旱地土壤蓄水技术

各种耕作措施如覆盖、深耕、少耕、免耕、深松及调整种植结构，实行合理轮作、间作、套作等高种植等均能有效地改善土壤理化性质，加厚土壤耕层深度，扩大和建立良好的土壤库容量，增加降水或灌溉水的入渗，抑制水分蒸发，达到蓄水保墒的目的，从而为干旱地区农业抗旱耕作及节水灌溉提供了保障。

在旱农地区，天然降水是农业生产上用水的主要来源。其到达地面后有三个去处，一是来不及渗入土壤的水分在地面径流汇入江河;二是经过土壤渗入地下深层成为地下水;三是被土壤截留变成土壤水。只有第三部分的土壤水可供作物利用。在旱农地区，一般都具有较为深厚的土层，经土壤渗入成为地下水的可能很少，水分损失主要是径流蒸发。因此，最大限度减少水分蒸发，阻止径流的产生，增加土壤入渗，防止水土流失对农业生产来说非常重要。在旱地农业生产条件下，天然降水的数量和季节分布与作物生长的需要常常不协调，从而严重地影响作物的产量。例如，春季正是各种春播作物播种的重要时期，但我国北方各地冬春季节正值干旱少雨，往往旱得难以下种。所以农谚有“十年九春旱”及“春雨贵如油”之说。再如，冬小麦在陕西关中地区欲保持正常的产量，一般消耗400mm左右的水分，但在冬小麦播种以后至第二年的麦收前的生长期内，常年降雨仅为150～200mm，这就需要将播前季节降水充分集中在土壤之中，以补充冬小麦在生长期内降水量的不足，或满足春播的需要。

我国北方干旱地区降水受季风的影响很大，雨量主要集中在7～9月，土壤水分有明显的周期变化。根据土壤水分的变化规律，我国旱农地区常采用的蓄水技术主要有以下几项。

(一)翻耕法

翻耕法是我国及北方土壤耕作的主要方法，具有悠久的历史和旺盛的生命力，它所用的主要工具是铧式犁，一般由畜力或机械牵引。翻耕法需要和耙、耱、镇压等表土耕作措施配套，方能为作物播种提供平整的田面。

翻耕法的优点主要有:(1)翻转耕层有助于消灭杂草和病虫害;使原来较紧实的耕层变得比较疏松，对增加耕层厚度，增加土壤通透性，促进好气微生物活动和土壤养分的有效化有重要作用;(2)把作物残茬和有机肥翻到耕层内，地表清洁，再通过耙耱建造松碎的种床层;(3)有利于保证播种质量，伏天深翻晒垡，有利于土壤有机质矿化，又可蓄纳雨水;(4)能够创造深厚的耕作层，增大雨水入渗速度和数量，提高农田的耐旱涝能力。也能促进土壤熟化，增厚活土层，充分发挥肥效。有利于作物的根系发育，适时适度地进行深耕，能显著增产。研究表明，翻耕使土壤容重降低0.1～0.2 g/cm3，非毛管孔隙率增加3%～5%，田间持水量增加2%～7%。深耕过的田地，蓄水量一般比浅耕地多，且打破了梨地层，更便于作物根系下伸吸收利用深层的水分和养料。据山东省农业科学院的资料表明，深耕34 cm的田块，小麦根系可下扎到150 cm深，而浅耕17 cm的田块，小麦根系仅下扎90 cm，另有资料表明，深耕还可以促进根系利用下层土壤的磷素。这对于促进子粒饱满与根系的发育，都有良好作用。农谚“深耕一寸，等于上粪”就是这个道理。

传统翻耕法也有其自身固有的弱点，特别是长期使用大中型拖拉机翻耕，其弱点暴露得更为明显，主要表现在:翻耕后留下疏松而裸露的蒸发面，在风吹日晒下很容易损失水分。产生水蚀和风蚀，同时对大气环境造成不良影响，对干旱地区不利;翻耕使土壤有机质矿化加快。长期连用会降低土壤潜在肥力;多次动土，破坏土壤结构;长期机械工具碾压耕层，易形成坚硬的犁底层，不利作物生长。

翻耕的时间应与当地雨季来临相吻合，以便充分接纳降水，增加土壤中的蓄水量。甘肃省农业科学院在庆阳彭厚乡蔡家嘴生产队试验的结果表明:7月上、中、下旬深耕的农田，与8月上旬深耕的相比，0～100 cm土壤中的贮水量分别高出20.63 cm，22.75 cm和11.75 cm。其中以7月中旬头伏深耕地的效果最佳。

翻耕深度是影响其耕作质量的重要因素。耕地深，可以加深耕层，有利于贮水保墒，也有利于作物根系下扎。农谚“伏耕深犁地，赛过水浇田”“伏耕深一寸，能顶一车粪”等都说明了旱地深耕的作用。近几年来，旱区机耕面积发展快，在抗旱保墒中发挥了深耕蓄水的优越性，据各地调查，机耕比畜耕一般增产粮食5%～15%。翻耕深度的确定要考虑气候、土壤状况、作物生长特性与要求、农机具性能及经济效益等因素。一般畜耕深度在13～16 cm，机耕宜20～25 cm，最好打破犁底层。从当前北方生产实践的总体来看，翻耕深度普遍显浅，需要引起高度重视，就我国北方总体看，耕翻18～22 cm是较为适宜的范围。

