)品種減產(chǎn)幅度均不大，兩品種的出谷率均在78%左右，千粒重均在3.8 g左右，如果出現(xiàn)旱災(zāi)，利用谷子夏播改種或補(bǔ)種時(shí)，肯定是增產(chǎn)增收補(bǔ)救的特別有效的措施。中外研究表明，選擇作物抗旱豐產(chǎn)品種，是干旱、半干旱地區(qū)提高水分利用率，實(shí)行高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)很有前途的措施。黃土高原高梁品種中抗旱品種占10%～30%，50年代初趙洪璋院士育成的抗旱品種小麥碧螞1號(hào)，在甘肅、河南、山西推廣之后，比當(dāng)?shù)仄贩N增產(chǎn)20%～50%。80年代選育推廣渭麥5號(hào)，晉麥16號(hào)等抗旱豐產(chǎn)優(yōu)良品種，使小麥產(chǎn)量躍上2 250 kg/hm2�！捌呶濉逼陂g，又有一批抗旱豐產(chǎn)的良種選育出來，旱選11號(hào)，平陽27，平均產(chǎn)量3 000 kg/hm2�！鞍宋濉敝痢熬盼濉逼陂g，科技工作者又選育小偃12號(hào)等系列品種，平均產(chǎn)量3 750～4 500 kg/hm2，5年來，我國黃土高原小麥產(chǎn)量創(chuàng)造出一些高產(chǎn)紀(jì)錄，阿勃小麥在興平杜馬村試驗(yàn)達(dá)6 525 kg/hm2，咸農(nóng)68號(hào)小麥豐產(chǎn)田單產(chǎn)達(dá)7 583 kg/hm2，小偃5號(hào)小麥達(dá)到8 820 kg/hm2，為黃土高原旱地小麥躍上一個(gè)新的高度創(chuàng)造了良好的品種條件。通過培育抗災(zāi)品種，使在干旱條件下能獲得較高的糧食產(chǎn)量(Yd)，在多雨的年份又不失去產(chǎn)量潛力(Yp)，確保旱地盡可能獲得較好的穩(wěn)定增產(chǎn)，其重點(diǎn)是改良絕對(duì)產(chǎn)量(Yd)高的品種，而不是改良相對(duì)產(chǎn)量(Yd/Yp)最高的品種，穩(wěn)產(chǎn)性受多雨年份的影響較大，所以育種工作應(yīng)在Yd/Yp值大于0.2的干旱強(qiáng)度下進(jìn)行。由于不同的作物有不同的降雨需求量，同一作物品種對(duì)降雨需要亦各有不同。不同時(shí)期干旱對(duì)產(chǎn)量影響大小順序?yàn)椋好缙冢痉登啵境樗耄境墒炱冢拘蓍e期。因此，應(yīng)根據(jù)全年降雨量、降雨強(qiáng)度等，篩選與降雨同步的作物品種。 

表3 1993～1994年陜西合陽控制不同時(shí)期降水量對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響

 

控水時(shí)期 控制降水

量(mm) 供給水

量(mm) 產(chǎn)量

(kg/hm2) 降水利用效率

(kg/hm2.mm) 

