劉瀏

摘要：干旱是影響我國干旱與半干旱地區(qū)玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量提高的第一限制因素。通過提高土壤蓄水保墑能力、選用節(jié)水模式、改善旱地作物營養(yǎng)狀況、調(diào)整作物播期及布局、選育和選用抗旱品種、增強(qiáng)抗旱鍛煉等措施，能有效降低干旱造成的玉米產(chǎn)量損失。

關(guān)鍵詞：玉米；抗旱；產(chǎn)量；蓄水保墑

中圖分類號：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2015）01-0076-03

地球上約1/3的土地為干旱和半干旱地區(qū)，其他濕潤、半濕潤地區(qū)也常遇到周期性、季節(jié)性和難以預(yù)期的干旱，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失。我國是水資源十分緊缺的國家之一，降水量在600 mm以下的耕地占全國耕地面積的64%。干旱可使玉米產(chǎn)量降低25%～30%，是影響我國干旱與半干旱地區(qū)玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量提高的第一限制因素。干旱主要損傷植株的生理代謝和光合作用，導(dǎo)致植株生長受阻、葉綠素含量減少、光合作用下降。通過采用適當(dāng)?shù)脑耘嗉夹g(shù)、耕種方法、化控技術(shù)和抗旱品種，能有效降低干旱帶來的產(chǎn)量損失。

提高旱地玉米的生產(chǎn)力和減輕階段性干旱的損失可基于以下思路：1） 改造或改善水環(huán)境，使之適應(yīng)玉米生長發(fā)育的需要。2） 改造或改良玉米品種和大田植株，使之適應(yīng)不良的水環(huán)境。具體來講，一是減少干旱發(fā)生的頻率和干旱的程度；二是提高玉米品種和植株對干旱環(huán)境的適應(yīng)性。

1 提高土壤蓄水保墑能力

在干旱、半干旱地區(qū)及其它地區(qū)的干旱季節(jié)，若沒有灌溉條件，首先考慮充分利用有限的水資源——降水和地下水。一方面要使降水盡可能地滲入土壤，減少地面徑流和水土流失；另一方面要使地下水得到最大可能的保存和利用。

1.1 傳統(tǒng)耕作蓄水保墑

人們在與自然界長期斗爭的過程中，發(fā)現(xiàn)了許多有效的抗旱耕作措施。我國古代十分重視耕后細(xì)耙和鎮(zhèn)壓的保墑抗旱作用。金元時代成書《種蒔直說》指出：“古農(nóng)法犁一擺，擺功到，土細(xì)又實，六根在細(xì)實土中，又碾過，根土相著，自耐旱?！眰鹘y(tǒng)的抗旱耕作措施主要有深耕、耙耱、鎮(zhèn)壓、深松和中耕。

新中國建立以來，我國各地形成一系列抗旱耕作體系，主要有三深耕作法（深耕、深種和深鋤，大寨）、三墑?wù)胤ǎò荫虮?、?zhèn)壓提墑和淺耕塌墑，太行山區(qū)）、四早三多耕作法（早滅茬、早深耕、早細(xì)犁、早帶耙、多粗犁、多細(xì)犁和多耙地，山西省聞喜黃土丘陵地區(qū)）、砂田耕作法（甘肅省中部地區(qū)）、海綿田耕作法（太行山區(qū)的土石山區(qū)和大寨）和深松耕法。這些傳統(tǒng)措施只要因地制宜，運用得當(dāng)，就會在旱年產(chǎn)生明顯的增產(chǎn)效果。深松耕法有利于蓄水保墑、根系下扎和土壤有機(jī)質(zhì)積累，可在土層深厚的旱地農(nóng)田中推廣應(yīng)用。從飽受旱災(zāi)之苦的吉林、山東的玉米生產(chǎn)調(diào)查來看，受災(zāi)程度與土壤耕層的深淺及土地的肥沃程度密切相關(guān)，加強(qiáng)土壤耕作管理，特別是深松深耕及培肥土壤，是確保玉米生產(chǎn)長期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的有效措施。

1.2 增施有機(jī)肥培肥土壤

土壤有機(jī)質(zhì)是形成土壤良好結(jié)構(gòu)和耕性的重要因素，其膠結(jié)是形成水穩(wěn)性團(tuán)聚體的主導(dǎo)因素，腐殖質(zhì)含水量高且多，與粘粒緊密結(jié)合形成水穩(wěn)性高的團(tuán)聚體。有機(jī)質(zhì)含量影響土壤的粘結(jié)性和粘著性，并通過表面積和分散度影響土壤的可塑性。具有良好結(jié)構(gòu)和耕性的土壤在作物生長季節(jié)具有較強(qiáng)的蓄水能力，可蓄納較多的天然降水，減少土壤蒸發(fā)。同時，有機(jī)質(zhì)也是重要的土壤營養(yǎng)庫。土壤有機(jī)膠體復(fù)合物具有強(qiáng)大的吸附能力，可吸附和保持大量的營養(yǎng)成分，尤其是吸附的有機(jī)小分子化合物和代化性的無機(jī)礦質(zhì)元素，可迅速被植株利用，維持土壤供肥能力。山西近年提出的“有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)”就是基于土壤有機(jī)質(zhì)的這種高蓄納、少損失、高供肥特點，以肥（主要是有機(jī)肥）調(diào)水，大大提高旱地的生產(chǎn)力。