(二)深松耕法

深松耕就是用无壁犁、松土铲、凿型铲对土层进行全面的或间隔的深位疏松土层而不翻转土层的一种土壤耕作方式。

所使用的犁，称为松土犁或深松犁。翻转耕层的深耕翻，固然有消灭杂草，翻埋肥料、秸秆即减少病虫等良好的作用，但在翻耕的过程中，亦将散失大量的土壤水分，尤其是在干旱和半干旱地区，这是很不利的。此外，翻耕时消耗的牵引力较大，工作效率也低，不利于抢墒及时播种。因此，世界各国多有松土而不翻土的深松耕作法，我国近些年也立项推广该项技术。深松虽可克服深翻作业的某些缺点，却不能翻埋肥料、杂草、秸秆及减少病虫，也是其不足之处。为了克服这一缺点，常在深松之后再进行一次旋耕作业。深松耕法目前主要有两种方式:全面深松和局部深松。

全面深松应用深松犁全面松土。松后耕层呈比较均匀的疏松状。此种方式所需动力较大，适于配合农田基本建设，改造耕层浅的黏质硬土。山西省东南地区从1982年起在旱地麦田进行深松试验，到1984年夏秋扩大示范了万亩左右，结果表明，深松降低了底层土壤容重，增大了土壤孔隙度，提高了降水入渗量，深松比翻耕小麦根量增加11%～22%，产量增加5.9%～29.6%。辽宁省西部风沙地改良利用研究所得试验中深松耕地种植的玉米，较平翻后种植的增产18.7%。深松耕作法在旱地农业中有重要的推广研究价值。

局部深松是应用杆齿、凿形铲或铧形铲进行松土与不松土相间隔的局部松土，松后地面呈疏松带与紧实带相间存在的状态。此种局部深松方式可在播种前的休闲地上进行。据黑龙江深松协作组的测定，垄沟深松的虚处(疏松带)土壤容重0～10 cm为0.80 g/cm3，10～20 cm为1.03 g/cm3，20～30 cm为1.09 g/cm3;垄体的实处(紧实带)则分别为1.12～1.15，1.15～1.25和1.20～1.26 g/cm3。

此种局部深松方式，由于在耕层内并列存在着疏松与紧实相间的条带，有利于降雨的间隔深松的方式，如在坡面横截着进行时，其紧实带的存在，还可以阻止已渗入耕层的水分，沿犁地层在耕作层内向坡下移动。同时，疏松带除在降雨时有利于雨水下渗之外，雨后则有利于土壤的通气及好气性微生物的活动，可促进土壤养分的有效化。所以局部深松的耕作方式，有明显的蓄水及增产效果。据在宁夏固原的观测结果，深松30 cm打破犁地层后，一般30～60 cm土壤中的贮水量比对照多8.6%～30.1%，平均相当全年多蓄降雨80mm左右，或相当于每亩多灌一次50 cm3的水。

(三)水平等高耕作

水平等高耕作也是在坡地上采用的一种集水蓄墒耕作技术，有时也称作横坡耕种或等高种植。它是在原面的缓坡地上改变原来的顺坡耕作为横坡耕作。所有在坡地上耕种措施，如耕翻、播种、中耕等均沿水平等高线进行。这样操作，地上自然形成许多等高蓄水的小犁沟和作物行，可以拦截径流，增加降水的入渗率。

(四)修建梯田

修建梯田在丘陵沟壑地区，田面坡度较大，收到较好的蓄水增墒效果。我国黄土丘陵区坡耕地年径流量每公顷为225～450 m3(折合22.5～45mm)年土壤侵蚀量每公顷45 000～180 000 kg(折合4～16mm厚的黄土层)。所以，缺雨时农田干旱形成“无雨苗不长”;雨季来了又多暴雨，水土流失严重，又形成“下雨流黄汤”的景象。修成水平梯田后，就可拦蓄较大的暴雨，做到水不出田，土不下坡。

(五)山地水平沟种植法

山地水平沟种植法主要适用于25°以下的坡耕地。可以种植小麦、谷糜、马铃薯等多种作物。山地水平沟种植法的特点是播种是沿坡地等高线开沟，紧接着施入底肥，然后用耩子冲沟，使土肥拌匀。行距根据坡度大小而定，陡坡地自上而下，行距50～60 cm，缓坡地自下而上，行距40 cm随开沟随下籽，小粒种子点入沟内半坡上，马铃薯等大粒种子，可播入沟底，采用通行条播，然后用犁再耕一犁进行复土并及时镇压。复土深度以不超过6～7 cm为宜。覆土后要做到沟垄明显、无土块、无露籽。播种第二行时，要先空一犁的宽度不耕。再如上法播种地二行，中耕时，结合培土使原来的沟改为垄，原来的垄改为沟，以达到拦泥蓄水的目的。山地水平沟种植，过去也曾为套犁沟播，近些年在延安市推广面积较大，对山地增产稳产起到了显著作用。