休閑期(6.20～9.15) 321 232.2 2 834 12.21 

苗期(9.16～3.10) 93 460.4 1 500 3.26 

返青抽穗(3.11～5.10) 67 485.8 2 066 4.25 

成熟期(5.11～6.19) 76 476.5 2 501 5.25 

CK 0.0 553.0 4 451 8.06 

2.5 節(jié)水灌溉調(diào)水

節(jié)水灌溉就是要充分地和有效地利用自然降水和灌溉水，通過采用水資源、工程、農(nóng)業(yè)、管理等措施，最大限度地減少水從水源通過輸水、配水、灌水直至作物耗水過程中的損失，最大限度地提高單位耗水量的作物產(chǎn)量和產(chǎn)值。節(jié)水農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵一般包括水資源的合理開發(fā)利用、輸配水和田間灌溉過程的節(jié)水、農(nóng)業(yè)節(jié)水增產(chǎn)技術(shù)以及用水管理節(jié)水等4個(gè)方面。對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行灌溉，從水源引水，包括降水利用，到作物耗水形成產(chǎn)量要經(jīng)過一系的物理和生物過程。為了抵御干旱少雨的危害，增加農(nóng)作物產(chǎn)量，必須對(duì)分布于丘陵溝壑區(qū)中有限水資源加以高效合理利用，提出能充分利用水資源并發(fā)揮最大效益的優(yōu)化方案，進(jìn)行水資源的開發(fā)利用，在利用地下水為灌溉水的地區(qū)，對(duì)機(jī)井進(jìn)行測(cè)試改造，提高機(jī)井的出水效率，降低能耗。采用井渠結(jié)合，實(shí)行地面水和地下水聯(lián)合運(yùn)用，提高渠灌區(qū)水的重復(fù)利用率，對(duì)廢水可進(jìn)行凈化處理，使其達(dá)到灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)地下咸水可采取和淡水混合輸灌的方式進(jìn)行灌溉。節(jié)水灌溉技術(shù)就是采用管道輸水的方式進(jìn)行引灌，它可以提高田間水利用系數(shù)，灌水利用率高，杜絕田間輸水溝渠的滲漏損失和地面不平整水利用率不高而引起的深層滲漏損失，其方式有漫灌、溝灌、畦灌、噴灌等，其中畦灌比漫灌省水15%～20%；噴灌比渠灌(溝灌和畦灌)節(jié)水60%；滴灌比畦灌省水30%以上，增產(chǎn)30%～50%，這一技術(shù)輸水總有效利用率可達(dá)95%～97%，比土渠提高30%～40%，占地則可減少1%～3%。深挖農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)，包括蓄水保墑耕作技術(shù)，適雨種植的作物合理布局，提高作物抗旱能力的栽培技術(shù)，秸桿或地膜覆蓋的保墑技術(shù)，限額灌溉及節(jié)水抗旱品種選育6個(gè)方面，采用松耕作法，疏松耕層20 cm以上，耕層有效水分可增加4%～5.6%，滲透率提高13%～14%，糧豆增產(chǎn)10%，在伏雨前深松，可使40～100 mm土體蓄水量增加70%，小麥增產(chǎn)6%～30%，覆蓋地膜可提高地溫2～4℃，增加耕層土壤水分1%～4%，全生育期可節(jié)水1 500～2 250 m3/hm2，增產(chǎn)40%以上。膜孔灌是利用塑料薄膜輸水，通過膜孔(含放苗孔和專用灌水孔)給作物灌水的先進(jìn)方法，防止了水流對(duì)土壤的直接沖刷和侵蝕，因而可以避免田間土、肥流失，是建設(shè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)大田的最有效灌水方法之一。膜上灌投資少，操作簡便，便于控制水量，加快輸水速度，可減少土壤的深層滲漏和蒸發(fā)損失，顯著提高水的利用率。農(nóng)田吸熱和儲(chǔ)熱，同時(shí)也減少了膜側(cè)土壤水分蒸發(fā)所帶來的地?zé)嵯�耗，因此地溫較高，增加了作物生產(chǎn)所需的熱能供應(yīng)量，為農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

