旱作農業(yè)節水工程技術(shù)探討

【摘要】：發(fā)展旱作農業(yè)節水工程技術(shù)，高效利用有限水資源，對于保障糧食作物穩產(chǎn)高產(chǎn)具有長(cháng)遠和現實(shí)的雙重意義。闡述旱作農業(yè)工程節水技術(shù)的內涵，介紹目前應用較為普遍的少免耕覆蓋機械化技術(shù)、農田耕作蓄水保墑技術(shù)、秸稈粉碎還田技術(shù)、節水灌溉技術(shù)、水改旱技術(shù)5 種技術(shù)內容，為旱作農業(yè)工程技術(shù)推廣提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】：農業(yè)工程；旱作農業(yè)；節水；技術(shù)；保護性耕作；灌溉

遼寧省約有275 萬(wàn)hm2 沒(méi)有灌溉條件的旱作農田，產(chǎn)量不穩，“靠天吃飯”。干旱之年，遼寧糧食減產(chǎn)為25 億～50 億kg。發(fā)展旱作農業(yè)節水工程技術(shù)，高效利用有限水資源，改變部分地區水資源短缺且利用效率低的現狀，改進(jìn)傳統大田作物高耗水種植模式，對于保障糧食作物穩產(chǎn)高產(chǎn)和遼寧糧食安全具有長(cháng)遠和現實(shí)的雙重意義。

1 旱作農業(yè)工程節水技術(shù)的內涵

旱作農業(yè)工程節水技術(shù)是指在旱作農業(yè)區域，通過(guò)實(shí)施機械化作業(yè)及相應配套措施，達到節水、蓄水、保水、抗旱和促進(jìn)作物增產(chǎn)的農業(yè)工程技術(shù)。農業(yè)是高耗水產(chǎn)業(yè)，農業(yè)用水占全社會(huì )總用水量的70%。因此，必須以水利建設為突破口，以大力發(fā)展節水農業(yè)、水土保持、河道建設為重點(diǎn)，研究和推廣旱作農業(yè)節水工程技術(shù)，加強現有節水技術(shù)的集成推廣和水資源的管理，加快水利工程建設，建立節水型農業(yè)，使有限的水資源充分發(fā)揮作用，為糧食生產(chǎn)穩產(chǎn)增產(chǎn)創(chuàng )造條件。

2 旱作農業(yè)工程節水技術(shù)的內容

2.1 少免耕覆蓋機械化技術(shù)

少免耕覆蓋機械化技術(shù)是目前大力提倡和推廣的保護性耕作技術(shù)內容之一。在少耕免耕條件下，地膜和秸稈覆蓋耕作與傳統耕作相比，可促進(jìn)土壤養分轉化，改善土壤物理性狀，協(xié)調水、肥、氣、熱和各肥力因素，增產(chǎn)效果明顯。該技術(shù)可因地制宜地在半干旱地區進(jìn)行推廣，其好處在于：一是秸稈均勻覆蓋于地表，起到保墑壓草作用；二是直接硬茬播種，不打亂土層，不破壞覆蓋物，減少了水分蒸發(fā)，起到保水抗旱的作用；三是搶時(shí)、爭時(shí)、省時(shí)，可提早作物的播種期，保證作物生產(chǎn)的有效積溫；四是避免秸稈焚燒造成的資源浪費、空氣污染和火災。

2.2 農田耕作蓄水保墑技術(shù)

1 ） 深耕。深耕可加深耕層，疏松土壤，打破犁底層，熟化土壤，使土體持水能力提高，增加土壤的蓄水能力，有利于作物根系生長(cháng)發(fā)育。據測試，耕層由15 cm加深到30 cm，平均可使農田多蓄水450 m3/hm2 以上。一般深耕后的土壤能將90%以上的降水吸收。傳統的中小型拖拉機帶二鏵犁耕翻和大型拖拉機配旋耕機作業(yè)，耕深一般為15 ～18 cm，最深只有20 cm。而使用大型拖拉機配帶深耕犁深耕者甚少，一是由于一家一戶(hù)地塊較小，不利于大型機械化作業(yè)；二是大型拖拉機深耕后尚需人工平地，農民怕費力而不愿使用。

2 ） 深松。深松是一種只疏松土層而不翻轉土壤的抗旱耕作法，其突出優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力消耗少，土壤水分散失少，利于打破犁底層，構建耕層“海綿層”，進(jìn)而提高土壤蓄水保墑能力。由于傳統耕作習慣是翻耕加表層淺耙或旋耕，深松技術(shù)的應用還不普遍，加之深松作業(yè)消耗動(dòng)力大，增加了作業(yè)成本。此外，對深松的作用宣傳不夠，沒(méi)有引起農民及農村干部的重視，這也是深松作業(yè)難以推廣的重要原因之一。今后，在國家對深松項目的補貼政策激勵下，深松作業(yè)面積將進(jìn)一步擴大。