山地水平沟种植法的优点主要是表现在:一是可以在较陡的坡地上进行;二是因为犁沟较深，播下的种子可以接触湿土，容易出苗;三是沟、垄相间可以起到蓄水拦泥、保土增肥，减少土壤冲刷23%～85%;四是增产明显，增加产量20%～60%。

(六)垄作区田

垄作区田是一种在坡地上有效的蓄水保土增产的耕作方法。在播种时，先从坡地下边开始沿水平等高线开犁，向下翻土，将肥料和种子均匀地播在犁沟的半坡上，接着回犁盖土;然后空一犁再耕一犁，如此往返操作。空犁之处，翻土成垄;犁过之处，则成为沟。中耕培土时，再将土壅到作物行间，使原来的沟又变成了垄，原来的垄则变成了沟。为了避免集水冲毁沟垄，应在各条沟中每隔1～2 cm，筑一个稍低于垄的横土档，即成为垄作区田。

(七)平播起垄

平播起垄又叫中耕培垄，适宜于20°以下坡耕地。它是采取等高条播的播种方法，出苗后结合中耕除草，在作物根部培土起垄，以便拦水保土增加产量。具体作法是在播种时采取隔犁条播，行距一般为50～60 cm，播后进行镇压，在雨季前结合中耕在作物根部培土成垄，并每隔1～2 cm做一个土档，以防止横向发生径流。据榆林市试验结果，在同样雨量的情况下，土壤冲刷可减少95.9%，使谷子、马铃薯等增产30%左右。

(八)蓄水聚肥改土耕作法

蓄水聚肥改土耕作法(抗干旱丰产沟)的主要特点是进行蓄水聚肥改土耕作时，先将有机肥料和用作底肥的化肥，均匀撒到地表。然后在地边内先空30～40 cm的空带，在于空带的内侧沿水平等高线将30～40 cm宽的表土翻到田块内侧。于表土下再取30 cm深的生土，放在外侧预留的30～40 cm宽的条带上，以形成地边埂。沟内底土再深翻一铁锨，然后将原来放置在内侧的第一条带的表土，及其下面的第二条带的生土(表土已移入第一沟内)深翻一铁锨，再从其内30～40 cm宽开出第三条带。同样将第三条带的表土移向里侧，将起生土掏出放在第二条带的生土上，形成第一生土垄。然后将放置在内侧的表土及第四条带的表土均移入第三条带的沟内，形成第二种植沟。如此依次挖沟培垄。

(九)川台地垄沟种植法

川台地垄沟种植法适用于川、台、塬、坝地和水平梯田、捻地，大多用来种植玉米、高粱等高秆作物，也可用来种植马铃薯、谷子等。

川台地垄沟种植法具体方法是，根据地力和所播种的作物。首先确定垄距，一般在70～90 cm。畜力开沟时要坚持垄距标准，划线开沟以保持行间平行和行距相等，机械开沟可用开沟犁进行。若用四铧犁开沟，可摘去中间两铧，一次开两沟，垄距90 cm，深24～30 cm。播种时，应趁墒施肥，随开沟随施肥、随用耩子冲沟播种。如暂时不种，必须随即盖3～6 cm后的湿土，保持土壤墒情。在作物生长过程中结合追肥培土，进行倒壕，换垄，沟、垄位置互换，以防作物倒伏。

(十)少耕免耕技术

少耕免耕技术是近四十年来发展起来的新型耕作方法。传统耕作方法虽然在世界各地被广泛采用，且有促进土壤熟化，抑制田间杂草和病虫害等优点，但随耕作次数积累，且机械耕作耕层较稳定，影响了土壤蓄水能力和作物根系的生长。在旱地易失墒，而多雨湿润地区易蓄水成渍，使土壤盐碱化。传统耕作耕层土壤疏松，破坏了团粒结构，通透性好，加速了有机质分解，且地面裸露，造成水土流失和风蚀，不适合干旱地区节水灌溉。此外，耕作次数多耗能耗工，增加了生产成本。

少耕免耕法是相对传统耕作次数较多而言。从尽量减少耕作次数发展到一定限内免除一切耕作，用特定的免耕播种机具一次完成灭茬、松土、开沟、播种、施肥、撒药、覆土、镇压等作业;此后在作物全生育期内仅用除草剂抑制杂草，不再进行任何田间作业，直至收获，这种耕作方法称少耕免耕法。其耕作程序决定了其特点。

(1)有覆盖物上茬作物收获后直接用免耕播种机进行播种，残茬通常有机械自动切碎还田作覆盖物。有的地方还有秸秆、沙石等覆盖物。

(2)用免耕播种机播种保持了土壤层自然结构和水稳性团粒结构，降低了土壤通透性，使好气性微生物活动减弱，从而减缓了土壤有机质分化，改善了土壤理化形状。采用联合作业的免耕播种机一次完成播种、施肥、施药、覆土、镇压作业。

(3)化学除草剂的使用使杂草量逐年减少，覆盖使抑制作用得以加强。