农业抗旱节水工程

农业抗旱节水技术是指通过对土壤结构、质地的改良及对土壤添加化学制剂，表面应用覆盖措施，使耕层土壤的水、肥、气、热、盐进行最优耦合作用，达到最适宜作物生长的条件，并应用选育抗旱性强的物种及品质。其最终目的是以土壤为中心，增加降雨灌溉入渗率，减少棵间蒸发和地表地下径流，最终达到提高作物产量，提高作物水分利用率。

按照抗旱节水机制的性质不同，农业抗旱节水措施可分为保墒类节水措施和提高作物光合效率类节水措施。保墒类节水措施可分为器械保墒、覆盖保墒和化学保墒；提高光合效率类节水措施包括良种化措施、土肥措施、化学调控措施、栽培和管理措施等。

农业抗旱节水措施不同于节水工程措施，具有以下两个特点：

1．直接节水量为土壤水，而不是地表水或地下水，节水量难以转移到农田以外的利用，主要体现在农田水分生产率的提高。

2．抗旱节水作用与增产作用基本同步发生，节水量大多转变为作物增长量，一般情况下田间水分生产率虽有较大幅度提高，但实际净耗水量并未显著减少。

10．7．1 器械保墒技术

器械保墒技术主要包括深耕深松蓄墒、耙耱保墒、镇压提墒、中耕保墒蓄墒等。

深耕镇压相结合，打破犁底层，促进土壤熟化，加厚活土层，改善深层土壤的物理性能，减少土壤机械阻抗，有利于作物根系向深层土壤延伸，增加植株对底土水分和养分的吸收范围，扩大营养面积，促进作物高产。耕松后雨水迅速入渗，起到蓄水保墒的作用，可增加土壤中氧气含量，利于有机物分解，消灭杂草，防止作物病虫害发生。耙耱使土壤细碎平整，耕层土壤上虚下实。镇压是用不同形状和轻重的农具镇压土壤，冬春季节避免跑风漏风，早春季节有利于底墒深墒向上传导，播后压使种子与土壤密切结合，利于种子吸收水分并及早发芽。苗期雨后适墒中耕松土，改变土壤结构，抑制土壤水分蒸发。免耕措施是在尽量不耕翻土壤的条件下，尽可能保留前茬作物残存茎叶及根茬，并采用化学除草和病虫害防治。这种耕作栽培的特点不破坏土壤结构，保持土壤原有的物理性状，使耕作层保持良好的水分状况。免耕增产是由于非耕土壤蓄水保墒的能力，尤其作物苗期阶段的土壤墒情状况。

10．7．2 覆盖保墒技术

覆盖保墒技术包括砂石覆盖、秸秆残茬覆盖、地膜覆盖。

砂石覆盖是我国西北半干旱地区的抗旱保墒增产措施。做法是把卵石、砾石与粗砂、细砂平铺在经过深耕、施肥、压平以后的田地上。长期实践已证明，覆盖后的砂田比无任何覆盖的土田有突出抗旱、压碱、增产的作用。

地膜覆盖是利用厚度为0．002～0．02毫米的聚乙烯塑料薄膜覆盖在地表的一种保温提墒措施。薄膜凝集从土壤蒸发的水量回补土壤水分，形成耕层与地膜的水循环体系。在减少土壤无效蒸发的同时，减少土壤积盐，保护耕地免受风蚀水蚀。增强地面反射光与散射光，增加叶面下部光合强度，高寒地区提高地温2～4℃，延长生长期，提早上市。不过地膜覆盖也存在一些问题，如地膜覆盖早衰问题、病虫害问题、地膜残留问题等。

秸秆覆盖是利用秸秆等作物性物质覆盖土壤表面的一种增温保墒措施。可避免因雨滴的直接冲击在土壤表面形成不易透水透气的土壤板结硬壳，减少径流，增加降雨直接入渗量，防止风蚀水蚀。覆盖割断了蒸发层与下层土壤的毛管联系，减少土壤空气与大气的交换，有效抑制蒸发，进而抑制盐分累积。覆盖在地表形成土壤与大气热交换的障碍物，防止太阳直接辐射，并减少土壤热量向大气散发，缓解气温激变对作物的伤害。覆盖秸秆经微生物分解转化形成腐殖质，能提高土壤的缓冲性能并可和碳酸钠作用形成腐殖酸钠，降低土壤碱性；还能刺激作物生长，增强抗盐能力，促进团粒结构的形成，使孔隙度增加，透水性增强，有利于盐分淋洗，同时使毛管作用减弱，有利于抑制反盐。秸秆覆盖需考虑覆盖量和覆盖时间及覆盖可能引起的病虫害滋生。覆盖量应根据当地气候条件、土壤类型而定。如较湿季节或较湿土壤带，覆盖量过多造成土壤过冷或过湿，作物生长不利。干旱季节和地区，加大覆盖量，有利于覆盖保墒。

