· 本文深入讨论了宁夏黄土丘陵区的现状、农业生态环境存在的问题，在此基础上提出了该区域生态农业体系建设的指导思想、总体战略目标及生态农业体系建设的关键对策，包括生态农业安全保障体系建设、旱作农田生态与生产能力建设、旱作农业技术体系建设、特色农业产业化基地建设，以实现生态环境良性循环、农林牧结构优化、农民收入增加、社会和谐发展。
对宁夏黄土丘陵区生态农业 体系建设的思考
杜守宇(1) 杜 伟(2)
李生保(3) 黄玉库(4)
宁夏黄土丘陵沟壑区地处我国黄土高原的西北部，居宁夏回族自治区南部，是黄河上游的主要水源涵养区和我国黄土高原138个水土流失重点治理区，包括泾源、隆德、西吉、彭阳、原州区、海原兴仁、同心的预旺地区、盐池的麻黄山一带。国土面积1.81万km2，占宁夏土地总面积的35％，总人口191.9万，占全区人口的33％，其中回族占总人口的49％，人口密度106人/km2。由于历史、自然、经济、文化的原因，该区域自然环境破坏严重，植被退化、水土流失加剧，农业生态环境不断恶化，导致区域经济发展缓慢。因此，在新的历史时期宁夏黄土丘陵沟壑区面临着生态环境恶化与经济需要快速发展的矛盾，党中央及时作出了实施西北大开发的战略决策，同时提出了把生态环境建设作为西部大开发的切入点。抓住这一千载难逢的大好时机，立足本区的自然资源，建设生态农业体系，大力发展生态农业，对促进区域经济发展和农业的可持续发展，改变贫困落后的面貌具有十分重要的意义。
一、宁夏黄土丘陵沟壑区的现状、问题与潜力
（一）现状
1.自然资源条件。宁南地区气候属典型的大陆季风性气候，年平均降雨量为261.9～651.6mm，且由北向南递增，南部泾源为643.1mm，北部的盐池麻黄山、同心的预旺地区、海原的李旺和兴仁以南年降雨量不足300 mm，降水分配具有明显的季节性，分布不均，60％～70％的降水集中在7～9月份，有效性差。近年来，随着全球变暖、气温增高、降雨减少、干旱强度逐渐加重，同时水分蒸发强烈，年蒸发量达1250～2300 mm，干燥度为1.05～3.49，自南向北依次属半湿润偏旱、半干旱和半干旱偏旱三个类型气候区。境内地表水源6.186亿m3，其中可利用的地表水为4.4亿m3，地下水资源为3.074亿m3，其中可开采利用的地下水为2.44亿m3，引黄河水资源为0.6亿m3。年平均气温5℃～8℃，大部分地区5℃～7℃，≥10℃的积温1500℃～2600℃。无霜期100～140天，日照时数2200～2700小时。区内地貌类型复杂多样，南部为土石山区，中、北部以黄土覆盖的丘陵为主，间有川、塬、盆、埫。清水河、葫芦河、茹河等河流及六盘山、月亮山、南华山等山地的大小流水切割、冲积形成了较多的川、盆、塬、台、梁、峁，多种地貌，相互交错，镶嵌分布。土壤类型以黄绵土、黑垆土为主，黄土层深厚，土壤的水平地带性和垂直地带性明显，土壤侵蚀模数2500 T/km2·d～8000 T/km2·d。境内植物种类较多，草原类型主要是草甸草原和干草原，有草原面积47.4万hm2，有林地27.9万hm2，天然次生林4.1万km2，占宁夏林地面积的70％。
2.社会经济状况。宁夏黄土丘陵区辖彭阳、隆德、泾原、西吉、海原、原州五县一区及同心的预旺、盐池县的麻黄山一带，总人口191.9万人，其中农业人口174.55万人，回族占总人口的49％，人口达106人/km2。国土面积18155 km2，占宁夏国内面积的35％，耕地面积72.13万km2，占宁夏耕地面积的58.26％，人均占有耕地达0.375 hm2。建有中小型水库176座，机井1277眼，土园井46515眼，生产窖128179眼，固海扬黄工程已修至原州区杨郎，补灌面积扩大，已达6万hm2，建成人畜饮水工程243座。据2003年统计，宁夏黄土丘陵区国内生产总值为37.56亿元，农林牧总产值达21.3亿元。其中农业产值12.7亿元，牧业5.6亿元，全年肉类总产量4.7万t，羊只存栏81.9万只，生猪存栏28.6万头，粮食总产6.73亿kg，农民人均纯收入1262.01元，农民人均有粮385 kg。
（二）存在的主要问题
宁夏黄土丘陵区是我国生态环境脆弱，经济欠发达的地区，也是我国回族的主要聚居区和贫困人口集中的“三西”地区之一。长期以来生态问题突出，经济发展缓慢，农民收入水平低，其原因主要是历史、自然条件和社会经济发展水平等多方面的因素叠加而成，具体表现为以下几点。
1.植被稀少、水土流失严重、生态环境脆弱。宁夏黄土丘陵区地处内陆，气候干旱、地面多山、下垫面复杂、生态环境具有先天的脆弱性，加上长期以来人口增长过快，耕垦日增，滥垦、滥伐、滥牧、滥采，一个以森林草原和畜牧业为主要特征的生态经济体系的破坏殆尽，加速了水土流失和生态环境恶化。新中国成立以来虽经大力治理，但由于主要目标是改善生产条件，增加粮食，解决温饱，生态恶化并未得到有效的遏制，局部地方还在日益加重，水土流失面积达1.33万km2，占总面积的73％，土壤侵蚀模数高达2500 t/km2～8000 t/km2，每年冲走表土超过6000万t，流失土壤中氮、磷、钾和有机质120万t，严重的水土流失将地面切割得支离破碎，沟壑纵横，水库被淤积，农田冲毁，土壤肥力下降，抗灾能力减弱。一些土石山区甚至“青沙露面”，植物无法生存，加之植被退化，林草面积减少，整个生态系统稳定性变差，抗御多种自然灾害的能力十分脆弱。
