旱地农业抗旱灌溉技术详解:缺水地区也能稳产增收

旱地农业在我国北方和西南山区占据相当大的比例。这些地方年降水量少,或者降水分布不均匀,又没有充足的水源进行常规灌溉,种地基本上靠天吃饭。风调雨顺的年景还能有收成,遇到干旱年份,减产甚至绝收的情况并不少见。

旱地农业的核心问题是水。不是没有水,而是水留不住。降雨集中在几个月份,大部分雨水以径流的形式流走,或者被蒸发掉,真正被作物利用的不到一半。抗旱灌溉技术的思路,就是在有限的条件下,把每一滴水都用在刀刃上。以下从集雨蓄水、节水灌溉、土壤保水、农艺抗旱几个方面来说具体技术方法。

集雨蓄水:把雨水留下来

旱地农业的第一道工序不是灌溉,而是把雨水收集起来。降雨虽然少,但全年加起来也有几百毫米,如果能把这些水留住,旱地也能变成良田。

水窖是旱区最常用的集雨设施。在院落、场院、道路边或者山坡上修建集流面,把雨水汇集到水窖里储存起来,需要时再提上来用。水窖的容积根据集流面积和用水需求确定,一般家庭用水窖在三十到五十立方米,农田灌溉用水窖更大。

集流面的选择很重要。水泥面、塑料薄膜、碾压坚实的土面,都能作为集流面,收集效率不同。水泥面集流效率最高,可以达到百分之七十到八十,但成本也高。塑料薄膜集流效率在百分之六十左右,成本适中。土面集流效率只有百分之二十到三十,但成本最低。选择哪种集流面,要根据经济条件和当地情况决定。

水窖的位置要选在地势较低的地方,便于雨水自然流入。水窖要做好防渗处理,防止储存的水渗漏。水窖口要加装过滤网,防止杂物进入。水窖使用前要清洗干净,使用中定期检查水质。

小型蓄水池也是常用的集雨设施。在坡地修建蓄水池,把坡面径流收集起来。蓄水池的容积根据汇水面积和灌溉需求确定,一般每亩配三到五立方米蓄水池。蓄水池可以建在地头,用塑料布或水泥做防渗,上面加盖,减少蒸发。

集雨补灌是旱地农业的重要灌溉方式。用收集的雨水,在作物需水的关键时期进行补充灌溉。不需要浇足浇透,只需要浇够作物最需要的量。集雨补灌的水量有限,要用在最关键的时期,比如玉米抽穗期、小麦拔节期、果树膨果期。

节水灌溉技术:少水也能浇好地

旱地农业没有充足的水源,更要采用节水灌溉技术。大水漫灌在这里行不通,每一滴水都要精打细算。

滴灌是最适合旱地的灌溉方式。滴灌把水直接送到作物根部,蒸发损失小,节水效果最好。在旱区,滴灌配合集雨设施,可以用有限的水灌溉更多的地。滴灌系统的投资较高,但可以逐年配套,先铺主管道,再逐步完善分支管道和滴灌带。

滴灌在旱地使用时,要注意几个问题。水源水质可能较差,要安装过滤器,防止滴头堵塞。滴灌时间要安排在傍晚或早晨,减少蒸发损失。滴灌频率要适当增加,每次灌水量减少,少量多次,让土壤保持湿润但不积水。

微喷灌也适合旱地使用。微喷灌比滴灌抗堵塞能力强,对水质要求略低。微喷灌能湿润作物周围的土壤和叶片,适合蔬菜、果树等经济作物。微喷灌的出水量比滴灌大,需要的水源供应能力更强。

膜下滴灌是旱地高效用水的典范。地膜覆盖减少土壤蒸发,滴灌精准供水,两者结合节水效果更突出。膜下滴灌在新疆、甘肃等干旱地区广泛应用,棉花、玉米、马铃薯等作物增产效果明显。铺膜和铺带一次完成,覆膜要严密,防止被风吹起。

渗灌是一种地下灌溉方式。把渗水管埋在地下三十到四十厘米深处,水通过管壁渗入土壤,从下面供给作物根系。渗灌的地表蒸发损失最小,但管道容易堵塞,维修困难,在旱地应用还不普遍。

土壤保水技术:让土壤成为“水库”

旱地农业中,土壤本身就是一座水库。把土壤这个水库建好了,降水就能更多地被蓄存在土壤里,供作物生长使用。

深耕改土是增强土壤蓄水能力的基础。深耕打破犁底层,增加土壤的通透性和蓄水能力。旱地深耕深度在二十五到三十厘米,结合施入有机肥,改善土壤结构。深耕在秋季进行,让土壤经过冬季冻融,形成良好的团粒结构。

秸秆覆盖是旱地常用的保水措施。作物收获后,把秸秆切碎铺在田面,形成覆盖层。秸秆覆盖能减少土壤蒸发,抑制杂草生长,秸秆腐烂后还能增加土壤有机质。覆盖厚度在十到十五厘米,太薄保水效果差,太厚影响出苗。覆盖秸秆前要施足底肥,秸秆腐烂过程中会消耗一部分氮素。