3 ） 虛實(shí)并存耕作。這種耕作方法的主要特點(diǎn)是上翻下松和間隔深松，形成相鄰土帶的土壤空隙度不同，從而將水、肥、氣、熱的垂直運移改為既有垂直運移又有側向水平運移，進(jìn)而提高土壤的保水保肥能力， 創(chuàng )造利于作物生長(cháng)的適宜環(huán)境。

2.3 秸稈粉碎還田技術(shù)

玉米秸稈還田有利于補充土壤有機質(zhì)，增加土壤肥力和土壤空隙度，利于蓄水，提高作物抗旱能力。其技術(shù)工藝為：玉米機收同時(shí)進(jìn)行秸稈粉碎或人工摘穗（或用秸稈粉碎還田機粉碎）→施肥→旋耕機或圓盤(pán)耙滅茬→深耕→壓蓋→播種。實(shí)施該技術(shù)應注意以下事項：一是玉米成熟后要及時(shí)摘穗，并連同苞衣一并摘掉，此時(shí)秸稈呈綠色，含水量在30%左右，養分含量最高，利于粉碎且入土后易腐爛，對土壤增肥效果最佳。二是作業(yè)時(shí)拖拉機選擇低檔的粉碎效果最佳。秸稈粉碎后的長(cháng)度要求小于10 cm。目前用于田間直接粉碎秸稈的機具有兩類(lèi)，一類(lèi)為旋轉刀或錘式粉碎機，另一類(lèi)為立式刀軸式切碎機并配帶滅茬刀。前者故障少，但秸稈粉碎效果差； 后者切碎效果好且能滅茬，可省去滅茬工序，但故障較多。三是粉碎后的玉米秸稈在腐解過(guò)程中需要吸收碳、氮、磷的比例應為100.0 ∶4.0 ∶1.0 ，而玉米秸稈中這3 種元素的比例僅為100.0 ∶2.0 ∶0.3 ，這就需要根據秸稈產(chǎn)量增施一定數量的氮肥和磷肥。四是秸稈還田后要深耕，深度至少達到20 cm以上，并且要鎮壓、耙耢2 ～3 遍，使土壤達到上虛下實(shí)的構造。五是土壤墑情不足時(shí)要澆水，封凍前必須澆足封凍水，以沉實(shí)土壤，翌年春天應及早澆返青水。

2.4 節水灌溉技術(shù)

1 ） 行走式機械節水灌溉技術(shù)。目前多以小型拖拉機為動(dòng)力，配備簡(jiǎn)單的貯運施水裝置和作業(yè)機具，將水源的水運至田間，并按作物的農藝要求，分段、定時(shí)、定量施水，以達到節水、保苗、增產(chǎn)的目的。行走式灌溉機具機動(dòng)靈活，不受地形限制，可充分利用各種水資源，運水過(guò)程中損失少，還可與其他相應農具配套使用，具有結構簡(jiǎn)單、投資少、成本低、容易操作等優(yōu)點(diǎn)，符合我國農村現有技術(shù)水平和經(jīng)濟實(shí)力需求，在干旱與半干旱地區有很高的推廣價(jià)值。典型機具有坐水播種機和多功能移動(dòng)式灌溉機。

2 ） 微噴灌技術(shù)。這是一種全面濕潤地表的灌溉方式，工作壓力低，節水抗堵塞性好。其主要部件——噴頭分為兩種：一是搖臂式噴頭，全圓或扇形噴灑，耐腐蝕，耐老化，壽命長(cháng)，射程距離可隨意調整；二是微噴頭式噴頭，有折射式、射流式、離心式、縫隙式等款型。

3 ） 滲灌技術(shù)。該技術(shù)是利用全封閉式管道，將作物所需的水分、空氣、肥料通過(guò)埋入地下的滲灌管，以與作物吸收相平衡的速度緩慢滲出并直接作用到作物根系的灌溉方式。

4 ） 滴灌。滴灌需灌透耕層，以不形成地表徑流為宜。灌后及時(shí)進(jìn)行中耕耙田，耙松表土形成松土層，厚度應小于2 ～4 cm。灌溉次數一般為2 ～4 次，視旱情、雨情而定。膜下滴灌在遼寧得到大力推廣，66.7 萬(wàn)hm2 （1 000 萬(wàn)畝）滴灌節水農業(yè)工程正在實(shí)施，相關(guān)水利及農田工程已形成規?；?。

2.5 水改旱技術(shù)

水改旱技術(shù)的主要內容包括：一是深耕曬田，重施有機肥，每667 m2 基施有機糞肥2.5 ～3.0 kg；二是深挖排水溝，降低1 m以?xún)鹊牡叵滤?；三是選擇干旱缺水條件下能正常生長(cháng)發(fā)育、高產(chǎn)穩產(chǎn)的作物品種；四是選擇適宜的種植模式，充分提高水資源利用率；五是結合其他節水技術(shù)科學(xué)栽培。水改旱技術(shù)可以提高水分利用效率10%～40%，節省灌溉用水20%，使糧食作物增產(chǎn)8%以上，節約投肥10%左右。