農藝節水技術在農藝發展中的應用研究

姚友新 孫義傳 林 光

（平邑縣臨澗鎮農業綜合服務中心，山東 平邑 273314）

現階段，人們對資源的需求量不斷增加，能源短缺問題日益凸顯。由于農業生產對水資源的需求量巨大，在這一背景下，農業用水難度不斷提高，不利于我國農業經濟的長遠發展。因此，有必要對農藝節水技術展開研究，這對于提高農業水資源利用率、促進農業長遠發展具有重要的意義。

1 農藝節水技術概述

農藝節水技術是借助農業綜合技術，以農業種植區的經濟發展情況、氣候條件、地質條件等為依據，對現有的耕作制度加以調整，科學選擇節水抗旱的農作物；同時，采取不同的措施達到減少水資源使用量的目的，在保持農作物基本用水量的基礎上，減少農作物的蒸騰作用［1］。農藝節水技術包含水肥耦合、耕作保墑、秸稈還田等。從機制上來看，農藝節水技術可以分為保墑節水類措施、降低蒸騰類措施。前者根據不同農作物生產的用水量提供不同量的水資源，對農作物的用水量進行嚴格控制；后者主要是在控制農作物用水量的基礎上，增強農作物的光合作用，改善群體葉面積指數，提高水資源利用率。

2 農藝節水技術在農藝發展中的應用

2.1 耕作保墑技術

耕作保墑技術主要是利用耕、鋤等措施對土壤耕層結構進行調整，使其能夠更好地蓄水，降低土壤水分的蒸發量，促進農作物生長發育，提高水資源利用率。在深耕蓄墑過程中，深耕時間的選擇是蓄雨的重點。一般深耕時間的確定參考農田水分收支情況，通常選擇在旱秋。深耕深度取決于氣候、土壤、農業工具等因素，通常為20～22 cm，部分地區可以適當加深。在深耕蓄墑過程中，通過上述措施，輔以蓄水、除草等措施，可以減少土壤水分的蒸發量，同時減少地表徑流，從源頭上控制水分的減少。中耕保墑措施主要包括鋤地、鏟地等，中耕時間一般選擇在雨前、雨后，或者根據農作物生長發育狀況選擇。中耕深度在幼苗生長期可以進行深中耕，避免對農作物的生長造成影響，同時又可以實現高效用水。耙耱保墑是指在耕后采取一定的措施使土壤表面土塊碎散，實現耕作層上實下虛［2］。該措施的作業時間一般選擇在春秋兩季，以使耕田在伏前耕后及時蓄水，并熟化土壤，而立秋后雨水減少，可以進行耙耱。在立秋至秋播這一段時間，一般每次雨后都需要耙耱一次，使土壤能夠有效蓄水。在耙耱保墑過程中，應多次進行斜耙、橫耙，改善土壤的水分條件。在晝消夜凍時，農民需要頂凌耙地，中斷毛管水運行，最大限度地減少解凍后土壤的水分蒸發量。同時，在秋播前通過耙耱保墑可以減少土壤板結情況，降低土壤水分的蒸發量。對于耙耱深度而言，早春時深度以3～5 cm為宜，耙茬播種區域的深度一般為8～10 cm。如果秋播前進行耙耱保墑，則深度通常比播種深度淺一些，減少水分流失情況。鎮壓提墑也是抗旱保墑的措施之一，根據播種前后土層情況、種子發芽情況進行鎮壓，從而調節土壤中的水分，避免土壤板結。同時，鎮壓措施可以壓碎表面土塊，降低土壤的孔隙度，減少水分蒸發，使種子更有效地吸水。

2.2 覆蓋保墑技術

覆蓋保墑技術是從國外引進的一項農業技術，在我國華北、西北等地區得到了較為廣泛的應用。在耕地表面覆蓋塑料薄膜、秸稈能夠減少土壤水分蒸發，蓄水保墑，使土壤水資源利用率得到大幅提升。農田地膜覆蓋使得土壤水分的垂直蒸發現象進一步減少，造成水分橫向遷移，不利于土壤水分的蒸發，土壤抑蒸力在80%以上。該項技術的應用促進農作物對深層水分加以吸收與利用，創造了良好的土壤水分條件。如果在干旱地區使用這一節水措施，不僅能夠顯著提高農作物產量，而且可以使降水利用率提高至80%以上，節水效果十分明顯。

