旱作农业节水工程技术探讨

【摘要】：发展旱作农业节水工程技术，高效利用有限水资源，对于保障粮食作物稳产高产具有长远和现实的双重意义。阐述旱作农业工程节水技术的内涵，介绍目前应用较为普遍的少免耕覆盖机械化技术、农田耕作蓄水保墒技术、秸秆粉碎还田技术、节水灌溉技术、水改旱技术5 种技术内容，为旱作农业工程技术推广提供借鉴。

【关键词】：农业工程；旱作农业；节水；技术；保护性耕作；灌溉

辽宁省约有275 万hm2 没有灌溉条件的旱作农田，产量不稳，“靠天吃饭”。干旱之年，辽宁粮食减产为25 亿～50 亿kg。发展旱作农业节水工程技术，高效利用有限水资源，改变部分地区水资源短缺且利用效率低的现状，改进传统大田作物高耗水种植模式，对于保障粮食作物稳产高产和辽宁粮食安全具有长远和现实的双重意义。

1 旱作农业工程节水技术的内涵

旱作农业工程节水技术是指在旱作农业区域，通过实施机械化作业及相应配套措施，达到节水、蓄水、保水、抗旱和促进作物增产的农业工程技术。农业是高耗水产业，農业用水占全社会总用水量的70%。因此，必须以水利建设为突破口，以大力发展节水农业、水土保持、河道建设为重点，研究和推广旱作农业节水工程技术，加强现有节水技术的集成推广和水资源的管理，加快水利工程建设，建立节水型农业，使有限的水资源充分发挥作用，为粮食生产稳产增产创造条件。

2 旱作农业工程节水技术的内容

2.1 少免耕覆盖机械化技术

少免耕覆盖机械化技术是目前大力提倡和推广的保护性耕作技术内容之一。在少耕免耕条件下，地膜和秸秆覆盖耕作与传统耕作相比，可促进土壤养分转化，改善土壤物理性状，协调水、肥、气、热和各肥力因素，增产效果明显。该技术可因地制宜地在半干旱地区进行推广，其好处在于：一是秸秆均匀覆盖于地表，起到保墒压草作用；二是直接硬茬播种，不打乱土层，不破坏覆盖物，减少了水分蒸发，起到保水抗旱的作用；三是抢时、争时、省时，可提早作物的播种期，保证作物生产的有效积温；四是避免秸秆焚烧造成的资源浪费、空气污染和火灾。

2.2 农田耕作蓄水保墒技术

1 ） 深耕。深耕可加深耕层，疏松土壤，打破犁底层，熟化土壤，使土体持水能力提高，增加土壤的蓄水能力，有利于作物根系生长发育。据测试，耕层由15 cm加深到30 cm，平均可使农田多蓄水450 m3/hm2 以上。一般深耕后的土壤能将90%以上的降水吸收。传统的中小型拖拉机带二铧犁耕翻和大型拖拉机配旋耕机作业，耕深一般为15 ～18 cm，最深只有20 cm。而使用大型拖拉机配带深耕犁深耕者甚少，一是由于一家一户地块较小，不利于大型机械化作业；二是大型拖拉机深耕后尚需人工平地，农民怕费力而不愿使用。

2 ） 深松。深松是一种只疏松土层而不翻转土壤的抗旱耕作法，其突出优点是动力消耗少，土壤水分散失少，利于打破犁底层，构建耕层“海绵层”，进而提高土壤蓄水保墒能力。由于传统耕作习惯是翻耕加表层浅耙或旋耕，深松技术的应用还不普遍，加之深松作业消耗动力大，增加了作业成本。此外，对深松的作用宣传不够，没有引起农民及农村干部的重视，这也是深松作业难以推广的重要原因之一。今后，在国家对深松项目的补贴政策激励下，深松作业面积将进一步扩大。

3 ） 虚实并存耕作。这种耕作方法的主要特点是上翻下松和间隔深松，形成相邻土带的土壤空隙度不同，从而将水、肥、气、热的垂直运移改为既有垂直运移又有侧向水平运移，进而提高土壤的保水保肥能力， 创造利于作物生长的适宜环境。

