黄土丘陵区旱作农业发展与对策
干旱问题是一个世界性问题，总面积约占地球陆地总面积的34.97%，遍及50多个国家和地区，全球l5亿hm2的耕地面积中，有灌溉条件的耕地仅占15.8%，其余部是靠自然降水从事农业生产。我国旱农面积约占国土面积的56.0%，耕地面积占全国总耕地面积的55.4%，灌溉面积仅占全国的15.8%[1]。
宁南山区位于我国黄土高原的西北边缘，境内以六盘山为南北脊柱，分为东西两壁，呈南高北低之势。海拔大部分在1500～2200m之间，辖4县1区，总面积10540km2。耕地335221hm2，是典型的旱作农业区。近几年，随着全球气候变暖，降雨量逐年减少，干旱日趋加剧，对当地农民生产和生活构成了严重威胁，为解决干旱造成的困难和问题，变被动抗旱为主动调整[2]，在国务院和自治区的大力支持下，旱作农业得到了全面提升和发展，并取得了明显的抗旱减灾和节水增收效果，促进全区经济社会较快发展做出了突出贡献。
1 发展历程
总结宁南山区旱作农业发展历程，大致经历了五个重要的发展阶段：第一阶段是20世纪50年代，为总结继承传统旱作农业技术经验阶段。推广了以坡耕地打埂为主的水土保持技术、以“三犁三耱”及轮作倒茬为中心的旱作节水技术。第二阶段是20世纪60年代，为深化传统旱作农业节水技术经验与引进以机深翻为主的旱作耕作技术相结合阶段。创立了“五墒耕作法”为主体的蓄水保墒耕作体系，优化了轮作制度，建立了豆-麦-麦-油或秋（秋粮作物）的轮作制度，大力推行了以治沟打坝为主的水利水保工程建设，改善了农田的生态环境，增强了蓄水保墒能力。第三阶段是20世纪70～80年代“以肥调水”旱作节水农业阶段。在继续大规模兴修梯田的同时，积极推广了有机肥与无机肥相结合，以无机促有机，有机肥、化肥秋施，基肥、种肥相结合的技术，建立了“以肥调水”为中心的土壤培肥体系。第四阶段是20世纪90年代旱作节水由单项措施向综合技术发展阶段。在进行小流域治理，修梯田、打井窖、铺地膜的同时，推广化控节水技术，引入微集水小麦垄盖膜即栽培技术，发展了减灾稳产保收的立体复合种植技术及高产优质高效栽培优化模式技术，大大提高了降水利用率。第五阶段是进人21纪后把补灌农业、设施农业、保护性耕作、区域特色种植等概念及技术引人旱作节水农业领域，使旱作农业与节水农业相结合，逐步形成了具有宁夏特色的早作节水农业技术体系，开辟了由被动抗旱转向主动抗旱的新局面[3]。使宁夏早作农业区的农业生产发生了很大变化，农业和农村经济发展上了一个新台阶。早作农业成为宁夏粮食生产、农业发展新的增长极。
2 发展目标
为加快宁南山区旱作农业发展，进一步提高自然降水利用率和水分生产效率，提高旱作区农业的综合发展能力，稳定地增加农民收人，今后，旱作农业的发展目标是要实现“一个促进、两个缓解、三个提高”，即：促进粮食增产和农民增收；缓解农业生产缺水矛盾，缓解干旱对农业生产的威胁；提高水分生产力，提高农业抗旱减灾能力，提高耕地综合生产能力。使宁南山区旱作农田的降水利用率提高10%以上，达到60%以上，水分生产效率提高20%以上，补水效益提高10%以上[3]，力争把宁南山区旱作农业区建成西北地区乃至国家级现代旱作农业示范区。重点处理好五种关系：①坚持“水”字当头。旱作农业技术的内容措施要保证用好扬黄水、地下水，蓄住天上水，拦住地表水，防止水土流失，充分发挥有限水资源的高效作用，最大限度地提高水分生产效率。②正确处理好旱作与补充灌溉农业的关系，实施旱作农业技术与补灌技术的结合。③坚持传统旱作农业技术与现代科学技术相结合，建立旱作节水农业综合技术体系。④树立旱作农业技术的综合性、系统性思想，以实现生态、经济、社会效益的统一。⑤旱作节水农业技术的应用，要因地制宜，依据不同旱作农业区的自然、经济特点和发展目标而确定，以防千篇一律，“一刀切”。