2.水资源匮缺，时空分布不均，利用率低下。宁夏黄土丘陵区属温带大陆性气候，降水偏少，季节分配不均，年际变幅大，水资源十分匮缺。水资源总量只有9.26亿m3，其中地表径流量6.186亿m3，可利用的地表水为4.4亿m3，其他多为苦碱水。地下水资源动态储量为3.074亿m3，可开采利用的只有2.44亿m3。人均水资源量为375 m3，相当于黄河流域人均水资源量的一半，全国人均水资源量的14％，亩均85 m3，为全国水平的4.8％，且水资源的空间分配不均，年际降雨量变化较大，相对变率在16％～29％，降雨自南向北递减，从643.1 mm减少到350 mm以下，农作物生长季节的4～9月，降水量占全年的70％～85％，但有前旱后涝的趋势，特别对农作物产量影响最关键的4～6月份，降雨仅占全年降水的23％～27％。干旱发生频繁，其发生几率达23％～54％。另一方面降水利用率和水分生产率太低，降水利用率仅为30％～35％，平均水分生产潜力开发值为43％，作物水分生产率仅为4.5 kg/(mm·hm2)左右，不到黄灌溉地区的5％，自流库灌区灌溉水的有效利用率不到0.4，井灌区仅0.6左右。
3.自然灾害频繁，农业受灾面积大。宁夏黄土丘陵区“五灾”俱全，旱、雹、冻、风、病虫害时有发生，尤以旱灾最为严重，干旱发生频率南部为21％～23％，中、北部为46％～54％。冰雹年年均有发生，平均降雹日数1～3天，年平均发生4～5次，多发年代达7～11次。低温冷害及霜冻经常发生，霜冻对秋作物危害最大，1973年9月3日来霜，有4.87万hm2秋作物受害，其中1.33万绝产。
4.人口膨胀压力大，农业结构不合理，农村经济发展滞后。新中国成立以来宁夏黄土丘陵区人口增长过快，1949～1999年人口翻了两番，人口密度由1949年的28.6人/km2，增长到现在的106人/km2，超过联合国粮农组织确立的半干旱区人口承载力为22人/km2标准的4.8倍，人口自然增长率1990年和2001年分别达24.2％和15.8％。远远高于全国全区的人口增长速度，仍呈增长趋势。由于人口增长过快，超过了粮食等食物的增长，人口与资源和社会经济发展的矛盾十分突出，致使农业结构单一，仍以种植业为主。据2003年统计资料显示，该区在农业总产值中，种植业占59.6％，畜牧业占26.29％，林业占14％，农民收入中来自种植业的收入占总收入的44.13％，整个农业经济仍保持着以农业为主，农业以种植业为主，种植业以粮食为主的传统格局，农民人均收入低下，只有1262.01元。不足东南各省的1/3，比宁夏全区农民收入平均水平低61.9％。
5.农业投入严重不足，文化科技基础薄弱。宁夏黄土丘陵区由于水土流失严重，加之贫困，对土地的投入十分不足，致使土壤肥力低下，缺氮、少磷，有机质低，使较为丰富的光热资源转化率低下，又影响了生产力。同时，由于农村经济社会总体发展水平低，地方财政、农民收入低，国家和农民对农业的投入更是严重不足。据2003年该区统计资料显示，农机总动力仅为125.2万kW，农村用电仅为13205万kW，其中农业用电量3304万kW，平均化肥折合尿素、三料磷肥总实物投入量不足150 kg/hm2，为黄淮海地区的1/3，有可补灌面积6.259万hm2，只占耕地面积的8.6％，投入少，因而产出也低。
科技文化落后，据统计，新中国成立后出生的农业人口中尚有7％的文盲，出生人口人均受教育年限仅为6.1年，平均每万亩耕地有科技人员不足2人。当地科研、技术推广机构，科技力量薄弱，体系不健全，知识老化，断层严重，设施简陋，手段落后，经费短缺，因而科技支撑能力弱，极大地制约了这一地区“三农”的发展。
（三）资源潜力
1.耕地资源潜力。宁夏黄土丘陵区国土面积较大，从事农牧业生产在黄土高原仍属辽阔的地区之一，按人口计算人均占有耕地0.375 hm2，为全国人均耕地的4倍，使发展粮食生产、畜牧业及特色种植业有较大的空间。境内土地类型多样，既有海拔较高的石质山地及其外围的土石山地，又有分布广泛的黄土丘陵区，还有地势平坦、热量条件较好的川区，具有分区发展农林牧业的较好条件。六盘山石质山区及外围土石山区是发展水源涵养林的好地区，清水河、红河、茹河、葫芦河、渝河、泾河等流域的川地，地势平坦，热量条件较好，可建成商品粮、枸杞、油料、蔬菜和特种经济作物的生产基地。广大的黄土丘陵沟壑区有大面积的天然草场，畜牧业有一定的发展基础。在广大的黄土丘陵沟壑区台、塬、壕、掌等比较平坦的土地较多。土壤多为黄绵土，普通黑垆土、浅黑垆土，土层深厚，耕性良好，土壤保水保墒能力较强。此外，已建成基本农田25.33万hm2，可补充灌溉农田6.259万hm2，为发挥土地的增产潜力奠定了一定基础。目前粮食作物平均单产只有1903.5 kg/hm2。据宁夏农科院周涛对宁夏黄土丘陵区农田生产力的分析，目前平均产量只是光热生产潜力的24.7％，尚有75.3％的潜力仍未能发挥，提高单产的潜力还较大，只要在这些土地上优化农林牧结构，改善农田生态系统，提高土壤肥力，有效地改善农田水分供应条件。通过时空调控，提高水资源叠加富集来发展雨养农业和集水农业，扩大与普及各项抗旱作物品种、耕作、栽培等综合抗旱避灾农业技术，土地资源的生产效率就会有较大的提高。
