遼寧省西部地區(qū)干旱規(guī)律及作物抗旱節(jié)水高產(chǎn)技術(shù)探討

郝春英

摘要 本文分析了遼寧省西部地區(qū)的干旱規(guī)律，提出了該地區(qū)抗旱減災(zāi)與節(jié)水高產(chǎn)的主要障礙與關(guān)鍵技術(shù)問題，闡述了該地區(qū)作物抗旱節(jié)水技術(shù)研究現(xiàn)狀，包括輪作平衡調(diào)水技術(shù)；肥水耦合，以肥調(diào)水技術(shù)；中耕深松，秸稈還田，蓄水保墑技術(shù)；地膜覆蓋栽培技術(shù)；化學(xué)制劑節(jié)水技術(shù)；抗旱免耕精量播種技術(shù)等方面內(nèi)容，以期為更好地調(diào)控雨水資源，保障該地區(qū)糧食安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 干旱規(guī)律；抗旱節(jié)水；問題；研究現(xiàn)狀；遼寧省西部地區(qū)

中圖分類號 F323.213 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）12-0174-02

遼寧省西部地區(qū)是遼寧省重要的糧食作物產(chǎn)區(qū)，包括阜新、朝陽、錦州與葫蘆島等城市。上述4個市的面積占全省總面積的34.80%，該區(qū)域自然條件優(yōu)越，具有豐富的耕地資源、光照資源以及降水資源。根據(jù)氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全區(qū)年雨水資源總量高達(dá)270億m3，耕地區(qū)域年雨水資源總量達(dá)103.29億m3，正常情況下，年平均降水量高于500 mm，可見水資源充沛，具有巨大的生產(chǎn)潛力。

目前，我國1 m3水資源的平均糧食產(chǎn)量為0.83 kg，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)計算，上述4個城市的糧食產(chǎn)能應(yīng)當(dāng)在857.3萬t，而目前實際產(chǎn)能大約為 500萬t，遠(yuǎn)沒有達(dá)到我國平均水平。另外，農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家單方水資源的糧食生產(chǎn)水平高達(dá)2 kg 以上，而在上述4個城市該指標(biāo)為0.51 kg，二者相差甚遠(yuǎn)。因此，了解該地區(qū)作物抗旱節(jié)水生產(chǎn)問題與研究現(xiàn)狀勢在必行，可為將來更好地調(diào)控雨水資源、保障該區(qū)糧食安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)干旱規(guī)律分析

1.1 降雨量與蒸發(fā)量

降水量與蒸發(fā)量是影響糧食作物生產(chǎn)的重要因素，也是衡量干濕程度的重要依據(jù)。通常情況下，以年降水量500 mm為干濕地區(qū)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，對于上述遼寧省西部地區(qū)的4個城市來說，該區(qū)域的年平均降水量在500 mm左右，呈現(xiàn)西北部降水較少、東南部降水較多的趨勢，其中，西北部年平均降水量在450～500 mm之間，東南部通常在500～600 mm之間。由于該區(qū)域地處我國東北地區(qū)，四季分明，降水分布不均勻，以夏季最多、冬季最少，據(jù)統(tǒng)計全年80%以上的降水集中于6—9月。

遼寧省西部地區(qū)降水的年際變化大，比如1958年朝陽地區(qū)全年降水量只有277 mm，遠(yuǎn)低于年平均降水量，導(dǎo)致當(dāng)年出現(xiàn)嚴(yán)重的干旱災(zāi)害。本區(qū)域春季出現(xiàn)干旱的概率較大，究其原因，在于春季降水量較少，而蒸發(fā)量較大，從而造成十年九春旱的現(xiàn)象出現(xiàn)，對于春季播種的農(nóng)作物來說，造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，1953—2001，降水量最高月份集中于7月，也正是光照資源最豐富的月份，這種情況十分有利于農(nóng)作物生長，但需要注意的是，本區(qū)域蒸發(fā)量最大的月份集中于5月，農(nóng)作物正處于播種或生長初期的關(guān)鍵時期，如果此時期發(fā)生降水量不足的問題，將會影響農(nóng)作物生產(chǎn)。

1.2 濕潤系數(shù)分布

濕潤系數(shù)K是衡量氣候干濕情況的重要指標(biāo)，根據(jù)T.H維索茨基的濕潤系數(shù)計算公式：

K=R/E

式中，K—濕潤系數(shù)，R—降雨量（mm），E—蒸發(fā)量（mm）。

當(dāng)K≥0.33時為濕潤性氣候，反之則為干旱性氣候。根據(jù)1953—2001年遼寧省西部地區(qū)4個城市的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，夏季絕大多數(shù)屬于濕潤性氣候（K≥0.33），冬季大多數(shù)時間為干旱性氣候（K≤0.33），秋季多數(shù)時間處于干濕臨界狀態(tài)（K值接近于0.33）[1-2]。