3 发展对策
宁南山区属于典型旱作雨养农业区。长期以来，受恶劣的自然条件限制，粮食广种薄收、产量低而不稳，干旱成为限制农业生产的主要瓶颈。采用覆膜保墒等旱作节水技术，最大限度的抑制田间蒸发，达到增温、蓄水、保墒和改善土壤物理性状的效果，有效促进土壤-作物水分的良性循环[4]。土壤水分状况是决定作物根系生长的关键因素，对作物生长发育具有决定性的影响[5]。培肥地力、纳雨蓄墒、较少土壤水分无效蒸发，提高土壤蓄墒、保水和供水能力，提高对有限降水资源的利用率就成为旱作农业研究的重要内容[6]。合理的土地利用方式可改善土壤结构，增强土壤对外界环境变化的抵抗力。免耕覆盖可减少耕作次数，改变土壤结构和容重，调节土壤水气分配，进而使土壤的水、肥、气、热状况的重新组合[7]。保护性耕作措施能使土壤表层的结构稳定性得到稳定程度的恢复；与常规耕作相比，保护性耕作可降低土壤侵蚀，增加水稳性大团聚体及其结构稳定性，改善土壤结构[4，7]。如何充分利用有限的降水资源，提高水分利用效率，成为提高宁南山区粮食产量的重要途径。经过多年的试验研究与示范推广，建立和形成以覆膜保墒为主，其它抗旱保墒措施为辅的具有宁夏南部山区特色的旱作农业节水模式和旱作农业节水技术体系，大幅度提高了作物产量和水分利用效率[3，8]；扩大了作物种植区域，推进了农作物结构调整速度。可以说，旱作节水技术的研究与示范推广，为宁南山区旱作雨养区农业生产带来了革命性的改变。
3.1 构建发展旱作农业生产能力体系
针对旱作农业区干早少雨，降水利用率不高、水分生产效率低下，中低产面积大、产量低而不稳，农田生态系统脆弱的特点，加速建没旱作农业生产能力基础是恢复农田生产系统、提高生产能力的重大措施。重点要坚持不懈地进行旱作基本农田建设；开展小流域综合治理，控制水土流失；加强降水资源的利用开发、水土修复，雨水蓄积及扬黄延伸补灌工程建设；实施农牧结合，发展农牧结合型的旱作节水农业，实现从广种薄收向稳产高产转变。 3.2 构建高效利用降水资源的旱作避灾型的区域优势特色农业结构
发展旱作农业，应把顺应利用自然规律、科学利用自然资源，适应市场需求统一起来，发展可控农业，力求作物生长期与降小期相吻合，对难以吻合的通过保墒、集水解决抗旱补水问题，以形成旱作避灾型的农业结构，趋利避害。对种植业结构进行适应性调整和战略性调整，融经济、生态、社会效益为一体，使其具有经济上易被接受、运行上易于操作、收益上具有高效的特点。①充分利用宁夏南部山区光照充足、气候温凉温和、昼夜温差大、土层深厚、土质疏松且富含钾素、降水70%集中于7、8、9月的气候特点和无污染的环境条件发展马铃薯产业。利用六盘山区气候冷凉、隔离条件好、桃蚜迁飞少、土壤肥沃的优越条件建立脱毒薯良种繁育基地发展种薯业。②应用地膜覆盖平台，大力建设发展玉米产业。玉米水分生产潜力、潜在水分利用效率、潜力适宜开发程度高，利用地膜覆盖技术，特别是全膜双垄覆盖沟播技术更能发挥其增产潜力[3]。目前宁南早作农业区玉米发展空间较大，应大力发展，促进农牧结合，保证粮食增产、农民增收。③利用降水特点，分区发展小杂粮产业。利用山区气候冷凉，降水集中于7、8、9月与小杂粮生长发育习性相吻合的气候特点，通过利用因雨因墒抗旱种植技术分区发展小杂粮。④充分利用宁南旱作区地形复杂、气候类型多样的特点，发展特色种植。
3.3 构建发展旱作节水农业的技术体系
3.3.1 创新深化地膜覆盖技术，增加旱作农业的可控性和稳定性