2.水资源潜力。宁夏黄土丘陵区水资源总量为9.26亿m3，其中地表径流量6.186亿m3，除去不能利用的苦咸水及洪水中的泥沙，可利用的地表水为4.4亿m3，地下水资源动态储量为3.074亿m3，可采利用的地下水为2.44亿m3，占79.3％，人均占有水资源量为375 m3，是全国水平的14％，耕地亩均水量85m3，是全国平均水平的4.8％，水资源总量不足。天然降水是这一地区主要的水分来源，受六盘山地形的影响，时空分布不均，年季变化大，年降水量与作物需水不同步，特别是4～6月份农作物生长需水关键期，降水量仅占年降水量的25％左右，造成季节性干旱。在空间分布上，泾河流域只占总面积的29.5％，其水资源量却占该区水资源总量的46.7％。亩均占有水资源量153 m3，而占总面积50.5％的清水河系水资源量仅占该区域水资源总量的22.6％，亩均只有33 m3。另外，水资源利用效率不高，建成节水灌溉面积仅0.5万hm2，只占灌溉面积的7.9％，病险水库占62％，渠道衬砌率不足10％，不合理的用水造成深层渗漏，土地不平整产生的田间流失量较大，农业灌溉水利用系数低于0.4。旱作农业中，天然降水利用率低，只有30％左右。因此，通过工程与生物相结合的综合措施，仍可提高水资源的利用率，使灌溉用水效率提高到0.6，降水利用率提高到50％以上是可能的。从水利工程上来看，截至2002年，宁夏黄土丘陵区已建成中小型水库178座，打机井1729眼，土圆井56721，窖257198眼，实现补灌面积6.259万hm2，建成城乡供水，农村人畜饮水工程255处。但水利工程老化失修严重，57.7％的库容被泥沙淤积，62％的水库达不到防洪标准，病险水库汛期不敢蓄，汛后无水蓄，多年平均蓄水量只有5000万m3，每年实际灌溉不到4万hm2，只要通过病险水库的维修与清淤，合理的调控蓄水增加灌溉面积，完善窑窖集水、贮水、用水系统，增加灌溉面积和人畜饮水量仍有潜力可挖，加之固海扬水工程扩建延长即将完工，灌溉面积将会有较大幅度的增加。
二、宁夏黄土丘陵生态农业体系建设的指导思想及战略目标
（一）指导思想
依据生态学和生态经济学的原理，抓住西部大开发的机遇，以生态环境建设和农业基础建设为切入点，以集水、蓄水、节水和提高水资源利用效率为核心，以土地合理利用为基础，以农林草畜药等持续经营和产业开发为突破口，以改善该区域生态环境和生产条件，提高农民的经济收入为目标，通过技术集成与实施，提高农业综合发展能力，稳定的脱贫致富，保证农业的可持续发展。
（二）战略目标
针对宁夏黄土丘陵区生态失调、投入少、基础薄弱，农民收入太低的现实，构建宁夏黄土丘陵区农业生态安全保障体系、旱作农业生产技术体系、提高黄土丘陵区旱作农业生产能力，形成具有地方特色的农业产业化基地，建成高效的农林牧复合型生态农业综合生产基地，达到保护重建生态，控制水土流失，恢复旱作农田生态系统功能，提高农田生态系统生产能力的目的，实现生态环境良性循环，农林牧结构优化，农民收入显著提高，社会和谐发展，使农业走上可持续发展的道路。
三、黄土丘陵区生态农业体系建设与可持续发展对策
（一）加速建设黄土丘陵区农业生态安全保障体系
根据宁夏黄土丘陵区农业生态脆弱的特点，加速建设农业生态安全保障体系，是恢复生态，提高土地生产力，增加农民收入的重大基础性建设工程。
1.扩大六盘山自然保护区面积，建立宁夏黄土丘陵区的绿色生态屏障。六盘山林区是黄土高原现存的少数几个林区之一，素有黄土高原“湿岛”之誉，是周边地区农业生产的天然保护伞，是陕、甘、宁三省180万人民生产生活用水的来源地，是黄河支流泾河、清水河、葫芦河、渭河的发源地。以六盘山主脉为分水岭，源泉散布于山涧沟谷，随地势倾向汇集，分别流向东、北、西三个方向。因此，这里的森林在控制水土流失，保护下游农田，防止水库淤积，涵养水源，改善水质以及根治黄河水患等方面都起到了十分重要的作用。六盘山及其外围的广大土石质山区，雨量充沛，土壤养分充足，适合水源涵养林生长。因此，应结合六盘山自然保护区和大六盘林业生态经济圈的建设，实施生态移民搬迁和扩大退耕还林面积，大力发展以针叶树为主的用材林和针阔混交的水源涵养林，进一步扩大水源涵养林区范围，变“小六盘”为“大六盘”，以提高六盘山水源涵养林区调节气候、增加降水，蓄水保土、防止水土流失，抵御自然灾害、保护农牧业生产的作用。