1.3 旱作節(jié)水的生產(chǎn)潛力

用現(xiàn)實生產(chǎn)效率（G）與最高生產(chǎn)效率（YQTW）的比值[MKD=（G/YQTW）×100]計算該地區(qū)水分生產(chǎn)潛力開發(fā)程度。結(jié)果表明，目前該地區(qū)水分生產(chǎn)潛力開發(fā)程度較低，現(xiàn)實生產(chǎn)力產(chǎn)量只有旱地農(nóng)田水分生產(chǎn)潛力理論值的44.4%，在充分利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源的前提下，該區(qū)域的生產(chǎn)潛力巨大。

2 抗旱減災(zāi)與節(jié)水高產(chǎn)的主要障礙與關(guān)鍵技術(shù)問題

多年來，遼寧省西部地區(qū)4個城市的農(nóng)戶及科技人員為了實現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)而不斷探索，在水土保持、抗旱抗災(zāi)等方面進(jìn)行大膽嘗試，從工程措施、作物品種以及耕作技術(shù)等方面進(jìn)行了大量研究與實施。在工程措施方面，采取修建豐產(chǎn)溝、梯田等方式進(jìn)行增產(chǎn)；在作物品種方面，積極探索選取抗性強、耐性好的優(yōu)質(zhì)品種；在耕作措施上，通過深翻中耕、肥水管理以及覆蓋保墑等技術(shù)措施進(jìn)行創(chuàng)新嘗試。

通過多年的積累，上述措施在實際旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中取得了一定的效果，在水土流失調(diào)控、作物增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)等方面取得了一些成績。但是，旱田種植當(dāng)中重要的水資源保障問題沒有得到根本性解決，存在治標(biāo)不治本的問題。各個部門之間缺乏協(xié)調(diào)與合作，水利部門只管修工程，不管雨水資源的保蓄與利用[3-4]。而這大部分的工程資金均掌握在水利部門手里，坡面的水利工程與種植業(yè)嚴(yán)重脫節(jié)。農(nóng)機部門只管秸稈還田，往往不考慮旱區(qū)農(nóng)業(yè)的特點，在土壤墑情較好的秋季進(jìn)行旋耕與深翻且沒有覆蓋措施，致使本來能夠滿足播種出苗的土壤水分損失殆盡，造成翻多深、干多深的嚴(yán)重后果。另外，各種措施之間也缺乏緊密結(jié)合，尚未建立一個有機高效的技術(shù)體系。因此，目前未從根本上解決水資源保障問題，干旱缺水問題已成為困擾當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的嚴(yán)重阻礙，直接影響作物播種、生長發(fā)育的各個環(huán)節(jié)，難以推動高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，現(xiàn)有的土地資源生產(chǎn)潛力受到嚴(yán)重抑制。究其原因，主要存在以下兩方面問題。

2.1 攔截工程的空間配置不合理，徑流系數(shù)過高

石質(zhì)丘陵地貌是遼寧省西部地區(qū)4個城市的重要特征，其地表植被較少，但其中下部為土堆積的坡地，從而形成了天然的雨水積聚場所。

黃土坡地是種植糧食作物的良好的土壤環(huán)境，如果能夠解決雨水積聚問題，對水資源進(jìn)行充分的利用，這對糧食作物生產(chǎn)的促進(jìn)力是巨大的。然而，當(dāng)?shù)貙β愕貜搅鞯臄r截與蓄存方面并沒有給予重視，在水土保持工程治理中將7—9月的大量降水當(dāng)成洪水災(zāi)害進(jìn)行防御處理，沒有將其視為一種重要的可積聚水資源加以調(diào)節(jié)與利用，造成了降水資源的嚴(yán)重浪費[5-6]。

該區(qū)域多年的水文資料顯示，本地徑流系數(shù)高達(dá)0.6～0.7，不僅浪費了大量的降水資源，還引發(fā)了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的制約與影響。究其原因在于在徑流匯聚地帶缺乏引導(dǎo)與攔截工程，造成降水資源積聚不到位、利用率低。

