渭北旱作農(nóng)業(yè)節(jié)水增效的途徑

洪曉強(qiáng)

(西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,陜西楊凌 712100)

渭北旱作農(nóng)業(yè)節(jié)水增效的途徑

洪曉強(qiáng)

(西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,陜西楊凌 712100)

旱作農(nóng)業(yè);節(jié)水增效;渭北旱塬

渭北旱塬的主要自然災(zāi)害是干旱,尤以伏旱和春旱對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)威脅最大。為解決渭北旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展問題,提出了一系列節(jié)水增效的途徑:加強(qiáng)生態(tài)治理,合理利用土地;穩(wěn)定糧食生產(chǎn),提高產(chǎn)量效益;搞好夏閑覆蓋,增加降水貯備;革新耕作技術(shù),達(dá)到節(jié)本增收。

渭北旱塬位于陜西省渭河以北的黃土高原地區(qū),北部與陜北丘陵溝壑區(qū)毗鄰,南部為關(guān)中平原灌溉區(qū),包括行政區(qū)域上寶雞、咸陽、渭南、銅川、延安五地(市)中的 23個縣 (市、區(qū))。氣候?qū)倥瘻貛О霛駶櫚敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候,年降水量 550～730mm,冬春降水較少,夏秋降水較多,7—9月降水量約占全年降水量的 60%。本區(qū)地勢高亢,水源貧乏,雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的主體,主要自然災(zāi)害是干旱,尤以伏旱和春旱對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)威脅最大。為此,筆者提出了以下節(jié)水增效的途徑。

1 加強(qiáng)生態(tài)治理,合理利用土地

要從根本上解決渭北旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展問題,必須從該地區(qū)的自然、經(jīng)濟(jì)實(shí)際出發(fā),加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境治理,從土地的合理利用入手,走農(nóng)、林、牧、副多種經(jīng)營綜合發(fā)展的道路。

據(jù)報(bào)道,退耕還林 10年來,陜西省新增森林面積 453.3萬hm2(6 800萬畝),目前全省森林總面積達(dá)到 666.7萬 hm2(1億畝),陜西綠色版圖向北推進(jìn)了 400 km,退耕還林投資與規(guī)模為全國第一。今后應(yīng)鞏固退耕還林成果,繼續(xù)加大造林力度,因地制宜地發(fā)展核桃、板栗、柿子、紅棗、花椒五大經(jīng)濟(jì)林生產(chǎn),促進(jìn)農(nóng)民致富。在發(fā)展林果業(yè)的同時,必須抓好草地建設(shè),牧草品種應(yīng)以適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)價值高的苜蓿、草木樨、沙打旺、紅豆草等為主,改亂窩稀植為等高帶狀密植,增施磷肥,提高產(chǎn)草量。據(jù)試驗(yàn),苜蓿、紅豆草每公頃可產(chǎn)鮮草 37500 k g左右,苜蓿可減少土壤沖刷量 92%～93%,草木樨可減少沖刷量 45%～90%;種兩年紅豆草的土地比未種紅豆草的土地,土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量都有提高[1]。草田輪作是一項(xiàng)恢復(fù)和提高土壤肥力、糧草兼收的好辦法,其原則是根據(jù)植物特性趨利避害地安排輪作次序、年限及間套帶組合。為發(fā)揮種草的經(jīng)濟(jì)效益,種草必須與發(fā)展畜牧業(yè)相結(jié)合。

為了迅速改變渭北旱作農(nóng)業(yè)的落后狀況,其根本措施是合理利用土地,處理好保地、養(yǎng)地和用地三者之間的關(guān)系。20世紀(jì) 90年代初,中國科學(xué)院西北水土保持研究所在對固原上黃試驗(yàn)區(qū)土地適宜性分級的基礎(chǔ)上,采用線性規(guī)劃法,選定了該區(qū)最佳生態(tài)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)方案:農(nóng)地占 23.6%,林地占 19.7%,牧草地占 56.7%;農(nóng)地中谷物占 43.3%,油占 10.4%,豆占 14.4%,草田輪作占 31.9%。該方案經(jīng)過實(shí)施,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益[2]。這一模式可以作為今后渭北旱塬種植業(yè)用地方面的重要參考。要把大于 30°的陡坡地退下來種草,遏制水土流失,而用牧草養(yǎng)畜,畜糞肥田,進(jìn)一步提高旱地肥力水平。西北農(nóng)林科技大學(xué)應(yīng)用遙感和地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的辦法,對延安示范區(qū)土地利用及退耕合理性進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,退耕后坡耕地、疏林地、造林地、草地等地類間發(fā)生較大調(diào)整,坡耕地減少 35.9%,園地增加 28.1%,造林地增加103%,區(qū)域生態(tài)環(huán)境得到改善[3]。

2 穩(wěn)定糧食生產(chǎn),提高產(chǎn)量效益

渭北旱作農(nóng)業(yè)區(qū)目前糧食單產(chǎn) 2 250～3 750 k g/hm2,只能達(dá)到糧食生產(chǎn)潛力的 50%左右。考慮渭北旱塬農(nóng)業(yè)的歷史與現(xiàn)狀,可讓糧食作物單產(chǎn)增長的可行技術(shù)措施有以下幾項(xiàng)。