2.以小流域为单元实施综合治理，控制水土流失。宁夏黄土丘陵区水土流失面积达1.33万km2。占总面积的73％，平均输入黄河泥沙达6300万t，侵蚀模数2500 t/（km2·a）～8000 t/（km2·a）。严重的水土流失使区域内沟壑纵横，耕作层变薄，土壤肥分随水流失，土地日渐贫瘠，土地生产力下降，农业广种薄收，广大群众经济收入无法增加。实施小流域水土保持综合治理，对流域内山、水、田、路、农、林、草、畜实施统一规划，对农林牧用地实行优化配置，对种植业实施最佳结构调整，坚持工程生物措施的有机结合，控制水土流失，改善生态环境，以特色经济植物的种植和畜牧养殖来实现农民增收，最终实现流域的生态与经济的协调发展。
3.巩固封山禁牧成果，继续抓好退耕种草，退牧还草的生态建设。针对宁夏黄土丘陵区生态环境脆弱，植被稀少，载畜能力低下的特点，宁夏黄土丘陵区自2003年6月实行全面封山禁牧，并实施退耕还草，退牧还草以来，47.4万hm2天然草场植被得到了有效的恢复，草原植被覆盖度提高到40％以上。现应通过完善措施建立草原保护制度，草畜平衡制度，实施禁牧、休牧和划区轮作制，以巩固封山禁牧成果。建立形成稳固的草田轮作制度，巩固退耕还草，建立永久不衰的人工草地，使以紫花苜蓿、红豆草、沙打旺等豆科牧草为主的生态草产业基地，面积逐步稳定在33.3万hm2。
4.实施跨流域调水，完善现有扬黄、库井灌区灌溉节水设施。宁夏黄土丘陵区水资源总量不足，年水资源总量只有9.26亿m3，人均占有水资源量只有375 m3，亩均80 m3，分别为全国水平的14％和4.8％，比联合国规定的缺水地区人均占有量500 m3的标准还少125 m3，大大低于国际公认的维持一个地区社会经济环境发展所必需的人均1000 m3的临界值。干旱年代，每年缺水人口在50万人左右，加之农田灌溉和工业用水，水资源短缺是制约社会经济发展的瓶颈。因此，从长远讲应实施六盘山引水工程，从泾河上游支流截引水量0.8亿m3，解决固原城市及北部清水河高效农业灌溉问题，并在有条件的地方新建水库，充分开发利用有限的水资源，提高防洪抗灾能力，解决区域城乡缺水问题。同时加强固海扬黄灌区续建配套与节水工程，更新水泵电机，改造泵站，新建自动化控制系统，改建渠道及建筑物，使泵站效率提高10％。并大力发展节水灌溉，大畦改小畦，推行滴灌、渗灌，膜下沟灌等灌水技术，建立适用于不同作物和不同种植模式的节水灌溉制度。在库井灌区应加强节水改造，砌护渠，更新配套机井，改善灌溉条件，推行管道输水，低压管灌，沟灌、膜下滴灌技术，扩大灌溉面积。据实验观测，与传统渠漫灌相比，采用渠道防渗和管道输水可节水20％～30％，微灌可节水60％～70％，膜下灌可节水80％。
5.开展农村庭院生态能源建设。宁夏黄土丘陵区农村燃料、饲料短缺，滥伐，铲草皮极为严重。因此，解决农村燃料困难是保护生态的重要措施。其途径：一是推广沼气，建立“三位一体”（即养殖家禽畜舍、厕所、沼气池为一体）、“四位一体”（即在温室内将沼气池、家禽畜舍、厕所、蔬菜栽培有机地结合起来），形成一个良好的农业生态循环系统，既提高了土地、空间、光能的利用率，又解决了农村能源、废弃物的利用，减少了环境污染，提高了农民的生活质量。同时投资少、效益好，能大幅度的增加农民的收入。二是大力推广太阳能灶和太阳能热水器，逐步实现家居温暖清洁化、庭院经济高效化和农业生产无害化。
（二）加强旱作农业生态系统与生产能力建设
宁夏黄土丘陵区90％以上的耕地为旱地，干旱少雨，降水利用率不足30％，水分生产率只有1.5 kg/（mm·hm2）～4.5 kg/（mm·hm2）。因此，加强旱作农业生态系统与生产能力建设是提高该区域生态综合功能的重要组成部分。
1.坚持不懈的进行旱作基本农田建设。修建高标准的旱作水平梯田不仅是旱作农业高产稳产的根本途径，也是强化降雨就地渗入保土、保水、保肥，提高降水利用率，降水水分生产率的重要措施。据研究，梯田比坡耕地平均增产2～3倍，经济效益是坡耕地的3～4倍。因此，坚持不懈的建设高标准旱作基本农田是提高农业综合生产能力，发展草畜业和特色种植业，确保退耕还林还草不返弹的基本替代条件和根本保障。基本农田建设应做到人均确保三亩，要将15度以下的坡地全部改造成高标准基本农田，同时要因地制宜，在降水量450 mm以下的地区，以隔坡梯田为主，壕道地貌区要大力修建坝地。
2.加强小水利资源开发、水土修复及雨水蓄积工程建设。制约宁夏黄土丘陵区经济与社会发展的根本问题是水资源短缺，人均水资源占有量比联合国规定的极端缺水地区人均占有量500 m3的标准量少125 m3。如果考虑到今后人口的增长，固原中心城市发展对水的进一步需求，需水量缺口将更大。因此，在抓好水源涵养林建设，扩大水源涵养面积，抓好旱作基本农田建设的同时应对二十世纪六七十年代以来修成的塘坝、水保、水保骨干坝、涝池、扬水站等小型水利工程进行修复配套完善，并在有地下水源的地方打机井、修建土圆井，扩大灌溉面积。实施小流域坝系建设，建设扩大淤坝地面积提高其抗旱能力。
