蔡小麟

摘要：如何保證農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)，而土壤保墑技術(shù)對(duì)作物生長(zhǎng)非常關(guān)鍵。闡述幾種旱地農(nóng)業(yè)土壤蓄水、保水、保墑技術(shù)以及水肥耦合技術(shù) ，提出旱地農(nóng)業(yè)保墑技術(shù)作為農(nóng)業(yè)節(jié)水的重要環(huán)節(jié)，與農(nóng)業(yè)工程節(jié)水技術(shù)相輔相成，可為旱地農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供技術(shù)途徑。

關(guān)鍵詞：旱作農(nóng)業(yè)；節(jié)水技術(shù)；保墑；水肥耦合

中圖分類(lèi)號(hào)：S157.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2016）01-0046-03

在農(nóng)作物種植過(guò)程中，土壤的作用不言而喻。如何提高土壤的利用率，已成為保證農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的關(guān)鍵。土壤保墑技術(shù)作為一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)農(nóng)技手段，受到了廣泛的重視和充分的利用。土壤保墑的目的，一是有效利用降水或流水，將水分儲(chǔ)存于土壤中，提高土壤蓄水能力，供作物生長(zhǎng)時(shí)利用；二是提高土壤肥力，保證土壤活性；三是改良土壤，為農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供可靠保障。

1 旱地土壤蓄水技術(shù)

各種耕作措施（如覆蓋、深耕、少耕、免耕、深松）及調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，實(shí)行合理輪作、間作、套作、等高種植等，均能有效改善土壤理化性質(zhì)，加厚土壤耕層深度，建立良好的土壤庫(kù)容量，增加降水或灌溉水的入滲，抑制水分蒸發(fā)，達(dá)到蓄水保墑的目的，從而為干旱地區(qū)抗旱耕作及節(jié)水灌溉提供保障。

1.1 翻耕技術(shù)

翻耕法是我國(guó)北方土壤耕作的主要方法。翻耕對(duì)土壤的作用很大，主要表現(xiàn)在：一是翻轉(zhuǎn)耕層有助于消滅雜草和病蟲(chóng)害；二是可以使比較緊實(shí)的土壤變得疏松，增加耕層厚度，增強(qiáng)土壤通透性，促進(jìn)微生物活動(dòng)和土壤養(yǎng)分有效利用；三是把作物殘?jiān)陀袡C(jī)物翻到耕層內(nèi)，可使地表清潔，便于耕種。傳統(tǒng)耕作因犁底層的存在而大大影響水分入滲，限制了土壤蓄水能力；四是采用機(jī)耕和畜力套耕法分期分層逐年加深耕層，或采用深松犁使深松深度達(dá)到25～40 cm，以打破犁底層，加深耕層疏松土壤厚度，增加土壤蓄水量；五是深耕地比淺耕地作物根量增加30%以上，深層土壤中水分及養(yǎng)分的利用率明顯提高。

1.2 水平等高耕作

水平等高耕作是在坡地上采用的一種集水蓄墑耕作技術(shù)，也稱(chēng)為橫坡耕種或等高種植。它是在原面的緩坡地上將原來(lái)的順坡耕作改為橫坡耕作，所有坡地耕種措施如翻耕、播種、中耕等均沿水平等高線進(jìn)行，這種耕作方式可以在地面上自然形成許多等高蓄水的小犁溝和作物行，有利于攔截徑流，增加降水入滲率。甘肅省西峰水土保持科學(xué)試驗(yàn)站試驗(yàn)表明：在2 °左右的坡地上，等高耕種比順坡耕種減少?gòu)搅髁?1.4%～57.37%；在0～70 cm的土層內(nèi)，等高耕種的土壤水分含量比順坡耕種的高2.80%～9.59%。據(jù)天水水土保持試驗(yàn)站觀測(cè)，等高耕作比順坡耕種一般增產(chǎn)10%～20%。在坡度小于5 °的情況下，實(shí)行等高耕種可達(dá)到集水、增滲、增產(chǎn)的目的，同時(shí)有利于坡地扁平，為實(shí)行等高帶狀間作或等高溝壟耕作打下基礎(chǔ)。