2.2 雨水資源在時間上供需不協(xié)調(diào)，缺乏跨季節(jié)調(diào)控措施

遼寧省西部地區(qū)4個城市的降水量在季節(jié)分配上嚴(yán)重不均，其中，80%以上的降水均集中在6—9月，而春季降水量不足10%，冬季降水量不足1%，這是引發(fā)該地區(qū)雨水徑流的主要原因，導(dǎo)致在農(nóng)作物播種期以及生產(chǎn)初期水源匱乏，從而嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量、質(zhì)量；在干旱嚴(yán)重的年份甚至?xí)霈F(xiàn)絕收情況，7—9月是作物生長的中后期，降水資源過剩，加之沒有科學(xué)有效的蓄存措施，導(dǎo)致大量的雨水徑流浪費，甚至發(fā)生洪澇災(zāi)害。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，遼寧省西部地區(qū)4個城市的年蒸發(fā)量巨大，通常在1 000～1 500 mm之間，是該區(qū)域降水量的2～3倍，蒸發(fā)量在5月尤其突出，高達(dá)200～250 mm。根據(jù)統(tǒng)計，阜新縣年降水量為30.67億m3，而通過陸地蒸發(fā)的占總降水量的74.6%。朝陽、阜新2個市1998—2002年修塘壩700多座，在雨水積聚方面發(fā)揮了重要的作用，但到春季以后75%的塘壩因蒸發(fā)量大而干涸。由此可見，在水資源防止蒸發(fā)方面幾乎沒有任何調(diào)節(jié)措施，造成大量的降水資源蒸發(fā)浪費[7-8]。

導(dǎo)致水資源蒸發(fā)損失嚴(yán)重的另一方面表現(xiàn)在秋季充足的農(nóng)田土壤水分在冬、春2季的蒸發(fā)損失。從2003年冬至 2004年春阜新縣農(nóng)田土壤墑情的監(jiān)測結(jié)果可以看出，秋末作物收獲后的農(nóng)田土壤含水量與春季作物發(fā)芽所需的土壤含水量相近，但是到了第2年春播時，各層的土壤含水量蒸發(fā)損失接近50%或者更多，根本達(dá)不到春季播種所要求的土壤墑情，致使生育期較長的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)作物不能適時播種。

3 作物抗旱節(jié)水技術(shù)研究現(xiàn)狀

基于以上問題，為發(fā)展旱地高效農(nóng)業(yè)，在充分研究了當(dāng)?shù)亟邓畷r空變化規(guī)律、掌握農(nóng)田水分狀況的基礎(chǔ)上，做到了多部門緊密結(jié)合、多項技術(shù)有機集成，構(gòu)建了一個“土、肥、水聯(lián)合跨季節(jié)調(diào)控”的技術(shù)體系，從理論與實踐的結(jié)合上解決了半干旱區(qū)農(nóng)業(yè)缺水問題，為農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)提供了技術(shù)保障。具體技術(shù)措施應(yīng)用如下。

3.1 輪作平衡調(diào)水技術(shù)

通過推廣抗旱良種、間作套種、覆蓋增溫保溫、施用生物菌肥和保水劑等，增強作物吸水能力，提高作物群體蒸騰效率。

3.2 肥水耦合，以肥調(diào)水技術(shù)

通過氮、磷、鉀等化學(xué)肥料的合理搭配及化肥與有機肥料的配合施用，促進(jìn)作物生長，提高對土壤水分的利用效率。

3.3 中耕深松，秸稈還田，蓄水保墑技術(shù)

通過采取秸稈還田、留茬和中耕深松等措施，增加地表覆蓋，減少地面水分蒸發(fā)，提高土壤蓄水、保水以及持續(xù)供水能力。

3.4 地膜覆蓋栽培技術(shù)

采用地表覆蓋塑料薄膜的栽培技術(shù)，減少地面水分蒸發(fā)、保持土壤水分，增加水肥耦合效果，促進(jìn)作物生長，提高作物產(chǎn)量[9-10]。

3.5 化學(xué)制劑節(jié)水技術(shù)

新型液態(tài)多功能土壤保濕劑對堿化土壤有顯著的改良功能。通過應(yīng)用新型土壤保濕劑進(jìn)行拌土處理或用保水劑拌種包衣，再結(jié)合少量灌水，可明顯促進(jìn)種子萌發(fā)，提高作物的出苗率，或葉面噴施防旱保水劑，均可促進(jìn)作物的生長發(fā)育，增加作物的產(chǎn)量。

3.6 抗旱免耕精量播種技術(shù)

免耕氣吸播種施肥機集澆水、原茬免耕、精量播種、施肥為一體，可一次完成多項農(nóng)藝過程，主要滿足干旱、半干旱地區(qū)抗旱、保墑、播種、施肥的需要。與普通播種機播種相比，免耕氣吸播種施肥機由于應(yīng)用免耕殘茬覆蓋播種，培肥了地力，增加了土壤的有機質(zhì)含量，增強了土壤保水性能，提高了作物的抗旱保墑的能力，施水量為30～45 m3/hm2，出苗率可提高30%～40%。

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