10．7．3 化学保墒技术

化学保墒技术是利用化学制剂实现抗旱保墒，常用化学制剂包括保水剂、土壤蒸发抑制剂和土壤结构改良剂。

保水剂主要成分为高吸水性树脂，是一种高分子材料，能吸收并保持相当于自身重量几百倍甚至几千倍的水分。按其原料和合成途径可分为淀粉类化合物、纤维素合成物、聚合物三种类型。其主要功能是施入保水剂的土壤在降水或灌溉后，保水剂可吸收相当于自身重量数百倍或上千倍的水分，土壤在水分缺乏时所含水分慢慢释放，供作物吸收利用，遇降水或灌溉后再吸水膨胀，在土壤中形成一个具有水分调节能力的 “分子水库”，对土壤中的水分含量起到一定的缓冲作用。保水剂的这种吸水保水功能可增加土壤田间持水量，减少地表地下径流，同时一定程度上减缓地面蒸发。可用于种子包衣、复合制剂拌种、幼苗蘸根及土壤内播施等。表现在促进种子发芽，提前出苗，提高出苗率和移栽成活率，具有突出的促苗生长效应，并延缓凋萎时间，提高穗粒数和粒重。

土壤蒸发抑制剂也称土面液膜或液态地膜，能够起到增温保墒、改良土壤等作用。使用土壤蒸发抑制剂后，可提高土壤表层温度2～4℃，土面蒸发抑制率在30％以上，土壤表层含水量可提高20％。土壤蒸发抑制剂主要有沥青制剂、合成酸制剂、天然酸渣制剂等，其中以沥青制剂效果最好。土壤蒸发抑制剂适用面较广，除在农业上进行地表喷涂外，还可用于坡地、盐碱地、沙地、风口、滩涂、渠道防渗、集雨场建设及树木防冻等方面。

目前，国际上使用的土壤结构改良剂主要为聚丙烯酰胺（PAM）、沥青乳剂和电厂除硫副产品石膏。我国应用的主要是沥青乳剂。土壤结构改良剂可以有效地提高土壤墒情，增加耕层地温，使作物生育期提早2～7天，土壤湿度增加5％左右，同时还能起到改良土壤结构，协调土壤水、肥、气、热及生物之间的关系，减少水土流失，增强渠道防渗能力，抑制土壤次生盐渍化和提高沙荒地的开发利用等作用。土壤结构改良剂主要适用于我国北方干旱、半干旱和作物生育期积温不足的地区，以及土壤结构差的土壤，特别是缺水严重的旱季或坡耕地、盐碱地。

10．7．4 化学调控技术

化学调控措施主要包括植物抗蒸腾剂和植物生长调节剂。

目前植物抗蒸腾剂主要有三个类型：关闭气孔型、薄膜型、反射型。目前应用广泛的是黄腐酸制剂FA旱地龙。FA旱地龙以天然低相对分子质量黄腐酸为主要成分，含植物所需的多种营养元素和16种氨基酸及生理活动性强的多种生物活性基因。旱地龙用于叶面喷施，能调节缩小叶片气孔开度，减轻水分胁迫的危害，在减少用水量的情况下保证光合产物的有效积累，对抵御季节性干旱和干热风效果显著，喷施一次可持效17～21天；旱地龙富含有效磷，黄腐酸对土壤有显著的解磷作用，使对磷的吸收增强，促进根系发育，进而提高对土壤水分的吸收；可保护细胞膜的透性，增加叶片游离脯氨酸含量，促进蛋白质、可溶糖及蔗糖的合成和积累，增强细胞抗寒力，从而对作物起到防寒抗冻的作用；黄腐酸与金属元素结合后会出现絮状现象，有利于土壤团粒结构的形成；旱地龙是一种酸性制剂，随水浇灌可以改善盐碱地和板结土壤的多项理化性质；旱地龙也是很好的农药缓释增效剂。

植物生长调节剂是人工合成的具有类似于植物内源激素功能的化合物。它可以作为化学信使，使植物体内酶的活动相互关联起来，控制酶的产生或活动，因此对植物生长发育和各个方面都具有重要作用。天然植物生长调节剂ABA和GA都具有这种作用。人工合成的植物生长抑制剂如矮壮素、B9等，在抑制地上部分生长的同时，可促进根系的生长，增强根系的吸水能力，因而可以起到节水抗旱和增产增收的良好效果。

化学制剂调控水分应注意的几个问题：

1．切实搞清不同制剂最根本的抗旱机理及其他特性，以便抓住本质特性进行研究及应用。

2．长期应用效果及对环境的评价。

3．不同土壤作物生育期施肥条件下，使用的最佳时期、最适宜用量及浓度、使用的土壤水分条件及气候干旱条件。

4．适宜的制剂品种及类型。