宁夏黄土丘陵区，尽管降水量不多，将有限的降水收集起来，其水量也是很可观的，在1 hm2的土地上降水10 mm，汇集起来就是100 m3的水。该区降水主要集中在7～9月，占全年降水量的70％。大于25 mm的暴雨，不易被作物、土壤吸收利用，多以地表径流损失，这是集雨最有限的水分来源。以自然集水面或人工硬化集水面，集水率以40％或65％计，200 m2集水面可集水30～50 m3，相当于45～76 mm，这部分水资源在作物需水关键期补灌，可显著提高作物的产量。根据宁夏黄土丘陵区的特点，以修建窑窖集水工程系统为主，将降水通过蓄积、存贮，在时间和空间上进行人工可调控利用，变被动抗旱为主动抗旱，解决降水供需矛盾。通过滴灌、渗灌与地膜、秸秆覆盖相结合的膜上灌、膜下灌及控制性分根交替灌溉等技术，使有限的水分发挥较大的作用。据研究，滴灌较地面灌可节水50％～ 60％，作物增产20％～70％，利用集雨系统发展高效设施农业效益更加显著。同时大力推行沟播、垄盖膜际种植等微集水技术，使降水利用率由目前的30％提高到40％～60％。
3.实施农牧结合，发展农牧型的生态农业。宁夏黄土丘陵区旱作农业生态系统失调，生产能力低下，其解决途径：一是重点发展“农养牧，牧增肥、肥改地、地增粮”的农牧型生态农业；二是优化种植制度，使种植业结构由粮—经、“二元型”转变为粮—经—饲“三元型”；三是建立与旱区资源相适应的种植体制及轮作制度，把牧草纳入轮作之中；四是增加投入，特别是化肥的投入，提高旱作农田的基础肥力水平，增加其抗灾增产的能力。
（三）建立旱作农业技术体系
干旱少雨是宁夏黄土丘陵区农业资源的典型特征，其90％以上的耕地为旱地，依靠天然降水而从事农牧业生产。水地多为补灌农业。因此，降水多少是制约农业整体生产力水平的主要因素。现阶段和未来，在人们难于对天然降水系统实施大范围的人工调控的情况下，克服水分不足与农业生态的矛盾，只有借助科学进步，不断改进农业技术，为农作物生长发育创造更加适宜的环境条件，增强对干旱环境的适应性，以增强其抗御自然灾害的能力，是提高农业生产力持续发展的途径。
根据宁夏黄土丘陵区农业自然资源和生产实际，结合传统的旱作农业技术与多年的旱地农业研究成果，在对单项农业技术进行合理组装集成的基础上形成了具有宁夏特色的旱作农业技术体系，这一技术体系经过多年的生产实践检验，对宁夏黄土丘陵区农业的发展具有十分重要的指导价值。
1.建立“以肥调水”为中心的土壤培肥体系。宁夏黄土丘陵区农作物生产的主要限制因素是水分不足，但在现有的降水条件下，制约作物产量的主要因素则是土壤瘠薄，肥力不足。基于这一认识，实施农牧结合的耕作制度，把牧草纳入轮作，实行草田轮作培肥，粮豆、粮油作物合理轮作培肥，有机肥和无机肥相结合，以无机促有机培肥，使闭合式的物质循环改变为开放式循环，改进施肥方式，改春施肥为秋施肥、改浅施为分层施肥、改重氮轻磷为稳氮增磷，推行化肥种施与农家肥秋施相结合，氮磷化肥配合施用、高茬还田增肥等措施，达到“以肥调水”，提高水分生产率，增产增收的效果。据研究，春小麦在秋施肥的条件下比春施肥水分生产率提高12％。“豆—麦—麦—油（或秋）”四年轮作是半干旱气候类型区的主体轮作制，同“麦—麦—油—秋”轮作制相比，轮作周期整体水分利用率提高27.1％。把草木樨纳入轮作，可使土壤有机质增加1.4～2.12倍。
2.建立“五墒耕作法”为主体的蓄水保墒耕作体系。“五墒耕作法”是在总结宁南山区农民防旱耕作经验的基础上，经过农业技术人员总结提炼完善后提出的融蓄水与保墒为一体的抗旱耕作技术体系。其内容为：“早耕深耕（深松）多蓄墒，过伏合口保底墒，雨后耙耱少耗墒，冬春打碾防跑墒，适时早播用冻墒。”其核心是适墒耕作。五墒耕作法是旱作节水农业技术的核心内容，在旱作农业生产上得到了最广泛的应用，防旱增产效果明显。据测定，土壤深耕20～28 cm，比浅耕12～15 cm，土壤容重降低0.02 g/cm3～0.11 g/cm3,孔隙度增加2.7～7.5个百分点，0～30cm土层含水量提高1.4～10.3个百分点，土壤速效氮、磷分别增加27.8％～31.4％和32.6％～136.8％，地温提高0.7℃～1.0℃，每克土壤微生物从5.1万个增加到8.3万个，小麦、糜子分别增产11.2％和14.6％。冬春打碾的冬麦地早春土壤表层含水量为13.5％，越冬保苗率为67.4％，未打碾的土壤含水量只为10.0％，越冬保苗率为57.1％。春小麦在适期播种范围内趁土壤返浆期抢墒于3月10日早播的比3月20日播种的增产5.0％，比4月9日播种的增产31.7％。
3.建立高效利用天然降水的节水用水技术体系。宁夏黄土丘陵区蒸发量由南向北递增，由1200 mm增加到2300 mm，是降雨量的0.84～7.3倍。因而，高效利用有限降水的节水耕作技术体系是提高自然资源利用率，削弱时段干旱，提高产量的关键措施。应采取有针对土壤保持与水资源高效利用的地膜覆盖、垄盖膜侧沟播技术、垄盖膜侧沟播再覆秸秆、秋开沟秋施肥蓄墒聚肥耕作、蓄水覆盖丰产沟耕作、压砂栽培、集水微灌等有拦截地表径流，减少水分物理蒸发，控制水土流失和风蚀，提高降水利用率和降水生产效率的功效。
