孫景瑜 劉茂林 高革民 康立寧 王云秀

摘要 以石家莊市的藁城區(qū)為例，根據(jù)氣象資料和主要農(nóng)作物的生育期特點(diǎn)，分析了農(nóng)作物的需水規(guī)律與自然降水的關(guān)系，得出如下結(jié)論：（1）實(shí)際降水遠(yuǎn)不能滿足冬小麥生育期對(duì)水分的需求，實(shí)施補(bǔ)充灌溉是藁城區(qū)確保冬小麥穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要措施之一;（2）即使實(shí)際降水量不能滿足夏玉米對(duì)水分的需求，但實(shí)施補(bǔ)充灌溉所需的降水量遠(yuǎn)比冬小麥要少;（3）實(shí)際降水量一般情況下均能滿足油葵對(duì)水分的需求，即使個(gè)別年份不能滿足，但實(shí)施補(bǔ)充灌溉所需降水量遠(yuǎn)比冬小麥要少得多;（4）實(shí)際降水量不能滿足棉花對(duì)水分的需求，實(shí)施補(bǔ)充灌溉需要20～120 mm，因此，小麥被視為農(nóng)業(yè)用水大戶。夏玉米、油葵、棉花、夏谷子生育期，大部分時(shí)段正好處于夏季，尤其是夏玉米和油葵，是全年降水量最多的時(shí)段，即時(shí)實(shí)際降水量不能滿足其對(duì)水分的需求，實(shí)施補(bǔ)充灌溉需要較少的水量即可。

關(guān)鍵詞 農(nóng)作物;需水;種植結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：X503 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）09–0133–02

1 研究背景與意義

藁城區(qū)位于河北省西南部，屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候。轄區(qū)總面積836 km2，其中，耕地38 200 hm2，主要種植小麥、棉花、玉米、谷子、大豆等作物，是河北省商品糧和優(yōu)質(zhì)棉基地。藁城區(qū)地處華北平原腹地，地勢(shì)平坦，氣候因素在全境沒(méi)有較大的區(qū)域變化，年平均降水量494 mm，年最大降水量1 007.1 mm。降水量主要集中在5—9月，占全年降水量的80%。有效積溫4 100 ℃·d無(wú)霜期196 d。

石家莊市藁城區(qū)水資源嚴(yán)重缺乏，是全國(guó)35個(gè)嚴(yán)重缺水城市之一，人均水資源量230 m3，與石家莊市基本持平，是河北省人均水平的70%左右，遠(yuǎn)低于人均500 m3的國(guó)際公認(rèn)“極度缺水標(biāo)準(zhǔn)”。

地下水超采一直是熱點(diǎn)話題。在某種程度上，儲(chǔ)存在地下含水層的地下水通常被認(rèn)為是不可再生資源，是人類以及后代子孫賴以生存的主要命脈。地下水超采綜合治理與地區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整并重已到了刻不容緩的地步。為此，石家莊市氣象局聯(lián)與藁城區(qū)氣象局共同開(kāi)展農(nóng)作物氣象條件分析，以期探索出一條藁城區(qū)節(jié)水壓采穩(wěn)糧的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整之路。

2 農(nóng)作物需水規(guī)律

地下水與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的作用和影響是相互的，地下水系演化、地下水和地表水轉(zhuǎn)化與灌溉農(nóng)業(yè)、綠洲農(nóng)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。解決地下水危機(jī)的關(guān)鍵在于節(jié)水性農(nóng)業(yè)的發(fā)展，摸清當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物的需水規(guī)律，努力提高水分利用率、發(fā)展高效的節(jié)水農(nóng)業(yè)勢(shì)在必行。

2.1 冬小麥的需水規(guī)律

冬小麥一生中需水400～500 mm（表1），藁城該時(shí)期歷年降水量平均為160 mm。其中，最少降水量出現(xiàn)在2010—2011年，僅約為90 mm;最多出現(xiàn)在2003—2004年，約為340 mm。實(shí)際降水遠(yuǎn)不能滿足冬小麥對(duì)水分的需求。因此，實(shí)施補(bǔ)充灌溉是藁城區(qū)確保冬小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要措施之一[1-2]。

2.2 夏玉米的需水規(guī)律

夏玉米一生中需水400～500 mm（表2），比冬小麥略多。藁城該時(shí)期歷年降水量平均為380 mm，最少出現(xiàn)在1992年，僅為120 mm;最多出現(xiàn)在1993年，約為590 mm。近32年來(lái)，降水量超過(guò)400 mm的年份有17年，降水量 300 mm以下的年份僅有7年。即使實(shí)際降水量不能滿足夏玉米對(duì)水分的需求，實(shí)施補(bǔ)充灌溉所需降水量遠(yuǎn)比冬小麥要少得多。這是因?yàn)橄挠衩椎纳谡锰幱谙募?，是全年降水量最多的時(shí)段[3-4]。

