农田蓄水保墒耕作技术

我国北方特别是西北旱农地区农田蓄水保墒技术的选择，应充分考虑到自然资源特点、社会经济特征以及生态环境的保护与改善，对影响旱作农业发展的关键因子和薄弱环节进行改造，以达到节水增产的目的。其中关键技术是充分利用当地的自然资源，控制与利用径流，减轻土壤侵蚀退化，提高自然降水的保蓄率和利用率，抑制无效蒸发，提高作物的水分利用率。首先应以当地资源条件和农田水分状况为依据，建立适宜的作物种植方式，耕作体系和轮作制度，来适应干旱环境，提高水分保蓄率和利用率;其次是对影响作物生长发育和产量的障碍因子以及薄弱环节实施治理和改造，抗御不利因素的影响，所使用的调控技术要具有可操作性，并能产生较好的经济、社会和生态效益。在西北旱农地区进行的农田水分调控技术研究表明，只要技术合理，措施得当，农田供水和作物需水的矛盾均可在一定程度上得到缓解和解决。

自然降水进入土壤后，就转化为土壤中的水分。但这些水分是保留在土壤之内以供作物吸收利用，还是通过土壤蒸发散失于大气之中，这主要取决于蓄水之后保水工作是否进行的及时与合理。据有关黄土高原土壤水分移动性的研究，黄土高原上除在雨后不长的时间内有下行水流的在分配外，全年大部分时间土壤水分处于上移过程中，物理蒸发影响的深度可以达到表层以下2～3 m的深处。不同深度的土层，其上移蒸发失水的强度也不相同。上部0～100 cm土层的失水率可达到田间持水量的40%～60%。100～200 cm土层的失水率仅为田间持水量的5%～25%。在旱地农业生产中，大量的冬闲地或夏闲地，都是蓄墒保墒的重点。如夏闲地虽处在雨季，但根据西北农林科技大学观测结果，雨季末期土壤内水分的补给量往往也仅占到周期降水量的30%～50%，大量的降水热仍消耗于土壤蒸发。由此可见，如何抑制土壤蒸发，使已蓄存于土壤中的水分能更多地用于作物生长，便成为旱地农业中至为重要的一项问题——即保墒问题。

当土壤蓄水较多，毛管孔隙大部分充满水分，土壤表面水分气化蒸发时，则毛管孔隙内的水分受毛管力的牵引，迅速上升，补充蒸发的损失，这一阶段即称为毛管运行阶段。此阶段的土壤水分含量，一般均在毛管断裂含水量以上，约相当于群众所称的“黑墒”或“黑黄墒”的土壤湿度范围。此阶段中如欲抑制或减少土壤水分蒸发的损失，就必须进行松土，减少表层土壤与下层土壤的毛管联系，以阻止毛管水上升至地表。地表土壤因为下层毛管水不能及时补给而很快变干，可减少日光对湿润土表的暴晒及干风的吹袭，从而使蒸发量有所降低。

根据土壤科学家们的研究，土壤水分的蒸发可分为三个阶段:即毛管运行阶段、薄膜运行阶段及汽态扩散阶段。当土壤水分含量在毛管断裂含水量以下时(相当于黄墒阶段)，土壤水分便只能以薄膜形式作液态移动，由水膜厚处向水膜薄处移动、但由于移动缓慢，蒸发率很低，此一时期称为薄膜运行阶段。在此阶段内土壤水分一方面缓慢地移向地表进行蒸发，另一方面在土壤内各孔隙间也可气化，经干土层的大孔隙向大气扩散。这一阶段内调节土壤水分的耕作方法主要是耱地或镇压。耱地有使表土细碎及轻微压实的作用，可以减少表层及土内的大孔隙，阻止气态水向外扩散，有一定的保墒作用;同时耱地之后，土壤仍有一层较薄的疏松表层，很快干燥后覆盖在湿润的土层上，亦有一定的保墒功能。在下层土壤湿度较高的情况下，用石碾子、钝子、V型或网状镇压器进行镇压，也可以起到接墒、提墒的作用。镇压后，一方面上层土壤变得较为紧实，可以接通已断裂的毛管水，把土壤下层水分引提至上层，以满足种子萌发对水分的要求。另一方面，在下层土壤水分较少的情况下，亦可压碎表面土块及减少土内的大孔隙，阻止气态水的扩散。据测定，镇压可使上层土壤水分增加1%～2%，并减少地表土壤的蒸发。如镇压后结合耱地，就更有利于保墒。

当土壤水分降低至凋萎点左右时，土壤水分的薄膜运行实际上已接近停止，土壤水分的损失主要以气态水向外扩散的方式进行，蒸发速率又降低很多，这时土壤水分运行的阶段称为气态扩散阶段。此时干土层已相当深，必须再有降水或人工灌溉，才能满足作物生长的需要。