据研究，地膜覆盖栽培技术具有较强的增温、保水、保肥，改善土壤理化性状，促进作物生长发育的作用，能有效的解决大春作物播期与表墒不足，地温偏低和积温不足的矛盾。据观测，种玉米覆膜比不覆膜≥10℃的有效积温在整个生育期可增加281℃，水分利用率提高了181.1％，20 cm土层内速效氮提高了46.8％，速效磷提高了9.31％。0～10 cm的土壤容量降低0.05 g/cm3，玉米增产39％～62.4％，瓜菜增产94.5％～120％，马铃薯增产93.7％，秋季覆膜春季播种保墒效果更佳。据在播前测定0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm深层土壤含水量分别由8.6％、12％、12.7％提高到13.8％、15.3％和14.8％，0～20 cm的耕层贮水量占0～60 cm深层贮水量由25.8％提高到31.4％，2 m内土壤贮水量增加35.7 mm，增产16.8％，水分生产率由13.1 kg/（mm·hm2）提高到15.75 kg/（mm·hm2）。
采用集垄沟耕作与地膜覆盖于一体的农田微集水技术—垄盖膜侧沟播技术，比传统种植技术在同等条件下水分生产效率提高30.9％，产量提高34.5％，经济效益提高45.97％，垄盖膜膜侧沟播加覆秸秆栽培降水利用率达64.1％，用水效率达16.99 kg/（mm·hm2），降水利用率比膜侧条播高7.1％，比露地条播高35.4％，小麦水分生产率比露地条播提高123.2％，比膜侧栽培增产6.5％，比露地条播增产200％。
秸秆覆盖还田技术在宁夏黄土丘陵区效果也十分显著，能把节约降水与培肥地力两大措施同步配合。据4年的研究证明：秸秆覆盖还田整体功能效益显著，能减少水分蒸发，强化降水渗入，使作物生育期间的土壤含水量显著增加，0～20 cm含水量增加幅度变异于0.52～3.91个百分点，稳定土壤湿度、平抑地温变化、缩小昼夜温差，由于覆盖后农田形成了保护层，一方面可承接降雨，另一方面能吸收本身重量2.9倍的水分，减轻了土壤流失，抗御土壤风蚀，维持土壤耕层。在降雨量27 mm，平均雨强32.4 mm/h的情况下覆盖区径流量只为0.51 m3，输沙量10.4 kg，未覆盖小区径流量达0.73 m3，输沙量16.74 kg，覆盖的削洪效益达30.14％，减沙效益达37.87％。抑制了田间杂草，改善了土壤结构，优化了土壤孔性，土壤容重降低了0.24 g/cm3～0.33 g/cm3，土壤孔性增加了6.5个百分点；增加土壤有机质0.16％～0.3％，提高了营养元素含量；土壤微生物也随之增加，激活了土壤酶活性，为作物生长发育创造了良好的土壤水、肥、气、热条件，促进了作物增产，覆盖小麦增产29.76％。同时该项技术简便易行，省工节能，成本低廉，把节水与培肥有机的结合起来，是应大力综合推广的一项节水培肥新技术。
在此技术应用上，覆盖时期以苗期未封行时为好，小麦以三叶期覆盖为宜，玉米、马铃薯分别为拔节和团稞期为宜，覆盖量（小麦秸秆）密植作物以4500 kg/hm2～6000 kg/hm2为宜，马铃薯、玉米等稀植作物可加大至6500 kg/hm2～7500 kg/hm2，C/N调整到25，即1000 kg麦秸加11 kg纯氮，以提高麦秸的腐介率，保证这一技术效益的发挥。
压砂栽培具有蓄水保墒、提高地温、防盐碱、减轻水土流失的作用，在宁夏黄土丘陵区降水在270～375 mm的地方采用此法种植作物，瓜、菜增产极为显著，作物可增产25％～150％，是一种特殊的节水覆盖栽培技术。
另外，集水微灌技术在干旱发生十分频繁的黄土丘陵区，充分利用降水集中在7～9月的特点，采用打窖蓄水、塘坝蓄水，在作物需水期实施补灌，以实现有限供水高效利用，用以提灌瓜菜、中耕作物玉米来发展“两高一优”农业，是增加作物产量的一种有效技术。采用垄盖膜侧沟播技术和补灌于一体的“农田微集水补灌技术”，在小麦需水关键期以60～90 mm适宜水量有限补灌即能实现补灌高效利用，膜侧小麦增产46.3％～65.3％，水分生产效率提高2.3 kg/（mm·hm2）～3.0 kg/（mm·hm2）。
同时采用生物机能提高环境资源的利用率，选择适宜耐旱而稳产的作物及良种是利用生物适应环境，以生物机能提高环境资源利用效率的重要措施。在干旱发生频繁的宁夏黄土丘陵区显得更为重要。耐旱作物应扩大马铃薯、玉米等的种植面积，选择推广耐旱性较强的品种，使小麦、玉米、马铃薯水分生产率由目前的3.75kg/（mm·hm2）、15kg/（mm·hm2）、7.5kg/（mm·hm2），分别提高到4.5kg/（mm·hm2）、19.5kg/（mm·hm2）、9kg/（mm·hm2）。
4.建立保护性耕作技术体系。保护性耕作技术是一种以保护生态和服务环境为目标的一种新型耕作技术，具有保护农田、减轻土壤风蚀和水蚀、减少地表土粒运移和飞扬、抑制沙尘暴、防止水土流失、提高蓄水保墒能力、改善土壤水分状况、增强抗旱节水性能、保持和提高土壤肥力、改善养分供应、降低能源消耗和节约生产成本、提高作物产量、促进农业增效和农民增收的显著效果。目前，在宁夏黄土丘陵区已研究成功了一些针对宁夏黄土丘陵区气候生态特点适应作物种植和轮作制度的保护性耕作典型技术模式。覆膜玉米留膜留茬越冬、膜侧小麦茬地留膜留茬越冬、“一膜两季”栽培、秋覆膜春播种、深松、露地密植作物根茬固土越冬、冬小麦免耕开间播种等，建立了有自己特色的保护性耕作技术体系应积极大力推行。