(1)堅(jiān)持以提高水資源利用效率為中心。渭北旱塬地勢平坦,黃土覆蓋層深厚,具有很高的蓄水保墑性能。目前渭北旱塬農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平為從低產(chǎn)到中產(chǎn)過渡階段,蓄水保墑仍然是生產(chǎn)上的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),而土壤耕作是完成上述任務(wù)的最重要的環(huán)節(jié)。應(yīng)實(shí)行早耕深耕蓄水,盡量減少耕作次數(shù)以減少水分散失;適時耙、耱保墑,改善土壤結(jié)構(gòu),增加水分下滲;種植密植作物或利用秸稈、麥糠、地膜覆蓋減少地面蒸發(fā);及時清除田間雜草,減少水分無謂損失;提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,增加水分保蓄率。在控制土壤水分散失的前提下,適時播種,充分利用季節(jié)性降水,并根據(jù)降水的多變性選擇適宜的作物和品種。犁底層影響水分下滲和作物扎根的深度,因此深耕破除犁底層也是旱作農(nóng)業(yè)上的一項(xiàng)重要措施[4-6]。

(2)充分發(fā)揮品種的增產(chǎn)作用。從渭北旱塬許多增產(chǎn)典型看,在中、低產(chǎn)地區(qū)抓品種比抓其他措施見效要快。從我國、我省過去和現(xiàn)在的經(jīng)驗(yàn)看,采用優(yōu)良品種確實(shí)起到了顯著的增產(chǎn)作用,如碧螞一號和豐產(chǎn)三號小麥、玉米雜交種的利用,雜交水稻的育成推廣,對生產(chǎn)都產(chǎn)生了巨大的影響。目前渭北旱塬糧食產(chǎn)量低,除自然災(zāi)害影響外,主要是品種不適應(yīng),各類作物缺乏優(yōu)良的骨干品種。因此,要盡快采取得力措施,培育與引進(jìn)并進(jìn),選擇具有較高的產(chǎn)量潛力、適應(yīng)性和抗逆性強(qiáng)的品種,重視改進(jìn)品質(zhì),建立健全良種繁育推廣制度,合理布局,并制定與之相適應(yīng)的配套技術(shù),發(fā)揮良種的增產(chǎn)作用。

(3)努力增加土地投入。豆類、綠肥等作物能起到改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤有機(jī)質(zhì)的作用,這在渭北旱作農(nóng)業(yè)區(qū)尤為重要。但要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn),還需進(jìn)一步提高化肥的施用量。針對渭北旱塬土壤嚴(yán)重缺磷、氮磷比失調(diào)面積大和土壤有機(jī)質(zhì)含量低的實(shí)際,應(yīng)注重磷肥的生產(chǎn)與供應(yīng),并通過畜牧業(yè)的發(fā)展和秸稈還田等多種途徑,增加有機(jī)肥來源,擴(kuò)大施肥面積,逐步解決渭北旱塬土壤有機(jī)質(zhì)含量不足問題。同時,應(yīng)因土施肥,氮磷配合,克服盲目施肥,提高化肥施用效率。

(4)發(fā)展玉米生產(chǎn)具有重要的意義。渭北旱塬坡耕地大多數(shù)以種植冬小麥為主,從水土保持方面說,這加重了水土流失。因?yàn)槿?60%～70%的降雨集中在 7—9月,并多以大雨和暴雨形式出現(xiàn),這 3個月正是夏閑期,無植被覆蓋,加上不合理的翻耕,致使水土流失更加嚴(yán)重。而有植被覆蓋的秋田,坡耕地水土流失就會顯著減少。因此,渭北旱塬地區(qū)應(yīng)采用新的耕作制度,縮小夏糧面積,擴(kuò)大秋糧面積。從糧食增產(chǎn)潛力方面說,渭北海拔 900 m以上的山區(qū)和原、丘交錯地區(qū)是優(yōu)質(zhì)玉米穩(wěn)產(chǎn)帶,據(jù)典型縣計(jì)算,玉米光熱產(chǎn)量潛勢為 9 292.5 k g/hm2,而小麥僅為 4 500 k g/hm2。另外,把種玉米與發(fā)展畜牧業(yè)結(jié)合起來,可以增加有機(jī)肥源,彌補(bǔ)本區(qū)養(yǎng)地作物種類少、產(chǎn)量低的缺陷。玉米轉(zhuǎn)化利用可以產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,如玉米生產(chǎn)大省吉林的“玉米制酒養(yǎng)牛模式”,每年玉米就地轉(zhuǎn)化量達(dá)到全省玉米總產(chǎn)量的 1/3以上,不僅使玉米成為省域經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè),而且徹底解決了長期困擾當(dāng)?shù)厝罕姷摹百u糧難”問題。