2.6 徑流農(nóng)業(yè)調(diào)水

徑流農(nóng)業(yè)又稱聚流農(nóng)業(yè)。它是實(shí)施降水資源的空間富集，把集水技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。實(shí)行農(nóng)田徑流利用技術(shù)，依據(jù)降水在地表面的再分配規(guī)律，采用相應(yīng)措施，把有限降水資源最大限度地保蓄、利用，是適應(yīng)旱區(qū)環(huán)境特點(diǎn)以及提高水分利用率的有效措施。在黃土高原水土流失區(qū)的丘陵地區(qū)，徑流農(nóng)業(yè)是把山間溝谷匯集的徑流引入農(nóng)田，增加土壤水分來源，變害為利的一種農(nóng)業(yè)耕種形式，國外稱之為微型集水區(qū)農(nóng)業(yè)，缺水的黃土高原水土流失地區(qū)，采用徑流農(nóng)業(yè)調(diào)水，無疑是因地制宜抗旱防災(zāi)的一項(xiàng)有效措施。在半干旱地區(qū)，盡管降水不多，但將有限的降水收集起來，其水量也是很可觀的，效果十分明顯。例如在1 hm2土地上降10 mm的雨，匯集起來就是100 m3的水，我國黃土高原地區(qū)旱地徑流農(nóng)業(yè)集水技術(shù)有窯窖、蓄水池、引洪漫灌、淤壩地和梯田等。寧夏固原七營鄉(xiāng)倪家壕村實(shí)施每戶兩口水窖，每窖可蓄水60 m3，成本200元，每窖可灌枸杞0.1 hm2，增產(chǎn)50～70 kg，每公頃增收7 500～10 500元，灌西瓜0.13 hm2，增產(chǎn)600～1 200kg，灌玉米0.13 hm2，增產(chǎn)150～240 kg，灌甘藍(lán)0.07 hm2，增產(chǎn)400～700 kg，其生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2.7 化學(xué)技術(shù)調(diào)水

抗旱化學(xué)制劑是利用化學(xué)手段生產(chǎn)的用于抑制土壤水分蒸發(fā)，促進(jìn)作物根系吸水或降低蒸騰強(qiáng)度的化學(xué)物質(zhì)。目前用于研究和生產(chǎn)的抗旱化學(xué)制劑，主要包括化學(xué)覆蓋劑、保水劑和抗蒸騰劑3種類型。對(duì)于化學(xué)節(jié)水，國外做了大量的研究，在日本、法國、印度等國引起廣泛的重視，先后在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用化學(xué)覆蓋，增產(chǎn)效果很好。施用化學(xué)制劑可以提高土壤保水能力，減少作物蒸騰損失。例如，噴施黃腐酸(抗旱劑一號(hào))可以抑制作物葉片氣孔開張度，使蒸騰減弱。由具有強(qiáng)吸水性能的高分子材料制成土壤保水劑，它能使土壤在降水或灌溉后吸收相當(dāng)自身量數(shù)百倍、上千倍的水分，膨脹形成水分不易離折的凝膠，在土壤干旱時(shí)將所含水分慢慢釋放出來供作物吸收利用，以后遇到降水或灌水還可再吸水膨脹，重復(fù)發(fā)揮作用。70年代末，我國從風(fēng)化煤中提取的黃腐酸(FA)，是一種較好的調(diào)節(jié)植物生長的抗蒸騰劑，具有廣泛的抗旱節(jié)水功能。全國10多個(gè)單位已研究出多種類型的保水劑，在60余種作物上推廣，應(yīng)用面積7萬hm2。到90年代，化學(xué)節(jié)水技術(shù)已被列為“八五”和“九五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃，并取得重大進(jìn)展。山侖采用Ca-GA(鈣-赤)混合處理小麥種子，促進(jìn)干旱環(huán)境下的成苗，而且具有提高葉面光合/蒸騰比及植物群體WUE的作用�，F(xiàn)已推廣6 700萬hm2。在黃土高原利用化學(xué)覆蓋、保水劑、抗蒸騰劑、稀土元素、生根粉等均有抗旱增產(chǎn)之作用。在干旱條件下，采用種衣劑或生根粉拌種，可提高出苗率5.5%～7.2%，促進(jìn)根系發(fā)育，使農(nóng)作物根系吸收水分和養(yǎng)分的能力增強(qiáng)。作物應(yīng)用抗旱劑，可使葉面氣孔開張度縮小11%～45.5%，大豆采用抗旱拌種，均能降低葉面氣孔開張度，降低蒸騰速度23.2%～44.3%，葉片水勢(shì)和土壤含水量明顯增加，葉片水勢(shì)比對(duì)照增加14.3%～87.5%，采用稀土元素處理作物苗期抗旱性增強(qiáng)，水分飽和虧缺與葉片水勢(shì)均表現(xiàn)出顯著相關(guān)，葉綠素含量達(dá)4.0～15.7%，在干旱或嚴(yán)重干旱條件下，農(nóng)作物產(chǎn)量有所增加，采用黃腐酸(FA)拌種與噴施，產(chǎn)量比對(duì)照提高4.8%和4.0%，分別達(dá)到顯著和極顯著水平(表4)。 