据研究，覆膜玉米留膜留茬过冬，播前清除残膜，捡拾根茬，浅松或旋耙后覆膜播种的保护性耕作模式，保墒效果显著。翌年早春解冻后测0～60 cm土层内含水量平均提高2.4个百分点，相对提高19.5％，后茬玉米播期0～20 cm土层含水量由10.1％提高到13.0％，相当于耕层增加贮水量4640 kg，密度以4500株计算，每株幼苗可增加1.03 kg。改变了土壤墒情的垂直分布，后茬玉米播期测定0～20 cm的土壤贮水量占到0～60 cm深层贮水量的34.8％，而翻耕裸露区仅占29.5％。减少风湿68％。在10月初至翌年3月底，0～25 cm耕层可累积增加地温340℃。土壤结构得到了改善，0～20 cm耕层土壤容重相对对照下降0.12 g/cm3，土壤孔隙度由51.8％增加到56.3％。土壤有效养分增加，增产显著，后三茬玉米平均增产籽粒9.9％，增产秸秆8.8％，水分生产率后一茬提高18.1％，每年节约成本225元/hm2，增收957.9元/hm2。
5.建立减灾稳产保收的立体复合种植体系。建立减灾稳产保收的立体农业技术体系是发展宁夏黄土丘陵区种植业“两高一优”农业的有效途径。宁夏黄土丘陵区两大农业区内，旱农区存在的突出问题是自然灾害频繁，尤以旱灾发生频率高，造成的危害大，发生频率高达54％，平均三年两遇，特别是春夏旱发生最为频繁，发生频率春旱为68％，夏旱为73％，秋旱相对较少，发生频率32％。由于干旱使作物产量长期处于低而不稳的状态。因此，实现粮食稳产保收是旱农区农业生产亟待解决的问题，而通过建立夏秋粮、秋粮作物的立体复合群体，使高产作物与耐旱作物按一定比例在固定带内间套种，特别是发展以耐旱作物马铃薯为纽带的立体复合种植，使群体有效地适应以旱为主的复杂气候条件，以期夏秋互补、扬长避短、趋利避害，充分利用光温资源，大大增加作物收获的保险系数，遇到旱年减灾稳产保收，丰水年双双增产，保证农民稳定的解决温饱，走上脱贫致富的道路。
宁夏黄土丘陵区的立体复合种植技术的开发经过10多年的研究，建立了适用于三大生态类型区，六类十余种立体复合种植模式。把夏作物和秋作物、高产作物和耐旱作物、高秆作物和矮秆作物、耗地作物与养地作物、喜光作物与耐阴作物、粮与油、粮与药、瓜与菜、菜与菜通过立体复合种植，使丰沛的光热、多样的作物、瘠薄的土地、有限的降雨得以充分利用，取得了效益互补，趋利避弊的效果，实现了旱年减灾稳产保收、丰水年高产高效的目的，生态、经济、社会效益十分显著，光、热、水、土资源的利用率大大提高。依据近年田间试验所提供的三大类25个评价指标原始值数据结果，采用决策分析法对有较大发展的8种立体复合种植模式及相应作物单一植系统进行分析，光能利用率提高5.02％～30.32％，热能利用率提高4.96％～27.18％，在水分供应苛刻的条件下降水利用率提高5.01％～44％，土地利用率提高13％～34％，亩增产粮油64％～145％，以等价产量表达的第一性生产力提高20.5％～74.4％，人工辅助能转换效益提高了8.8％～80.89％，作物归还量高达312.71 kg/hm2～3290.79 kg/hm2，在提高作物第一生产力的同时有效的维系了作物生产的生物小循环平衡，维护了农田生态系统的稳定性。立体复合种植经济产品能产出量为单种的1.09～1.63倍，可食性蛋白、可食性碳水化合物分别比单种提高14.12％～41.29％和2.09％～69.89％。大旱的1992年示范推广0.67万hm2，每666.7m2增值达67％，该年豌豆与马铃薯套种产量达4072.2 kg/hm2，比单种豌豆增产75.4％，丰水年产量达6000 kg/hm2，为丘陵区建立粮、经、饲三元结构，以农养牧、以牧促农开辟了新途径，对宁夏黄土丘陵山区发展“两高一优”农业产生了极其重要的指导重义。
6.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。抗旱保水化学制剂具有增强作物吸水能力、提高土壤持水性能、抑制地表物理蒸发或减少植物叶片蒸腾的作用。因而，为旱作农业节水增产开辟了新途径。据西北水土保持研究所在宁夏黄土丘陵区的原州、海原示范抗旱剂一号（FA）1333 hm2，经测产春小麦增幅为2.7％～29％，糜、谷增产8.3％～32.3％，马铃薯增产16.9％～19.2％，胡麻增产5.9％～35.4％。因此，集成以保水剂为基础的多功能复合包衣剂拌（浸）种抗旱播种、逆境成苗技术；农作物需水关键时期喷施黄腐酸类，抑制蒸腾剂，抑蒸节流减耗技术；农田喷施土壤保墒及结构改良剂，减少土壤水分蒸发技术等相互配套的旱地作物抗旱增产化学调控技术体系，可提高逆境成苗，保墒和抑蒸减耗，提高作物水分利用率。
7.建立农林牧复合型旱作生态农业技术模式。农林牧复合型旱作生态农业技术模式，是一个结构稳定、功能齐全、能量转换快、投入产出高的复合型生态农业技术体系。它是利用生态生境优化共享原理、共生相克的生态补偿原理、循环再生原理和物质能量多途径、多层次转化原理等，把单一种植和综合种植结合起来，把规模经营与分散经营结合起来，把自然投入与人工投入结合起来，实现系统的自动平衡机制，降低能量、物质等农业资源的消耗强度，保障有效的能量流和物质流的健全运行，体现最优的功能，发挥多方面的效益，最终达到防止土地退化，保持生态平衡，增加土地生产力，提高经济收入的一种生态农业系统。