3 搞好夏閑覆蓋,增加降水貯備

渭北旱塬夏閑期降雨增多,但此期溫度很高,土壤水分蒸發(fā)強(qiáng)烈,蒸發(fā)量可達(dá)同期降水量的 60%以上。在冬小麥夏閑期和生長期進(jìn)行地表覆蓋,能顯著增加土壤貯水量,尤其可使土壤上層長期保持濕潤狀態(tài),對播種出苗有利,特別是在干旱年份更是如此。據(jù)試驗(yàn),經(jīng)過夏閑期秸稈覆蓋,小麥播種前 0—50 c m土層土壤含水量比對照高 1.7～2.3百分點(diǎn),0—50、50—100、100—200 c m土層貯水量分別比對照多 11.9、7.5和 4.5 mm[7]。秸稈覆蓋還能增加土壤養(yǎng)分含量,用秸稈連續(xù)覆蓋兩年后,0—20 c m土層的有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮和速效磷含量均明顯高于不覆蓋的對照[8]。留茬免耕秸稈全程覆蓋技術(shù)保水增產(chǎn)增效顯著,該技術(shù)把自然降水的保蓄率由傳統(tǒng)耕作法的 25%～35%提高到 50% ～65%,經(jīng)過 3年覆蓋后的農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)由 0.93%增加到 1.03%,土壤容重由 1.290 g/c m3減小到1.134 g/c m3,微生物數(shù)量增加了 20.8%～108.3%[9]。筆者在延長縣黑家堡鎮(zhèn)做的麥草覆蓋試驗(yàn)表明:玉米覆蓋田 0—200 c m土層土壤含水量均比對照高,尤以 100 c m以內(nèi)土層為甚;麥草覆蓋栽培為玉米根系生長發(fā)育創(chuàng)造了良好的生態(tài)環(huán)境,使玉米根系發(fā)達(dá),根入土深,根量多,吸收能力強(qiáng);覆蓋玉米成熟期單株綠葉比對照多 0.8～4.2片,果穗發(fā)育好,增產(chǎn)效果顯著。

4 革新耕作技術(shù),達(dá)到節(jié)本增收

渭北旱塬以犁、耙、耱?yàn)橹黧w的傳統(tǒng)耕作法具體包括:前茬作物收獲后淺耕滅茬,深耕納雨;利用鎮(zhèn)壓、耙耱、中耕等技術(shù)措施保持地墑。傳統(tǒng)耕作法的弊端顯而易見,如:機(jī)械深耕對土壤濕度要求嚴(yán)格;深耕后如不及時耙耱則失墑很多;深耕大量消耗土壤有機(jī)質(zhì),進(jìn)而影響土壤蓄水抗旱性能。

保護(hù)性耕作在美洲、澳洲國家為主流耕作方法,歐、亞、非洲國家也在應(yīng)用推廣。我國機(jī)械化保護(hù)性耕作的系統(tǒng)試驗(yàn)始于 20世紀(jì) 90年代初,大量試驗(yàn)證明,其具有節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、節(jié)本增收的綜合效益[10-15]。西北農(nóng)林科技大學(xué)資環(huán)學(xué)院與楊凌示范區(qū)三多公司研制的 2B MF X-3/6型免耕覆蓋施肥穴播機(jī),依據(jù)保護(hù)性耕作的原理進(jìn)行設(shè)計(jì),可一次完成秸稈粉碎、淺松、施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等多項(xiàng)工序,年均產(chǎn)小麥 6 105 k g/hm2[16]。西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院在楊凌農(nóng)業(yè)機(jī)械化保護(hù)性耕作新技術(shù)新機(jī)具試驗(yàn)示范園地的試驗(yàn)結(jié)果表明,高留茬玉米免耕播種效果優(yōu)于低留茬玉米免耕播種[17]。溝壟集雨種植技術(shù)具有顯著的增產(chǎn)和提高有限水分利用率的作用,通過在田間修筑溝壟,壟面覆膜,溝里種植作物,使降水由壟面向溝內(nèi)匯集,可以改善作物水分供應(yīng)狀況[18]。筆者在合陽黑池做的不同耕作法蓄水試驗(yàn)結(jié)果表明,淺耕深松處理耕層土壤容重 1.32 g/c m3,滲透系數(shù) 0.010 m m/s;耕后耙耱處理耕層土壤容重 1.46 g/c m3,滲透系數(shù) 0.007 m m/s。雨季后測定土壤水分,淺耕深松處理 2 m土層貯水量為 357 mm,比耕后耙耱處理高 25 m m。淺耕深松處理增墑深度 80 c m,耕后耙耱處理僅 60 c m,說明淺耕深松處理水分下滲快,土壤蓄水能力強(qiáng)[19]。

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S 157

C

1000-0941(2011)06-0035-03

洪曉強(qiáng)(1962—),男,陜西西安市人,碩士,高級農(nóng)藝師,研究方向?yàn)楹档剞r(nóng)業(yè)與生態(tài)農(nóng)業(yè)。

2011-02-27

(責(zé)任編輯 徐素霞)