表4 內(nèi)蒙武川試區(qū)春小麥不同生育期不同處理0～50 cm土層含水量

 

處 理 三葉期 分蘗期 

FA(抗旱劑) 132 95 

CK 130 91 

FA-CK 2 4 

3 結(jié)束語 

黃土高原屬于干旱、半干旱地區(qū)，多數(shù)降水量只在250～600 mm之間，不能完全滿足一季作物的需要，降水量季節(jié)分布不均、降水集中、降水強(qiáng)度大和變率大等因素制約著糧食生產(chǎn)的發(fā)展。為了達(dá)到糧食增產(chǎn)目標(biāo)，逐步實(shí)現(xiàn)糧食產(chǎn)量潛勢(shì)，黃土高原旱農(nóng)區(qū)調(diào)水技術(shù)是糧食增產(chǎn)增收的有效措施和必然趨勢(shì)。黃土高原地區(qū)的有效灌溉面積由現(xiàn)有74.8萬hm2發(fā)展到2010年的78.6萬hm2，為了提高單位水量生產(chǎn)效率和糧食單產(chǎn)水平，還需配施化肥農(nóng)肥，大力培肥地力，應(yīng)用復(fù)種、覆蓋技術(shù)，作好耕作管理，采用輪作間套，優(yōu)化立體種植模式，試用抗旱保水劑，提高作物抗旱能力，實(shí)現(xiàn)干旱鍛煉與有限補(bǔ)充供水，選育引進(jìn)抗旱耐旱作物品種，推廣保墑豐產(chǎn)耕作技術(shù)等相關(guān)措施，達(dá)到每噸(或立方米)水生產(chǎn)糧食1～2 kg。雖然灌溉農(nóng)田在黃土高原地區(qū)所占的比例不大，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用十分突出，如陜西省水地面積只占耕地的1/3，糧食產(chǎn)量卻占2/3。黃土高原地區(qū)光熱條件優(yōu)越，唯有降水不足，一旦在旱農(nóng)區(qū)調(diào)節(jié)技術(shù)應(yīng)用適合，農(nóng)田生產(chǎn)力肯定會(huì)有一個(gè)大幅度提高。

彭珂珊（中國科學(xué)院 水利部 水土保持研究所 陜西楊陵 712100）

鄧西平（中國科學(xué)院 水利部 水土保持研究所 陜西楊陵 712100）

徐學(xué)選（中國科學(xué)院 水利部 水土保持研究所 陜西楊陵 712100）

參 考 文 獻(xiàn)

1，黃青禾，苗復(fù)春. 減災(zāi)農(nóng)業(yè). 北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，1993

2，孫國武. 中國西北干旱氣候研究. 北京：氣象出版社,1996

3，冷石林. 中國北方旱地作物節(jié)水增產(chǎn)理論與技術(shù). 北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1996

4，信乃詮，王立祥. 中國北方旱作農(nóng)業(yè). 南京：江蘇科學(xué)出版社，1998

5，黃修橋. 節(jié)水灌溉的三個(gè)體系. 節(jié)水灌溉，1999(1).