1.3 修建梯田

在丘陵溝壑地區(qū)修建梯田，田面坡度較大，但可以收到較好的集水增墑效果。我國(guó)黃土丘陵區(qū)坡耕地年徑流量約為225～450 m3/hm2，年土壤侵蝕量約為45～180 t/hm2（折合4～16mm厚的黃土層）。缺雨時(shí)農(nóng)田干旱，形成“無(wú)雨苗不長(zhǎng)”。雨季來(lái)后多暴雨，水土流失嚴(yán)重，又形成“下雨流黃湯”的景象。修建水平梯田后可攔蓄較大的暴雨，做到水不出田、土不下坡。根據(jù)修造方法和地面形式的不同，梯田一般分為水平梯田、坡式梯田、隔坡梯田、反坡梯田等類(lèi)型。由于修建梯田地坎的材料不同，又可分為石坎梯田與土坎梯田。興修水平梯田工程最重要的是采取“里切外墊，生土搬家，死土深翻，活土還原”的辦法，嚴(yán)格保留活土層，這樣才能使土壤肥力受到最小的影響。

1.4 蓄水聚肥改土耕作法

該項(xiàng)技術(shù)把耕地優(yōu)化組合成“種植溝”和“生土壟”兩大部分：“種植溝”內(nèi)聚集了耕作層近2倍的表土和肥料，活土層深，為作物生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造了良好條件；“生土壟”由耕作層以下底土筑成，用以改善地面環(huán)境，擋風(fēng)積雪，攔蓄徑流。蓄水聚肥改土耕作法具有操作簡(jiǎn)便、增產(chǎn)效果顯著的優(yōu)點(diǎn)，在旱原、梯田、坡地均有廣泛應(yīng)用。

1.5 少耕免耕技術(shù)

少耕免耕技術(shù)是近40 a來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型耕作方法。傳統(tǒng)耕作方法雖然在世界各地被廣泛采用，且有促進(jìn)土壤熟化、抑制田間雜草和病蟲(chóng)等特點(diǎn)，但隨著耕作次數(shù)的積累，形成穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)的耕作層（犁底層），影響了土壤的蓄水能力和作物根系的生長(zhǎng)，尤其在干旱半干旱地區(qū)易失水跑墑，而多雨濕潤(rùn)地區(qū)易蓄水成漬而導(dǎo)致土壤鹽堿化。傳統(tǒng)耕作表層土壤疏松，破壞了團(tuán)類(lèi)結(jié)構(gòu)，加速了有機(jī)質(zhì)分解，加劇了水土流失和風(fēng)蝕，不適合干旱地區(qū)采用。此外，耕作次數(shù)增多既耗能也耗工，增加了生產(chǎn)成本。

目前，少耕免耕法主要有壟作少耕法、輪翻少耕法、深土少耕法、耙茬少耕法、免中耕少耕法、鐵茬播種、秸稈覆蓋免耕法、沙田免耕法等，其技術(shù)原理基本相近，關(guān)鍵是盡可能地保持土壤的原有層次結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)耕法是用機(jī)械物理的方法改變土壤的構(gòu)造狀況，而免耕法則是依靠生物的作用來(lái)達(dá)到這個(gè)目的。采用免耕法能保存作物的老根，遺留在根下土壤中的根孔有利于蚯蚓的活動(dòng)，且這些地下孔道不會(huì)被深翻或深耕所截?cái)嗷蚱茐模蚨诮咏乇韰^(qū)域形成一個(gè)結(jié)構(gòu)良好、孔隙度高的土層。隨著免耕的連續(xù)施行，每次種植都會(huì)有新的渠系穿插在土層之中，并不斷累積有機(jī)物質(zhì)。這些有機(jī)物質(zhì)借助微生物的作用，可形成水穩(wěn)定性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。在植物殘?bào)w的覆蓋下，潮濕土壤里蚯蚓的活動(dòng)量會(huì)進(jìn)一步增加，并把部分覆蓋物翻入土中。蚯蚓本身發(fā)揮著“生物犁”的作用，它們的排泄物就是很好的團(tuán)粒，因此，免耕法是用生物進(jìn)行耕作的方法。