2.3 秸秆粉碎还田技术

玉米秸秆还田有利于补充土壤有机质，增加土壤肥力和土壤空隙度，利于蓄水，提高作物抗旱能力。其技术工艺为：玉米机收同时进行秸秆粉碎或人工摘穗（或用秸秆粉碎还田机粉碎）→施肥→旋耕机或圆盘耙灭茬→深耕→压盖→播种。实施该技术应注意以下事项：一是玉米成熟后要及时摘穗，并连同苞衣一并摘掉，此时秸秆呈绿色，含水量在30%左右，养分含量最高，利于粉碎且入土后易腐烂，对土壤增肥效果最佳。二是作业时拖拉机选择低档的粉碎效果最佳。秸秆粉碎后的长度要求小于10 cm。目前用于田间直接粉碎秸秆的机具有两类，一类为旋转刀或锤式粉碎机，另一类为立式刀轴式切碎机并配带灭茬刀。前者故障少，但秸秆粉碎效果差； 后者切碎效果好且能灭茬，可省去灭茬工序，但故障较多。三是粉碎后的玉米秸秆在腐解过程中需要吸收碳、氮、磷的比例应为100.0 ∶4.0 ∶1.0 ，而玉米秸秆中这3 种元素的比例仅为100.0 ∶2.0 ∶0.3 ，这就需要根据秸秆产量增施一定数量的氮肥和磷肥。四是秸秆还田后要深耕，深度至少达到20 cm以上，并且要镇压、耙耢2 ～3 遍，使土壤达到上虚下实的构造。五是土壤墒情不足时要浇水，封冻前必须浇足封冻水，以沉实土壤，翌年春天应及早浇返青水。

2.4 节水灌溉技术

1 ） 行走式机械节水灌溉技术。目前多以小型拖拉机为动力，配备简单的贮运施水装置和作业机具，将水源的水运至田间，并按作物的农艺要求，分段、定时、定量施水，以达到节水、保苗、增产的目的。行走式灌溉机具机动灵活，不受地形限制，可充分利用各种水资源，运水过程中损失少，还可与其他相应农具配套使用，具有结构简单、投资少、成本低、容易操作等优点，符合我国农村现有技术水平和经济实力需求，在干旱与半干旱地区有很高的推广价值。典型机具有坐水播种机和多功能移动式灌溉机。

2 ） 微喷灌技术。这是一种全面湿润地表的灌溉方式，工作压力低，节水抗堵塞性好。其主要部件——喷头分为两种：一是摇臂式喷头，全圆或扇形喷洒，耐腐蚀，耐老化，寿命长，射程距离可随意调整；二是微喷头式喷头，有折射式、射流式、离心式、缝隙式等款型。

3 ） 渗灌技术。该技术是利用全封闭式管道，将作物所需的水分、空气、肥料通过埋入地下的渗灌管，以与作物吸收相平衡的速度缓慢渗出并直接作用到作物根系的灌溉方式。

4 ） 滴灌。滴灌需灌透耕层，以不形成地表径流为宜。灌后及时进行中耕耙田，耙松表土形成松土层，厚度应小于2 ～4 cm。灌溉次数一般为2 ～4 次，视旱情、雨情而定。膜下滴灌在辽宁得到大力推广，66.7 万hm2 （1 000 万亩）滴灌节水农业工程正在实施，相关水利及农田工程已形成规模化。

2.5 水改旱技术

水改旱技术的主要内容包括：一是深耕晒田，重施有机肥，每667 m2 基施有机粪肥2.5 ～3.0 kg；二是深挖排水沟，降低1 m以内的地下水；三是选择干旱缺水条件下能正常生长发育、高产稳产的作物品种；四是选择适宜的种植模式，充分提高水资源利用率；五是结合其他节水技术科学栽培。水改旱技术可以提高水分利用效率10%～40%，节省灌溉用水20%，使粮食作物增产8%以上，节约投肥10%左右。