地膜覆盖是旱地保水的高效措施。地膜覆盖能减少土壤蒸发百分之七十以上,还能提高地温,促进作物早发。旱地地膜覆盖多用全膜覆盖,整个田面都铺上地膜,不留空带。地膜覆盖适用于玉米、马铃薯、瓜类等作物。覆膜要平整严密,边缘压土,膜上每隔一段距离打孔,便于雨水下渗。

保水剂是一种高分子材料,能吸收自身重量几百倍的水分,形成凝胶状,缓慢释放给作物根系。保水剂在旱地应用中,一般与种子一起施入播种沟,或者与底肥混合施入土壤。保水剂的使用量每亩一到两公斤,用量不宜过大,过大反而会影响土壤通气。保水剂的保水效果能持续一到两年,适合在严重缺水的地区使用。

土壤调理剂也能改善土壤的保水性能。腐殖酸、海藻酸等调理剂,能促进土壤团粒结构形成,增强土壤的蓄水保肥能力。调理剂与有机肥一起施用,效果更好。

农艺抗旱技术:让作物更耐旱

除了工程措施和灌溉技术,农艺措施也能提高作物的抗旱能力。同样的土壤,同样的降水,选对了品种和种植方式,抗旱效果大不一样。

选用抗旱品种是最直接的措施。不同的作物品种,抗旱能力差异很大。在旱地种植,要选择经过当地试验证明抗旱性好的品种。抗旱品种一般根系发达,叶片保水能力强,气孔调节灵敏,能在缺水时维持正常的生理活动。

调整播期可以避开干旱期。在降水相对集中的时段播种,让作物的需水关键期与降水高峰重合。春旱严重的地区,可以推迟播种,等雨季到来后再种。秋旱严重的地区,要赶在雨季结束前完成主要生育期。播期调整要根据当地多年的降水规律和天气预报确定。

合理密植是旱地种植的重要原则。旱地水分有限,密度过大,植株之间争水争肥,个体发育不良,产量反而下降。旱地种植的密度要比水地低百分之二十到三十,保证每株有足够的水分供应。具体密度根据品种特性和土壤肥力确定,肥地稍密,瘦地稍稀。

深播抗旱是旱地播种的技巧。旱地表层土壤容易干燥,种子播深了可能顶不出土,播浅了容易落干。旱地播种深度一般比水地深一到两厘米,让种子接触到下层湿土。播种后镇压,使种子与土壤紧密接触,有利于吸水发芽。

育苗移栽在旱地蔬菜、瓜类、棉花等作物上应用广泛。在苗床集中育苗,等雨季到来后再移栽到田里。移栽时带土,栽后浇水,成活率高。育苗移栽能节省大田用水,错开干旱期,是旱地种植的有效措施。

抗旱灌溉的综合应用

旱地抗旱灌溉不是单一技术的应用,而是多项技术的集成配套。根据不同地区的气候条件、水源状况、作物种类,组合成一套适合当地的技术模式。

西北黄土高原区的模式是“集雨+地膜覆盖+抗旱品种”。用集雨水窖收集雨水,在作物需水关键期进行补灌;全膜覆盖减少土壤蒸发,提高地温;选用抗旱品种,增强作物抗逆能力。这套模式在甘肃、宁夏等地应用,玉米、马铃薯的产量比传统种植提高百分之三十到五十。

华北旱作区的模式是“秸秆覆盖+深松蓄水+节水补灌”。夏收后秸秆覆盖,减少土壤蒸发;秋季深松,打破犁底层,增加土壤蓄水能力;春旱时用井水或集雨水进行关键期补灌。这套模式在河北、山西等地应用,冬小麦和夏玉米的产量稳定,抗旱能力明显增强。

西南旱区的模式是“坡改梯+蓄水池+农艺抗旱”。坡耕地改梯田,减少径流,增加入渗;修建小型蓄水池,收集坡面径流;选用抗旱品种,调整播期,避开伏旱。这套模式在四川、贵州等地应用,玉米、马铃薯的产量明显提高。

旱地农业抗旱灌溉技术的核心,是把有限的水资源最大限度地利用起来。集雨蓄水是水源基础,节水灌溉是用水方式,土壤保水是中间环节,农艺抗旱是作物层面的措施。把这几个环节串联起来,形成完整的技术链条,旱地也能稳产增收。缺水不是绝路,关键是找对方法,把每一滴水用到最需要的地方。

内容仅供参考,不构成农业技术建议。具体技术方案请结合当地气候条件、土壤类型、作物品种和水源状况进行选择。

参考资料来源:

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所.《旱地农业节水增效技术》.中国农业出版社.2022年.

全国农业技术推广服务中心.旱作农业技术集成与示范推广报告.2023年.