山西壽陽(yáng)溝川壩地旱地玉米寬覆膜技術(shù)應用模式，利用地膜覆蓋有效解決了溝川壩地苗期低溫天氣影響，最大限度保水，增加玉米種植密度，實(shí)現增產(chǎn)增效?！≈軕哑健z
我國是世界上嚴重干旱缺水的國家之一，旱地農業(yè)主要分布在秦嶺、淮河及昆侖山以北的廣大北方地區，涉及16個(gè)?。ㄗ灾螀^、直轄市），國土面積和耕地面積均超過(guò)全國的一半，其中超過(guò)65％的耕地沒(méi)有灌溉條件。近日，在旱地農業(yè)創(chuàng )新發(fā)展報告會(huì )上，中國農業(yè)科學(xué)院副院長(cháng)、旱地農業(yè)學(xué)科首席梅旭榮介紹說(shuō)，隨著(zhù)我國在西北、華北和東北等干旱缺水地區支持示范推廣旱地節水農業(yè)技術(shù)，大力推廣覆蓋保摘、水肥一體化、集雨補灌、測墑節灌、耕作保墑等技術(shù)，旱地農業(yè)從被動(dòng)抗旱逐步走向主動(dòng)避旱。
長(cháng)期定位試驗 摸清旱地農業(yè)的“底細”
“如果建立一種能適應干旱變化的種植制度，并匹配相應的抗旱適水栽培技術(shù)，該多好。這樣可以保證作物不受天氣變化的影響而減產(chǎn)，農民有個(gè)好收成不餓肚子。”30年前，梅旭榮懷著(zhù)這個(gè)美好的愿望開(kāi)始了旱地農業(yè)研究。
旱地農業(yè)是我國農業(yè)的重要生產(chǎn)方式。我國北方旱地農業(yè)區提供了全國58％的糧食（包含灌溉）和75％以上的牛羊肉，但也聚集了80％以上的貧困人口和70％以上的生態(tài)脆弱區，加強科技創(chuàng )新推動(dòng)旱地農業(yè)發(fā)展對保障國家食物安全、生態(tài)安全和消除貧困都意義重大。“完全依靠自然降水進(jìn)行生產(chǎn)的農業(yè)，叫作旱作農業(yè)，和它相對的概念是灌溉農業(yè)，所以，旱作農業(yè)包括全部不進(jìn)行澆灌的農業(yè)生產(chǎn)。這其中，在降水量入不敷出的干旱、半干旱地區則叫作旱地農業(yè)，也就是在干旱、半干旱的耕地上進(jìn)行的旱作農業(yè)。”梅旭榮如此解釋?zhuān)?ldquo;要做好旱地農業(yè)，首先了解它，摸清規律。”
我國旱地農業(yè)技術(shù)研究，起步于20世紀80年代初、“六五”計劃時(shí)期。整個(gè)“六五”計劃時(shí)期，我國主要對北方旱地做了類(lèi)型分區工作，對整個(gè)北方旱農區的資源稟賦做了摸底。到“七五”計劃時(shí)期，則開(kāi)始實(shí)施中低產(chǎn)田改造提升工作，這個(gè)工作一直持續到“九五”時(shí)期，也就是20世紀末，改造提升的中低產(chǎn)田包括當時(shí)的三江平原、黃淮海、南方旱區、黃土高原和北方旱區等。
“我們做的工作，一是查明了北方旱地自然降水利用的狀況，二是查明了主要農作物生產(chǎn)潛力的開(kāi)發(fā)程度。”梅旭榮說(shuō)。研究發(fā)現，北方旱地主要作物種植北移西擴1-2個(gè)經(jīng)緯度，作物種植、生育期變化與降水減少、干旱頻發(fā)重發(fā)多因素互作，作物降水滿(mǎn)足率降低超過(guò)5個(gè)百分點(diǎn)。旱地地表覆蓋、秸稈還田、深松耕等技術(shù)提高水分利用效率程度與降水密切相關(guān)，提升效應最優(yōu)的降水區間為年降水量450-550毫米的旱農區。據此明確了玉米、小麥、谷子、花生、大豆、馬鈴薯等作物在不同旱地類(lèi)型區的適水配置優(yōu)先序，也為科學(xué)布局種植結構并匹配適宜的節水栽培技術(shù)提供了科學(xué)依據。
創(chuàng )新主導技術(shù) 形成典型區域的旱地農業(yè)發(fā)展模式
針對北方旱地農業(yè)的共性問(wèn)題，研發(fā)團隊創(chuàng )新了集雨覆蓋抗旱、秸稈適水還田、適水間作等關(guān)鍵技術(shù)，引選、培育了與關(guān)鍵技術(shù)相配套的抗旱豐產(chǎn)作物品種70多個(gè)；研制了種子包衣劑、保水劑、土壤結構調理劑和全生物降解地膜、智慧灌溉施肥系統、壟膜溝植播種機、秸稈間隔條帶還田機和深松聯(lián)合整地機等產(chǎn)品和裝備。
旱地農業(yè)技術(shù)創(chuàng )新已在多地結出累累碩果。不同的模式具有不同的旱地農業(yè)技術(shù)體系，適應不同環(huán)境的旱地種植。我國已走出了五種旱地農業(yè)區域發(fā)展典型模式。