小麥是我國東北地區的主要農作物，采用覆蓋保墑技術可以減少地表徑流，使得耕層供水量增加。有研究表明，采用覆蓋保墑技術后土壤能夠減少耗水量865.5 m3/hm2［3］。地膜覆蓋的保墑作用主要為阻隔土壤水分與大氣的交換過程，使土壤蒸發的水分聚集在覆蓋膜上，并從覆蓋膜上滴落，再次回到土壤中。同時，覆蓋地膜可以調節土壤溫度，土壤中的水分會向土層上方移動。相關研究結果顯示，使用覆蓋保墑技術后，土壤上層的含水量明顯高于下層含水量，也使得土壤含水量較為穩定。在應用覆蓋保墑技術過程中，倘若采用機械鋪膜，則需要將地膜與含水量較好的土壤進行包蓋，需要完全貼實，并做好密封工作，最后進行固定。在鋪膜前，應選擇地勢平坦、土層肥厚、農作物較多的區域，并且土壤并未出現板結情況、分布均勻，同時對土壤進行施肥，參考農作物的品種、土壤肥力條件的差異選擇施肥時間與數量。覆蓋地膜的幅寬與工藝要求一致，兩端整齊完好。在平作鋪膜時，直接將地膜覆蓋在平整的土壤表面，并將地膜兩端壓在土壤溝內。畦作鋪膜則是地膜覆蓋高畦，地膜兩端分別壓于畦兩側的溝內，使土層斷面為梯形。而作物桔梗覆蓋技術主要是進行秸稈還田，增加土壤的有機肥，減少水分蒸發。秸稈還田就是通過一系列機械化手段，使秸稈得以粉碎，并將粉碎后的秸稈翻埋至土壤中，增強土壤肥力，減少環境污染。在秸稈還田前，在施肥過程中，一般會補施一定量的氮肥與磷肥，這是因為桔梗本身的氮、磷含量較少。在深埋階段，將肥土與桔梗充分拌和，并深埋于土層下。在整地過程中，精細整地，減少土壤架空情況。在播種農作物前，通過澆水可以減少土層架空的現象，并且可以避免桔梗與麥苗搶水。在小麥或玉米行間覆蓋秸稈也能減少地表蒸發和降雨徑流，提高耕層供水量，取得明顯增產效果。據測定，秸稈覆蓋的抑蒸保墑效應可波及土體深1 m，減少耗水量865.5 m3/hm2［4］。同時，秸稈覆蓋具有成本低、就地取材、使用方便、無污染、改良土壤、培肥地力、增加降水入滲且保墑效果好等優點。多年的試驗研究證實，小麥、夏玉米兩季作物實行秸稈覆蓋，可節水120～150 mm，折合增產1 800～2 250 kg/hm2。為實現兩作秸稈覆蓋，不擾動耕層土壤，小麥、夏玉米兩季作物可3 a深耕一次，可3 a施一次磷肥，對增加產量發揮著積極的作用，達到節水、節能、干旱不減產的目的。

2.3 化學調控技術

化學調控技術是通過使用外援植物激素，即植物生長調節劑等調控農作物的功能體現，進而改善農作物生理代謝的技術。在農藝節水化學調控措施中，利用保水劑等達到節水的目的，這一措施被廣泛使用。有專家指出，利用保水劑可以減少農作物對土壤水分的消耗量，并且可以調節土層中的水分，做到高效用水，也能大幅提高農作物的產量。作物化學調控技術具有以下特點：①作物化學調控劑的用量不多，農戶不需要花費較多的成本購買或制作，具有較高的經濟性；②作物化學調控技術在應用過程中一般需要使用機器，而機械操作較為便捷，可以節省人力與物力，同時反應快速、見效快；③作物化學調控技術是參考農作物的生長情況使用的，靈活性較高，較為高效。在常用的外援植物激素中，植物生長調節劑可以提高農作物的生存能力，具有明顯的促糧效應，使農作物可以較好地適應干旱環境；作物蒸騰調控劑具有無毒無害、污染小的特點，與作物生長調節劑不同，其不含激素，借助噴灑滲入土壤中，降低氣孔導度，調節葉片蒸騰，能夠加快農作物的光合作用。

2.4 水肥耦合技術

水肥耦合技術就是根據不同水分條件，提倡灌溉與施肥在時間、數量和方式上合理配合，促進作物根系深扎，擴大根系在土壤中的吸水范圍，多利用土壤深層儲水，并提高作物的蒸騰和光合強度，減少土壤的無效蒸發，提高水資源的利用率。不同水分脅迫條件下，水肥對作物的生長發育和生理特性有著不同的作用機理和效果。在水分脅迫較輕時，養分能促進農作物根系發育成熟，可以提高農作物根系吸水效果，而且可以降低氣孔導度，進而改善植株的水分狀況，促進光合產物的形成。在氮素虧缺時，采用水肥耦合技術可以使深層土壤的水分向上移動，可以增加土壤水庫的容量，實現高效用水。在具體應用方面，以河南省新鄉市小麥、玉米種植為例，在不同灌水條件下，科學進行水肥管理，地面灌可節水15%～20%，化肥有效利用率提高15%左右，水分生產率為1.5～2.1 kg/m3。與此同時，采用水肥耦合技術可以增加土壤中氮、磷元素含量，可以顯著改善土壤肥力，對農作物的生長發揮著積極的作用。

3 結語

在水資源緊缺的今天，大家必須認識到農藝節水技術的重要性，從每個地區的實際情況出發，綜合利用化學調控技術、耕作保墑技術、覆蓋保墑技術及水肥耦合技術，增強土壤肥力，降低氣孔導度，調節葉片蒸騰，促進水分高效循環利用，增強農作物的光合作用，促進我國農業可持續發展。