创新深化地膜覆盖技术：①从覆膜时间上改播种期覆膜为秋覆膜或早春顶凌覆膜。②改半膜覆盖为全膜覆盖。③在栽培利用方式上，种植玉米改半膜平铺为秋季全膜双垄覆盖沟播；种植马铃薯推广早春起垄覆盖黑色膜膜侧种植；种植冬小麦，谷子、胡麻推广全膜覆土穴播技术和全膜覆盖微垄沟种植；种植谷子也可采用秋季全膜双垄覆盖沟播或大垄面与小垄面膜侧穴播种植技术，在半干旱偏旱区可采用全膜双垄覆盖沟穴播技术。在深化地膜覆盖技术中应坚持秋覆膜技术的应用推广。秋覆膜技术符合宁南山区旱作农业区的气候特点，依据充分：①降水资源虽不足，但潜力尚存。以年均降水量400mm计算，宁南山区降水总量可达192.3亿m3，是当地地下水资源的14.5倍。在总降水量中10%～15%以地表径流形成流失，20%～25%形成了初级生产力，60%～65%为无效蒸发，应用覆膜技术抑制无效蒸发，增加土壤蓄水空间很大，潜力尚存。②干旱虽发生频繁，但秋旱发生频率相对较低，为秋覆膜创造了良好的前提。③降水特点：土壤水分运动规律适于进行秋季覆膜。宁夏旱作农业区60%以上的降水量集中在7、8、9月，秋季土壤墒情好，实施秋季覆膜即10月中下旬至地冻前覆膜能减少土壤水分蒸发，增加土壤蓄水保墒能力，起到“秋雨春用”的效用[8]。从土壤水分运动规律来看，每年11月初到来年1月为土壤水分凝结阶段，2～4月为土壤水分地面汽化阶段，5～7月初为土壤水分大量蒸发阶段，7月中下旬至10月为土壤水分大量蓄积阶段。依此水分运动规律，10月中下旬、11月上旬正是土壤水分条件最好阶段，此时覆膜正当时[4]。④试验示范证实，秋覆膜比春季覆膜保墒、增温、降水利用率高。试验测定结果表明：播种期0～20cm土壤含水率秋季半膜比播种期半膜高1.9%，秋季全膜双垄覆盖比播种期半膜高5.6%。1m内的土壤贮水量秋季半膜比播种期半膜多28.1mm，秋季全膜双垄覆盖比播种期半膜多63.2mm，有效地解决了春季干旱无法覆膜播种出苗的瓶颈。地积温增加促进了作物的生长发育。对玉米而言，使适种区域由海拔1800m以下提高到2000m，扩大了中晚期品种的种植区域。玉米秋季半膜覆盖比播种期半覆盖增产20%左右，秋季全膜双垄覆盖沟播技术比播种期半膜种植增产55.15%，比秋季半膜增产33.12%。降水利用率秋季半膜覆盖比播种期半膜覆盖高6.8%，秋季全膜双垄覆盖比播种期半膜覆盖高16.9%。水分生产效率玉米秋季半膜覆盖比播种期半膜覆盖增加5.6%；玉米秋全膜双垄覆盖沟播比播种期半膜增加25.5%。秋覆膜技术适宜半干旱地区推广，北部干旱风沙区不宜推广秋覆膜技术，阴湿区秋季土壤含水量高、土壤粘重、杂草多，不宜进行秋覆膜，而应改为早春覆膜、早春顶凌覆膜。
3.3.2 实施覆膜保墒集雨（或集水）补灌技术
覆膜保墒尤其是秋覆膜解决了作物因干旱难于适时播种、保全苗的瓶颈，但在作物全生育期间因干旱发生频繁，水分亏缺问题依然存在，为保证作物稳产高产就必须把覆膜与集雨（或集水）补灌有效结合起来。在作物需水关键生育时期进行补灌可保证作物稳产、高产，提高旱作农业的可控性和稳定性。据试验研究，马铃薯全生育期补滴灌4次，40m3/亩?次，总补灌量160m3，较不补灌增产80.5%，地膜玉米全生育期补灌200m3，增产达63.6%，滴灌比地面漫灌节水30%～50%，比喷灌节水15%～25%。
3.3.3 强化实施以肥调水技术、建设合理的轮作制度，保证特色农业的可持续发展
引进、选育、推广适合发展旱作农业与市场需求的作物品种，发挥品种抗旱节水能力；选择与旱作节水农业相适应的保护性耕作技术，保护农田生态环境，增强土壤抗旱节水性能；集成抗旱增产的化学调控技术体系，控制水分耗损，提高农田水分利用率。
3.3.4 构建发展旱作农业服务体系
保证旱作农业的健康有序发展，要加强旱作节水农业技术服务体系的建设，建设稳定的旱作农业技术试验、示范基地；发挥政府的主导作用，增加投入；要加强产业培育，延长产业链，推动旱作特色农业的发展。