1.3 免耕和秸稈覆蓋

采用作物副產(chǎn)品——作物秸稈覆蓋地面，可減少高強(qiáng)度降水的地面徑流，增加土壤納水蓄水能力，減少地面水分無效蒸發(fā)，改良土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤養(yǎng)分，促進(jìn)根系發(fā)育，從而減輕植株的干旱脅迫強(qiáng)度，增強(qiáng)植株的耐旱性。

由于旱地秸稈全地面覆蓋的農(nóng)事操作難度較大，因此山西農(nóng)科院研究了免耕整株玉米和高粱秸稈半覆蓋技術(shù)，該技術(shù)省時省工、簡單易行，經(jīng)濟(jì)效益顯著。具體作法是：晚熟玉米秋季摘收果穗后，不耕地，不去茬，將玉米或高粱秸稈全部覆蓋在地面，翌年播種時將秸稈扒在壟上成為半覆蓋，在壟間播種施肥，出苗前噴灑除草劑。免耕半覆蓋技術(shù)可改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，增加耕層對降水的積納能力，抑制土壤水分蒸發(fā)，提高干旱環(huán)境下土壤的含水量，使根系扎得深、范圍大、根量多。在春旱、伏旱夾秋旱及春澇年份，免耕整株秸稈半覆蓋可使玉米及高粱不同程度地增加產(chǎn)量，而且隨免耕整株秸稈半覆蓋年限的增加，增產(chǎn)幅度隨之提高。

需要注意的是，秸稈覆蓋地面阻隔太陽輻射，導(dǎo)致春天地溫回升緩慢。試驗研究表明，6月上旬以前，免耕秸稈半覆蓋耕層日平均地溫低于傳統(tǒng)耕作2～3 ℃，其中5 cm土層約低3 ℃，10～20 cm土層低2 ℃左右；6月中旬，5 cm土層低于傳統(tǒng)耕作2 ℃，10 cm以下地溫接近傳統(tǒng)耕作；6月下旬以后，地溫與傳統(tǒng)耕作才基本相同。

1.4 地膜覆蓋技術(shù)

在甘肅河西地區(qū)，早霜使增產(chǎn)潛力較大的中晚熟品種在露地條件下難以成熟。玉米棵間蒸發(fā)是土壤水分損失的主要途徑，約占全生育期耗水量的30%～40%。為此，甘肅農(nóng)科院糧作所研究了條狀地膜覆蓋和全地面地膜覆蓋技術(shù)，具有明顯的節(jié)水增產(chǎn)效果。研究表明：在玉米拔節(jié)期以前，全覆蓋日均耗水量低于條膜覆蓋和露地，但之后日均耗水量明顯高于條膜覆蓋及露地；在大喇叭口至抽絲期，全膜覆蓋玉米的日均耗水量比條膜覆蓋增加34.4%，比露地增加48%；全生育期總耗水量比露地高44%。但全膜覆蓋大大降低了耗水系數(shù)，分別比條膜覆蓋和露地降低11.3%和17.5%，棵間蒸發(fā)（5月10日—9月10日）分別降低73.0%和77.6%，大大提高了玉米的水分利用率。同時，全膜覆蓋能明顯提高0～5 cm土層溫度，促進(jìn)玉米發(fā)育，使物候期明顯提前，避免早霜危害。試驗結(jié)果表明，全膜覆蓋比條膜覆蓋和露地分別增產(chǎn)13.9%和26.5%。條膜覆蓋具有明顯的抗旱增產(chǎn)效果，而且不揭膜的比中間揭膜的抗旱效果明顯。

2 選用節(jié)水模式

以色列的旱地水澆農(nóng)業(yè)世界聞名，是現(xiàn)代旱作農(nóng)業(yè)的典范，其中滴灌技術(shù)、微灌技術(shù)及噴灌技術(shù)是實現(xiàn)旱作水澆農(nóng)業(yè)的技術(shù)保證。在西北年降水量不足150 mm的干旱山區(qū)，玉米產(chǎn)量很低，許多年份顆粒無收，近年來，他們采用貯水地窖、池坑集水，玉米根區(qū)水肥注射技術(shù)，使玉米單產(chǎn)提升至5250～

6000 kg/hm2。合理利用降水和地下水，大力發(fā)展水養(yǎng)農(nóng)業(yè)，巧用天上水和地下水，是穩(wěn)定提高土地玉米生產(chǎn)力的關(guān)鍵。