2.3 油葵的需水規(guī)律

油葵一生中需水約300 mm（表3），比冬小麥整個(gè)生育期需水少得多。藁城該時(shí)期歷年降水量為380 mm，最少出現(xiàn)在1997年，僅為140 mm;最多出現(xiàn)在1993年，約為640 mm。近32年來(lái)，降水量超過(guò)300 mm的年份為28年。即實(shí)際降水量一般情況下均能滿足油葵對(duì)水分的需求，實(shí)施補(bǔ)充灌溉需要的降水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)比冬小麥要少得多。這是因?yàn)橛涂纳谡锰幱谙募?，是全年降水量最多的時(shí)段，同時(shí)油葵的需水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于冬小麥。

2.4 棉花的需水規(guī)律

棉花一生中需水500～600 mm（表4），藁城該時(shí)期歷年降水量約為480 mm，最少出現(xiàn)在1992年，僅約170 mm;最多出現(xiàn)在2003年，約為760 mm。近33年來(lái)，降水量超過(guò)500 mm的年份有19年。即實(shí)際降水量不能滿足棉花對(duì)水分的需求，需要實(shí)施補(bǔ)充灌溉20～120 mm[5-7]。

2.5 夏谷的需水規(guī)律

谷子是一種比較耐旱的作物，其全生育期的需水規(guī)律可以概括為“前期耐旱，中期喜水（宜濕），后期怕澇”。適期播種，使谷子需水規(guī)律與當(dāng)?shù)刈匀唤涤暌?guī)律相吻合，充分利用自然降雨，是旱地谷子高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施。以谷子需水規(guī)律為依據(jù)，使谷子苗期處于干旱少雨季節(jié)，有利于蹲苗，使谷苗長(zhǎng)得壯實(shí)。拔節(jié)期趕在7月初雨季來(lái)臨的初期，孕穗期趕在7月下旬雨季來(lái)臨的中峰期，防止“胎里旱”。此外，要把谷子抽穗期趕在7月底前，要拖泥。8月上旬的雨季高峰期，要防止“卡脖旱”，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)穗大花多。開(kāi)花灌漿期抗逆能力顯著減弱，既不抗旱又不耐澇，要盡量趕在雨量少、日照多、晝夜溫差大的時(shí)期，有利于開(kāi)花授粉和干物質(zhì)積累，籽粒飽滿，秕籽少。將成熟期趕在霜凍前，從而獲得高產(chǎn)。

3 對(duì)種植結(jié)構(gòu)的影響及建議

通過(guò)以上分析可知，小麥被視為農(nóng)業(yè)用水大戶，以冬小麥為例，整個(gè)生長(zhǎng)期需澆灌3～4次。澆灌小麥用水占社會(huì)總用水量的50%左右。夏玉米、油葵、棉花、夏谷子生育期大部分時(shí)段正好處于夏季，尤其是夏玉米和油葵，處于全年降水最多的時(shí)段，即使實(shí)際降水量不能滿足其對(duì)水分的需求，補(bǔ)充灌溉也僅需較少的水量。

因此，改變作物種植結(jié)構(gòu)與改變用水結(jié)構(gòu)、徹底治理地下水超采，對(duì)水資源的可持續(xù)利用有著重要的意義。1949年以前，河北省石家莊地區(qū)的作物熟制是兩年三熟，新中國(guó)成立后，為提高糧食產(chǎn)量，變成了一季小麥、一季玉米的一年兩熟制。石家莊地區(qū)地表水資源缺乏，為滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，大量開(kāi)采了地下水。河北省水利科學(xué)研究院高級(jí)工程師經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期調(diào)研提出：河北的水資源稟賦已不適合種植耗水量大的作物，應(yīng)以水定結(jié)構(gòu)，建立與當(dāng)?shù)刈匀毁Y源稟賦條件相適應(yīng)的種植結(jié)構(gòu)。

為此，在地下水超采區(qū)，尤其是沒(méi)有地表水替代的嚴(yán)重超采區(qū)，應(yīng)有步驟、有計(jì)劃地調(diào)整其農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，對(duì)作為用水大戶且依賴地下水灌溉的冬小麥種植面積進(jìn)行一定程度的縮減，積極引導(dǎo)當(dāng)?shù)胤N植春玉米、棉花以及小雜糧等一年一熟的農(nóng)作物，推行雨養(yǎng)和休耕機(jī)制，進(jìn)而探索出適合石家莊地區(qū)“節(jié)水壓采穩(wěn)糧”的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整之路。

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責(zé)任編輯：黃艷飛