以山西壽陽(yáng)模式為代表，針對華北山地丘陵區種植結構單一、種養分離、生產(chǎn)效益低下等問(wèn)題，提出了旱作農田玉米秸稈適水還田深施肥技術(shù)模式，包括“溝川壩地玉米秸稈秋季全量直接還田技術(shù)”“垣坪旱地玉米秸稈秋冬覆蓋春還田技術(shù)”。采用該模式，可以實(shí)現玉米增產(chǎn)10％-25％。
以遼寧阜新模式為代表，針對東北風(fēng)沙半干旱區熱量不足、水資源匱乏、耕地質(zhì)量退化等問(wèn)題，提出了農田立體防蝕增效理念，構建了地上、地表、地下立體調控技術(shù)系統。2010年以來(lái)，東北風(fēng)沙半干旱區連續多年發(fā)生干旱現象，本項技術(shù)成果的大面積推廣應用，使農田水分利用效率提高14％-19％，有效抵御了旱災發(fā)生，保障了糧食穩產(chǎn)。
以河北衡水模式為代表，針對華北地區水資源短缺、降水不能滿(mǎn)足現行的主要種植制度、地下水嚴重超采等問(wèn)題，提出了冬小麥兩水高產(chǎn)高效栽培技術(shù)，以冬小麥水分生產(chǎn)率最大化而非產(chǎn)量最大化為目標，其核心是減少一次灌水，由冬小麥正常生產(chǎn)的三水灌溉改為二水灌溉。
以甘肅鎮原模式為代表，針對西北旱塬半干旱區水土流失嚴重、降水利用難度大等問(wèn)題，創(chuàng )新旱地玉米秋覆膜和壟溝覆膜集雨種植技術(shù)，解決了春季干旱少雨無(wú)法如期播種或播種出苗難的問(wèn)題，增產(chǎn)20％-30％；集成創(chuàng )新了夏休閑期覆膜和全膜覆土穴播冬小麥豐產(chǎn)技術(shù)，增產(chǎn)40％；研發(fā)旱作地膜玉米密植增產(chǎn)全程機械化種植體系，提出以水定密、以密定水適水種植技術(shù)。
以?xún)让晒盼浯Ｊ綖榇?，針對內蒙古旱作區干旱少雨水資源短缺、水分利用效率低、農田風(fēng)蝕沙化嚴重、土壤保水性差等突出問(wèn)題，依托武川試驗區開(kāi)展聚水保土技術(shù)研究，形成了生物籬柔性防風(fēng)、帶狀留茬間作和半干旱偏旱區田間集雨與節水三個(gè)技術(shù)體系，通過(guò)在四大主要作物上進(jìn)行規范化示范應用，提高降水利用率8個(gè)百分點(diǎn)以上，水分利用效率0.15千克/毫米/畝以上和減少水土流失30％以上。
加大科研攻關(guān) 推進(jìn)旱地農業(yè)可持續發(fā)展
“十三五”期間，隨著(zhù)旱地農業(yè)科技的發(fā)展，我國北方抗旱節水小麥品種覆蓋率提高到40％以上，旱地試驗示范田降水利用系數提高到0.70以上，噸糧耗水從844立方米下降到813立方米。
水是生命之源，也是農業(yè)的命脈。旱地農業(yè)，沒(méi)有灌溉水源，盡可能地提高對自然降水的利用率是關(guān)鍵技術(shù)之一。我國旱地農業(yè)中的自然降水利用率是多少呢？2000年這一數據是56％，到了2020年則提升到了65％，提高了9個(gè)百分點(diǎn)，這相當于多了近500億立方米的水。而在旱地農業(yè)的典型示范區中，甚至可以達到70％以上，遠比全球平均利用率的50％要高得多，其背后是一系列旱地農業(yè)技術(shù)的應用。
旱地農業(yè)也亟須從深度節水和極限節水等方向開(kāi)展科研攻關(guān)。再如小麥，我國小麥平均耗水量是900-1000立方米左右，但極限節水，可以降到噸糧耗水400-500立方米，可挖掘的潛力仍然很大。農業(yè)是用水大戶(hù)，甚至是第一用水大戶(hù)。其中，節水對提高農業(yè)生產(chǎn)效率意義重大。
同樣，生產(chǎn)潛力也有可挖掘的空間。當前，我國對抗旱作物遺傳潛力的挖掘還不夠，抗旱作物的單產(chǎn)潛力，目前開(kāi)發(fā)程度是45％，但可行的合理開(kāi)發(fā)程度是65％，這中間的20％，每提升一個(gè)百分點(diǎn)，都需要科技作出巨大的努力。
梅旭榮認為，未來(lái)旱地農業(yè)技術(shù)攻關(guān)的重點(diǎn)和難題，在于高產(chǎn)和生態(tài)保護的平衡，“在糧食生產(chǎn)優(yōu)勢區，深挖潛力、提高單產(chǎn)、穩定總產(chǎn)能的同時(shí)，騰出空間，發(fā)展旱農地區的生物多樣性、保護旱農區的生態(tài)環(huán)境，是未來(lái)整個(gè)旱地農業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)區域性難題。”