宁夏黄土丘陵区地形、气候类型多样，其技术模式各异。在黄土丘陵区的半干旱峁状丘陵旱作农业区域，适宜建立粮—经—饲—畜多元高效生态经济模式，把农田生态系统和家畜人工养殖系统连接起来，构成一个完整的生态—经济多元生态农业模式。模式在雨水资源化调配技术，高效综合农艺技术，优质牧草旱作高产栽培技术体系，大田、设施农业的水肥一体化管理技术体系，设施养殖综合配套技术体系的支撑下运行。模式的突出特点是在耕地内实行草田轮作、间复套种等多种立体复合种植模式，种植优质粮食作物及油料、薯豆、药材、蔬菜、瓜果、饲用玉米和各类青饲草和优良牧草，用饲草料圈养优良牛、羊，圈粪施入农田培肥土壤，形成“以草养畜，以畜造肥，以肥还田”的良性循环系统。在半干旱黄土丘陵区的退耕还林还草区域建设林—草—畜生态经济耦合模式。由多个开放的生态、经济系统连接，耦合构成为一个完整的生态—经济耦合系统模式。模式在林草立体复合配置技术体系、优质牧草旱作高产栽培技术体系、设施养殖综合配套技术体系的支撑下运行。模式的突出特点是荒山坡地和退耕地建立柠条、山桃、沙棘与紫花苜蓿相配置的水土保持型林草立体复合生态系统，用系统内生产的生物饲草饲养优良牛羊，牛羊排出的有机肥施入农田培肥土壤，形成“以林保农，以草养畜，以畜造肥，以肥还田”的良性循环。在黄土丘陵区有一定集雨及补灌水源的灌溉区，建立果—菜、果—苗型立体复合高效多种经济模式。模式由抗旱节水高效经济林和节水高效蔬菜组成。模式在雨水资源化高效利用技术，抗旱节水果树高效栽培技术，节水蔬菜高效栽培管理技术的支撑下运行。其特点是采用间作套种的办法，立体间作套种蔬菜，充分利用土地和水热资源，实现以短养长，长短结合，优质高效。
（四）扩大规模，加快优势特色农业的发展
宁夏黄土丘陵区地域辽阔，地貌、气候类型多样，植物资源丰富，加之地域经济落后，远离城市，绝少现代化环境污染，具有建立绿色食品农业基地的地域优势。第一，应充分利用退耕还草，调整农业结构，“为养而种”大力种草。社会对畜产品需求增加的大好机遇及黄土丘陵区适宜发展牛羊草食家畜，品质好的特点，大力发展草畜产业，使多年生豆科牧草留床面积达到33.3万hm2。肉牛饲养量突破80万头，羊只饲养达到400万只。第二，充分利用黄土丘陵区海拔高、气候冷凉的特点发展耐旱、耐瘠、抗灾能力强的马铃薯，面积达到23万hm2。实现脱毒种薯生产，建立生产基地、销售、加工一体化，充分挖掘优势作物的生产潜力和提高经济优势。第三，建立小杂粮生产基地，突出发展豌豆、蚕豆、荞麦、莜麦等优势作物，积极引进适销对路的优质高产的小杂粮品种，扩大规模，打响名牌，提高市场占有率，面积扩大到10万hm2。第四，发展以地膜玉米为主的玉米产业，面积扩大到5.3万hm2，为发展畜牧业、淀粉工业建立可靠的产业基地。第五，大力发展中药材，支持建设黄土丘陵区南部隆德、泾源、彭阳等道地“中药材基地”，符合CMP要求的中药材制药和饮片加工企业。力争近三年种植面积达1.33万hm2。第六，充分发挥山区冷凉气候的特点，因地制宜，建设冷凉蔬菜生产基地，积极开拓外销市场，力争种植面积达到1.5万hm2。加快西甜瓜产业带建设，在黄土丘陵区的北部发展西甜瓜1万hm2。第七，恢复油料产业，宁夏黄土丘陵区素有“油盆”之称，特别是胡麻具有油质纯正、芳香可口的特点，是良好的保健植物油类，又可用于麻类加工。向日葵具有适应性强、耐盐碱、耐瘠薄，产量潜力大等特点，目前油料种植面积7.5万hm2，占农作物面积的12.8％，今后应稳定面积，在布局上南部以胡麻为主，北部以向日葵为主，应加强抗病优良品种的引进与选育，提高单产，促进油料产业上规模、上档次。第八，因地制宜的发展林果产业，以适应市场的需求，提高林业的整体效益。黄土丘陵区气候资源条件有利于山杏、食用杏、花椒等耐旱经济林果生产，可在荒坡、荒山、地埂种植。该区域的清水河流域适合耐盐性能强的中药材枸杞的种植，在生态农业建设中应因地制宜的扩大面积，经果林由目前的8万hm2（以山杏、仁用杏为主）扩大到11万hm2，枸杞由0.25万hm2，增加到0.33万hm2。
参考文献
1.王龙昌，谢小玉，王立祥.宁南旱作生态农业建设与农业产业化研究.干旱地区农业研究，2002.20（2）
2.杜守宇，田恩平，温敏.宁夏旱作农业.银川：宁夏人民出版社，2004.7
3.刘巽浩.对西北旱作农业发展战略的思考.干旱地区农业研究，2005.23（1）
4.李壁成，安韶山，黄文斌等.宁夏南部山区生态环境建设与科技扶贫战略研究.干旱地区农业研究，2002.21（1）
【注释】
(1)宁夏农业技术推广总站
(2)宁夏农业技术推广总站
(3)宁夏农林科学院荒漠化治理研究所
(4)宁夏固原市农业科学研究所
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