2 旱地土壤保水技術(shù)

2.1 耙耱保墑

耙耱保墑技術(shù)的核心是碎土、平地，以減少表土層大空隙，防止土壤水分蒸發(fā)，進(jìn)而達(dá)到保墑的目的。干旱半干旱地區(qū)春季多風(fēng)少雨，土壤水分增發(fā)強(qiáng)度大，可在土地剛剛解凍3～4 cm、晝消夜凍時(shí)開(kāi)始耙地，反復(fù)縱橫交錯(cuò)作業(yè)2～3次，使地表形成疏松的干土層，有利于切斷毛管并保持土壤水分。

2.2 鎮(zhèn)壓保墑和提墑技術(shù)

鎮(zhèn)壓是指碎土后壓緊土壤表層，用以保墑和提墑。冬季地凍時(shí)作業(yè)效果最好，這是因?yàn)槎焱寥李w粒大而多，容易失墑。鎮(zhèn)壓可以壓碎土塊，減少地表大空隙，阻斷土壤氣體與大氣的交流，抑制土壤氣態(tài)水損失。但應(yīng)注意的是，鎮(zhèn)壓需要在表層土壤干燥時(shí)進(jìn)行，以避免土壤板結(jié)。

2.3 中耕保墑技術(shù)

中耕保墑技術(shù)是在作物生長(zhǎng)期內(nèi)采用的保墑技術(shù)，其主要作用是通過(guò)松土、除草，切斷土壤毛管，防止土壤板結(jié)，從而減少水分蒸發(fā)量，增加降雨入滲能力。雨后2～3 d及時(shí)中耕有利于保墑。

2.4 覆蓋保墑

2.4.1 秸稈覆蓋保墑技術(shù) 秸稈覆蓋就是將作物秸稈或干草等覆蓋于土壤表面，以減少地表蒸發(fā)和降雨徑流，增強(qiáng)降雨入滲，提高耕層供水量。秸稈覆蓋的抑蒸保墑效應(yīng)可波及土層1 m深處。在降雨或灌溉后將秸稈覆蓋于壟間，可以調(diào)節(jié)地溫，保持土壤濕度，改良土壤培肥地力，改善土壤物理性狀，利于作物增產(chǎn)。我國(guó)北方旱作農(nóng)業(yè)和補(bǔ)充灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)多采用麥秸、麥糠、玉米秸等覆蓋地表，厚度一般在15～25 cm，覆蓋時(shí)間為春夏兩季。秸稈可隨腐爛隨添加，無(wú)需取出，起到培肥地力的作用。為防止秸稈、雜草發(fā)生蟲(chóng)害，可適當(dāng)噴灑農(nóng)藥。秋后倒茬時(shí)用玉米收割機(jī)粉碎還田，避免土壤裸露晾曬，利于保墑。

2.4.2 砂石覆蓋保墑技術(shù) 砂石覆蓋保墑技術(shù)是將卵石、礫石、粗砂和細(xì)沙的混合體覆蓋于土壤表層，再鋪設(shè)一層厚度約為5～15 cm的覆蓋層，稱(chēng)為砂田或石田。這項(xiàng)技術(shù)是由甘肅干旱地區(qū)創(chuàng)造出來(lái)的蓄水保墑、防旱抗旱、提高地溫、保持土壤的一項(xiàng)有效措施，已有300 a的歷史。我國(guó)砂田主要分布在甘肅省蘭州市附近的縣市之內(nèi)，面積約有9萬(wàn)多km2。此外，在青海、山西等省也有少量分布。長(zhǎng)期實(shí)踐證明，在西北地區(qū)年降雨量200～400 mm的條件下，覆蓋砂石的砂田比無(wú)覆蓋的土田具有突出的抗旱、保墑、壓減、增產(chǎn)作用，并能使作物早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)。

