辽宁省西部地区干旱规律及作物抗旱节水高产技术探讨
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摘要 本文分析了辽宁省西部地区的干旱规律，提出了该地区抗旱减灾与节水高产的主要障碍与关键技术问题，阐述了该地区作物抗旱节水技术研究现状，包括轮作平衡调水技术；肥水耦合，以肥调水技术；中耕深松，秸秆还田，蓄水保墒技术；地膜覆盖栽培技术；化学制剂节水技术；抗旱免耕精量播种技术等方面内容，以期为更好地调控雨水资源，保障该地区粮食安全和经济发展提供理论依据。
关键词 干旱规律；抗旱节水；问题；研究现状；辽宁省西部地区
中图分类号 F323.213 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）12-0174-02
辽宁省西部地区是辽宁省重要的粮食作物产区，包括阜新、朝阳、锦州与葫芦岛等城市。上述4个市的面积占全省总面积的34.80%，该区域自然条件优越，具有丰富的耕地资源、光照资源以及降水资源。根据气象数据统计，全区年雨水资源总量高达270亿m3，耕地区域年雨水资源总量达103.29亿m3，正常情况下，年平均降水量高于500 mm，可见水资源充沛，具有巨大的生产潜力。
目前，我国1 m3水资源的平均粮食产量为0.83 kg，根据该标准计算，上述4个城市的粮食产能应当在857.3万t，而目前实际产能大约为 500万t，远没有达到我国平均水平。另外，农业发达国家单方水资源的粮食生产水平高达2 kg 以上，而在上述4个城市该指标为0.51 kg，二者相差甚远。因此，了解该地区作物抗旱节水生产问题与研究现状势在必行，可为将来更好地调控雨水资源、保障该区粮食安全和经济发展提供理论依据。
1 研究区干旱规律分析
1.1 降雨量与蒸发量
降水量与蒸发量是影响粮食作物生产的重要因素，也是衡量干湿程度的重要依据。通常情况下，以年降水量500 mm为干湿地区的划分标准，对于上述辽宁省西部地区的4个城市来说，该区域的年平均降水量在500 mm左右，呈现西北部降水较少、东南部降水较多的趋势，其中，西北部年平均降水量在450～500 mm之间，东南部通常在500～600 mm之间。由于该区域地处我国东北地区，四季分明，降水分布不均匀，以夏季最多、冬季最少，据统计全年80%以上的降水集中于6―9月。
辽宁省西部地区降水的年际变化大，比如1958年朝阳地区全年降水量只有277 mm，远低于年平均降水量，导致当年出现严重的干旱灾害。本区域春季出现干旱的概率较大，究其原因，在于春季降水量较少，而蒸发量较大，从而造成十年九春旱的现象出现，对于春季播种的农作物来说，造成严重的负面影响。根据数据统计，1953―2001，降水量最高月份集中于7月，也正是光照资源最丰富的月份，这种情况十分有利于农作物生长，但需要注意的是，本区域蒸发量最大的月份集中于5月，农作物正处于播种或生长初期的关键时期，如果此时期发生降水量不足的问题，将会影响农作物生产。
1.2 湿润系数分布
湿润系数K是衡量气候干湿情况的重要指标，根据T.H维索茨基的湿润系数计算公式：
K=R/E
式中，K―湿润系数，R―降雨量（mm），E―蒸发量（mm）。
当K≥0.33时为湿润性气候，反之则为干旱性气候。根据1953―2001年辽宁省西部地区4个城市的统计数据，夏季绝大多数属于湿润性气候（K≥0.33），冬季大多数时间为干旱性气候（K≤0.33），秋季多数时间处于干湿临界状态（K值接近于0.33）[1-2]。
1.3 旱作节水的生产潜力
用现实生产效率（G）与最高生产效率（YQTW）的比值[MKD=（G/YQTW）×100]计算该地区水分生产潜力开发程度。结果表明，目前该地区水分生产潜力开发程度较低，现实生产力产量只有旱地农田水分生产潜力理论值的44.4%，在充分利用当地自然资源的前提下，该区域的生产潜力巨大。
多年来，辽宁省西部地区4个城市的农户及科技人员为了实现高产、稳产而不断探索，在水土保持、抗旱抗灾等方面进行大胆尝试，从工程措施、作物品种以及耕作技术等方面进行了大量研究与实施。在工程措施方面，采取修建丰产沟、梯田等方式进行增产；在作物品种方面，积极探索选取抗性强、耐性好的优质品种；在耕作措施上，通过深翻中耕、肥水管理以及覆盖保墒等技术措施进行创新尝试。
通过多年的积累，上述措施在实际旱地农业生产中取得了一定的效果，在水土流失调控、作物增产稳产等方面取得了一些成绩。但是，旱田种植当中重要的水资源保障问题没有得到根本性解决，存在治标不治本的问题。各个部门之间缺乏协调与合作，水利部门只管修工程，不管雨水资源的保蓄与利用[3-4]。而这大部分的工程资金均掌握在水利部门手里，坡面的水利工程与种植业严重脱节。农机部门只管秸秆还田，往往不考虑旱区农业的特点，在土壤墒情较好的秋季进行旋耕与深翻且没有覆盖措施，致使本来能够满足播种出苗的土壤水分损失殆尽，造成翻多深、干多深的严重后果。另外，各种措施之间也缺乏紧密结合，尚未建立一个有机高效的技术体系。因此，目前未从根本上解决水资源保障问题，干旱缺水问题已成为困扰当地农业生产的严重阻碍，直接影响作物播种、生长发育的各个环节，难以推动高产、稳产农业发展，现有的土地资源生产潜力受到严重抑制。究其原因，主要存在以下两方面问题。
