石家莊地區(qū)主要農(nóng)作物需水規(guī)律及種植結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀分析

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，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）實際降水遠(yuǎn)不能滿足冬小麥生育期對水分的需求，實施補充灌溉是藁城區(qū)確保冬小麥穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要措施之一;（2）即使實際降水量不能滿足夏玉米對水分的需求，但實施補充灌溉所需的降水量遠(yuǎn)比冬小麥要少;（3）實際降水量一般情況下均能滿足油葵對水分的需求，即使個別年份不能滿足，但實施補充灌溉所需降水量遠(yuǎn)比冬小麥要少得多;（4）實際降水量不能滿足棉花對水分的需求，實施補充灌溉需要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段，即時實際降水量不能滿足其對水分的需求，實施補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：X503 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：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，地勢平坦，氣候因素在全境沒有較大的區(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無霜期196 d。

石家莊市藁城區(qū)水資源嚴(yán)重缺乏，是全國35個嚴(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的國際公認(rèn)“極度缺水標(biāo)準(zhǔn)”。

地下水超采一直是熱點話題。在某種程度上，儲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。實際降水遠(yuǎn)不能滿足冬小麥對水分的需求。因此，實施補充灌溉是藁城區(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，降水量超過400 mm的年份有17年，降水量 300 mm以下的年份僅有7年。即使實際降水量不能滿足夏玉米對水分的需求，實施補充灌溉所需降水量遠(yuǎn)比冬小麥要少得多。這是因為夏玉米的生育期正好處于夏季，是全年降水量最多的時段[3-4]。

2.3 油葵的需水規(guī)律

油葵一生中需水約300 mm（表3），比冬小麥整個生育期需水少得多。藁城該時期歷年降水量為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，降水量超過300 mm的年份為28年。即實際降水量一般情況下均能滿足油葵對水分的需求，實施補充灌溉需要的降水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)比冬小麥要少得多。這是因為油葵的生育期正好處于夏季，是全年降水量最多的時段，同時油葵的需水量遠(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，降水量超過500 mm的年份有19年。即實際降水量不能滿足棉花對水分的需求，需要實施補充灌溉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，使谷苗長得壯實。拔節(jié)期趕在7月初雨季來臨的初期，孕穗期趕在7月下旬雨季來臨的中峰期，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”，力爭實現(xiàn)穗大花多。開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、晝夜溫差大的時期，有利于開花授粉和干物質(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 對種植結(jié)構(gòu)的影響及建議

通過以上分析可知，小麥被視為農(nóng)業(yè)用水大戶，以冬小麥為例，整個生長期需澆灌3～4次。澆灌小麥用水占社會總用水量的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段，即使實際降水量不能滿足其對水分的需求，補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)，大量開采了地下水。河北省水利科學(xué)研究院高級工程師經(jīng)過長期調(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)，尤其是沒有地表水替代的嚴(yán)重超采區(qū)，應(yīng)有步驟、有計劃地調(diào)整其農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，對作為用水大戶且依賴地下水灌溉的冬小麥種植面積進行一定程度的縮減，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)和休耕機制，進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