2.4.3 地膜覆蓋保墑技術(shù) 農(nóng)田地膜覆蓋可以阻斷土壤水分垂直蒸發(fā)，使水分橫向遷移，增大水分蒸發(fā)的阻力，有效抑制土壤水分的無(wú)效蒸發(fā)，抑制蒸發(fā)能力可達(dá)80%以上。覆膜的抑蒸保墑效應(yīng)促進(jìn)了“土壤—作物—大氣”體系中水分的有效循環(huán)，增加了耕層土壤儲(chǔ)水量，有利于作物利用深層水分，改善作物吸收水分條件、水熱條件以及作物生長(zhǎng)狀況，有利于土壤礦物質(zhì)養(yǎng)分的吸收利用。當(dāng)早晚氣溫較低時(shí)，在膜下形成水滴并不斷滴在膜下的土壤中，再滲入下層土壤。當(dāng)白天氣溫升高時(shí)，土壤水分再次蒸發(fā)，溫度降低時(shí)又凝結(jié)成水。這樣周而復(fù)始，會(huì)形成一個(gè)水汽小循環(huán)，使土壤含水量增加。另外，地膜覆蓋后地表溫度會(huì)升高，在無(wú)重力水的情況下，由于土壤熱梯度的差異，可促進(jìn)深層土壤水分向上轉(zhuǎn)移，提高上層土壤含水率。

2.4.4 化學(xué)覆蓋保墑技術(shù) 化學(xué)覆蓋劑是將高分子化學(xué)物質(zhì)加工成乳劑并噴灑到土壤表面，形成一層覆蓋層，阻止水分子通過(guò)，從而抑制土壤水分的蒸發(fā)。其主要作用是保墑、增墑、改良土壤結(jié)構(gòu)、促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，從而提高作物產(chǎn)量。

2.5 保水劑技術(shù)

保水劑是一種高效吸水性樹(shù)脂，也是一種高分子材料，能吸收自身重量數(shù)百倍甚至上千倍的水分且吸水快速，同時(shí)，在干旱條件下還可以再釋放水分供作物利用。其主要作用體現(xiàn)在：一是提高土壤吸水能力，增加土壤含水量；二是增強(qiáng)土壤保水能力，降低土壤水分蒸發(fā)量和水分滲透速度；三是改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤保肥能力。

3 增施有機(jī)肥與秸稈還田

增施有機(jī)肥料可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量。有機(jī)質(zhì)經(jīng)微生物分解后形成腐殖質(zhì)胡敏酸，它可以把單粒分散的土壤膠結(jié)成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤，使土壤容重變小，空隙率增大，這樣可以使雨水和地表徑流滲入土層。這些團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤能把入滲土壤中的水變成毛管水保存起來(lái)，以減少蒸發(fā)。因此，增施有機(jī)肥既能提高土壤肥力，又可改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤涵蓄水分的能力，增強(qiáng)根系吸收水分的能力，達(dá)到以肥調(diào)水、提高水分利用率的效果。

4 水肥耦合技術(shù)

作物生長(zhǎng)需要一定的水分和肥料供應(yīng)，因此，根據(jù)作物生長(zhǎng)特點(diǎn)及需肥需水規(guī)律，研究水肥耦合技術(shù)十分關(guān)鍵。通過(guò)測(cè)定土壤肥力，建立以肥、水、作物產(chǎn)量為核心的耦合技術(shù)模型，可實(shí)現(xiàn)合理施肥、培肥地力、以肥調(diào)水、以水促肥，充分發(fā)揮水肥協(xié)同效應(yīng)和激勵(lì)機(jī)制，提高抗旱能力和水分利用效率，這對(duì)提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)起著非常關(guān)鍵的作用。