2.1 拦截工程的空间配置不合理，径流系数过高
石质丘陵地貌是辽宁省西部地区4个城市的重要特征，其地表植被较少，但其中下部为土堆积的坡地，从而形成了天然的雨水积聚场所。
黄土坡地是种植粮食作物的良好的土壤环境，如果能够解决雨水积聚问题，对水资源进行充分的利用，这对粮食作物生产的促进力是巨大的。然而，当地对裸地径流的拦截与蓄存方面并没有给予重视，在水土保持工程治理中将7―9月的大量降水成洪水灾害进行防御处理，没有将其视为一种重要的可积聚水资源加以调节与利用，造成了降水资源的严重浪费[5-6]。
该区域多年的水文资料显示，本地径流系数高达0.6～0.7，不仅浪费了大量的降水资源，还引发了严重的洪涝灾害，给当地农业生产带来了严重的制约与影响。究其原因在于在径流汇聚地带缺乏引导与拦截工程，造成降水资源积聚不到位、利用率低。
2.2 雨水资源在时间上供需不协调，缺乏跨季节调控措施
辽宁省西部地区4个城市的降水量在季节分配上严重不均，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%，这是引发该地区雨水径流的主要原因，导致在农作物播种期以及生产初期水源匮乏，从而严重影响作物的产量、质量；在干旱严重的年份甚至会出现绝收情况，7―9月是作物生长的中后期，降水资源过剩，加之没有科学有效的蓄存措施，导致大量的雨水径流浪费，甚至发生洪涝灾害。
数据统计显示，辽宁省西部地区4个城市的年蒸发量巨大，通常在1 000～1 500 mm之间，是该区域降水量的2～3倍，蒸发量在5月尤其突出，高达200～250 mm。根据统计，阜新县年降水量为30.67亿m3，而通过陆地蒸发的占总降水量的74.6%。朝阳、阜新2个市1998―2002年修塘坝700多座，在雨水积聚方面发挥了重要的作用，但到春季以后75%的塘坝因蒸发量大而干涸。由此可见，在水资源防止蒸发方面几乎没有任何调节措施，造成大量的降水资源蒸费[7-8]。
导致水资源蒸发损失严重的另一方面表现在秋季充足的农田土壤水分在冬、春2季的蒸发损失。从2003年冬至 2004年春阜新县农田土壤墒情的监测结果可以看出，秋末作物收获后的农田土壤含水量与春季作物发芽所需的土壤含水量相近，但是到了第2年春播时，各层的土壤含水量蒸发损失接近50%或者更多，根本达不到春季播种所要求的土壤情，致使生育期较长的优质高产作物不能适时播种。
3 作物抗旱节水技术研究现状
基于以上问题，为发展旱地高效农业，在充分研究了当地降水时空变化规律、掌握农田水分状况的基础上，做到了多部门紧密结合、多项技术有机集成，构建了一个“土、肥、水联合跨季节调控”的技术体系，从理论与实践的结合上解决了半干旱区农业缺水问题，为农业稳产、高产提供了技术保障。具体技术措施应用如下。
3.1 轮作平衡调水技术
通过推广抗旱良种、间作套种、覆盖增温保温、施用生物菌肥和保水剂等，增强作物吸水能力，提高作物群体蒸腾效率。
3.2 肥水耦合，以肥调水技术
通过氮、磷、钾等化学肥料的合理搭配及化肥与有机肥料的配合施用，促进作物生长，提高对土壤水分的利用效率。
3.3 中耕深松，秸秆还田，蓄水保墒技术
通过采取秸秆还田、留茬和中耕深松等措施，增加地表覆盖，减少地面水分蒸发，提高土壤蓄水、保水以及持续供水能力。
3.4 地膜覆盖栽培技术
采用地表覆盖塑料薄膜的栽培技术，减少地面水分蒸发、保持土壤水分，增加水肥耦合效果，促进作物生长，提高作物产量[9-10]。
3.5 化学制剂节水技术
新型液态多功能土壤保湿剂对碱化土壤有显著的改良功能。通过应用新型土壤保湿剂进行拌土处理或用保水剂拌种包衣，再结合少量灌水，可明显促进种子萌发，提高作物的出苗率，或叶面喷施防旱保水剂，均可促进作物的生长发育，增加作物的产量。
3.6 抗旱免耕精量播种技术
免耕气吸播种施肥机集浇水、原茬免耕、精量播种、施肥为一体，可一次完成多项农艺过程，主要满足干旱、半干旱地区抗旱、保墒、播种、施肥的需要。与普通播种机播种相比，免耕气吸播种施肥机由于应用免耕残茬覆盖播种，培肥了地力，增加了土壤的有机质含量，增强了土壤保水性能，提高了作物的抗旱保墒的能力，施水量为30～45 m3/hm2，出苗率可提高30%～40%。
4 参考文献
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