4.1 水分對(duì)提高肥效的作用

水分是作物正常生長(zhǎng)發(fā)育所必需的生存條件之一，土壤水分狀況決定著作物的需肥量和從土壤中吸收養(yǎng)分的能力。一般來(lái)說(shuō)，施肥效果隨土壤含水量的提高而增加。當(dāng)土壤含水量不足時(shí)，由于水分直接抑制作物正常生長(zhǎng)和發(fā)育，光合作用減弱，干物質(zhì)生產(chǎn)較少，肥料利用率會(huì)有所降低，因此，此時(shí)施肥難以發(fā)揮應(yīng)用的增產(chǎn)效果。隨著土壤水分的提高，作物長(zhǎng)勢(shì)會(huì)增強(qiáng)，吸收養(yǎng)分能力也會(huì)提高，從而有助于實(shí)現(xiàn)施肥增產(chǎn)的效果。尤其在施肥量大的情況下，更應(yīng)重視土壤含水量的調(diào)節(jié)，以發(fā)揮肥料的增產(chǎn)潛力。在干旱年份，如果沒(méi)有良好的灌溉條件而盲目施用化肥，勢(shì)必會(huì)降低肥效并造成浪費(fèi)；相反，在多雨年份適當(dāng)增施肥料，則有利于提高肥料的使用效果，但要防止因土壤水分過(guò)多或氮肥過(guò)量而造成作物貪青晚熟和減產(chǎn)減收。

4.2 施肥與水分利用效率的關(guān)系

施肥可促進(jìn)作物根系發(fā)育，擴(kuò)大作物覓取水分和養(yǎng)分的空間。根系除了具有固定和支撐植物體的作用外，還有助于吸收水分、養(yǎng)分以及合成植物激素。作物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收有賴(lài)于根系的擴(kuò)展，因?yàn)樗志哂懈咚畡?shì)向低水勢(shì)移動(dòng)和擴(kuò)散的能力。根系對(duì)土壤水分的消耗必然會(huì)造成根系周?chē)寥浪值奶澣保瑥亩铀偎窒蚋祬^(qū)域的遷移，因此，發(fā)育良好的根系系統(tǒng)對(duì)作物增產(chǎn)至關(guān)重要。

施肥還可提高作物蒸騰量，減少水分蒸發(fā)量，使水分得到有效利用。蒸騰作用的強(qiáng)弱是植物水分代謝的重要指標(biāo)。干物質(zhì)的形成以及作物產(chǎn)量的高低，均與蒸騰量和蒸騰效率有關(guān)。與蒸騰相反，蒸發(fā)卻是水分的無(wú)效消耗，因此，提高作物蒸騰量和蒸騰效率，盡量減少蒸發(fā)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要意義。

施肥有利于提高水分利用效率。水分利用效率是用來(lái)描述植物生長(zhǎng)量（尤其是籽粒產(chǎn)量）與水分利用量關(guān)系的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。施肥的增產(chǎn)作用并不以消耗較多土壤水分為代價(jià)，而是以提高水分利用率為基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

旱地農(nóng)業(yè)保墑技術(shù)作為農(nóng)業(yè)節(jié)水的重要環(huán)節(jié)和方法，與農(nóng)業(yè)工程節(jié)水技術(shù)相輔相成。旱地農(nóng)業(yè)保墑技術(shù)在現(xiàn)實(shí)需求下，技術(shù)革新日新月異。當(dāng)然，還有很多旱地農(nóng)業(yè)保墑技術(shù)如調(diào)整作物布局、選用節(jié)水型品種、推廣化學(xué)調(diào)控節(jié)水技術(shù)等。只有充分利用并大力推廣土壤綜合保墑技術(shù)，改良并改善耕作和覆蓋機(jī)具，建立健全旱地農(nóng)業(yè)高效用水技術(shù)體系，才能有效服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)作物穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)和農(nóng)民增收目標(biāo)。