3 改善旱地作物營養(yǎng)狀況

施肥培肥，提高土地肥力，改善土壤養(yǎng)分狀況，是旱地農(nóng)作物增產(chǎn)的基本保證。頻繁的表層土壤失水變干，使僅施于5～10 cm深度的肥料不能有效被作物根系吸收，大大降低了肥料的利用率。

肥沃土壤上作物所表現(xiàn)的抗旱性與某些營養(yǎng)在干旱下對作物仍有相對充足供應(yīng)有關(guān)。我國北方大多數(shù)旱地肥料投入少，地力低下；而歷來以“糞土”自居的東北黑土地由于長期的高產(chǎn)出、低投入特別是有機(jī)肥的低投入，許多地方的土壤肥力逐年退化和下降。適量施用化肥和有機(jī)肥，可改善營養(yǎng)供應(yīng)、促進(jìn)作物根系下扎，從而起到以肥調(diào)水、肥水相濟(jì)的作用。

有機(jī)質(zhì)中的礦質(zhì)元素含量較低，分解釋放速率較慢。無機(jī)肥料常含有一種或幾種速效高量的礦質(zhì)元素，可迅速而充足地供給植株營養(yǎng)，但住往不全面，且某些元素的效應(yīng)比較短，因此有機(jī)肥和無機(jī)肥應(yīng)配合使用。旱地表層土壤水分虧缺，大大降低無機(jī)肥料的有效性，因此無機(jī)肥料一定要深施。

4 調(diào)整作物播期及布局

對周期性和階段性干旱地區(qū)，適當(dāng)調(diào)整播期，使作物的生長發(fā)育或其水分臨界期避開干旱期，可大大提高作物的生產(chǎn)力。干旱常導(dǎo)致玉米花期不遇，此時人工授粉可大幅度減少災(zāi)害損失。在干旱和半干旱地區(qū)，需合理安排耐旱與不耐旱作物及品種的比例。

5 選育和選用抗旱品種

遺傳特性決定作物的抗旱性，不同品種的抗旱性有很大差異。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物所在吉林省梨樹縣的品種試驗表明，在百年不遇的大旱之年，中玉7號玉米雜交種一枝獨秀，表現(xiàn)出了相當(dāng)高的抗旱性。戴俊英等根據(jù)干旱下玉米品種的產(chǎn)量表現(xiàn)篩選出不同抗旱品種。

目前，培育抗旱品種的途徑基本有：1） 正常水分條件下培育的高產(chǎn)品種，在干旱下仍有較高的絕對產(chǎn)量；2） 在特定的干旱環(huán)境下進(jìn)行專門的抗旱育種；3）運用抗旱品種形態(tài)生理特征，在幼苗期大量篩選抗旱品種和材料；4）在逆境脅迫環(huán)境和正常生長條件下穿梭育種，以選育高產(chǎn)高抗穩(wěn)產(chǎn)的品種。

值得注意的是，雖然某些高產(chǎn)品種在干旱環(huán)境下仍保持較高的產(chǎn)量，但品質(zhì)卻很差，加工及食用性能不好，營養(yǎng)價值較低。因此在脅迫育種特別是在穿梭育種中，應(yīng)特別注意品質(zhì)的選擇。近年來，干旱誘導(dǎo)蛋白的研究引起人們的廣泛關(guān)注，但對抗旱基因及其表達(dá)知之甚少，利用調(diào)控抗旱基因表達(dá)和基因克隆來提高玉米的抗旱性，還需進(jìn)行長時間的研究。

6 增強(qiáng)抗旱鍛煉

我國古代就注意到抗旱鍛煉對作物耐旱性的影響。兩千年前的《汜勝之書》溲種篇中曾記載：雪汁者，五谷之精也，使莊稼耐旱。通過一定的輕度預(yù)脅迫處理，使作物產(chǎn)生適應(yīng)未來干旱環(huán)境的形態(tài)和內(nèi)在生理生化變化的反應(yīng)，稱之為抗旱鍛煉。根據(jù)鍛煉時期的不同，可分為苗期脅迫鍛煉和種子鍛煉。蹲苗是一種有效的苗期鍛煉措施，已被廣泛應(yīng)用于小麥、水稻、玉米等作物生產(chǎn)中。玉米苗期適當(dāng)干旱，可促進(jìn)根系深扎，擴(kuò)大吸水范圍，增強(qiáng)葉片的持水保水能力，提高植株耐旱力。蘇聯(lián)學(xué)者金杰里于20世紀(jì)50年代提出了播前鍛煉的方法，經(jīng)過幾十年的研究和實踐，該法在我國的增產(chǎn)幅度可達(dá)10%～15%，但效果不穩(wěn)定。

根據(jù)處理方式的不同，種子鍛煉可分為化學(xué)鍛煉和物理鍛煉2種。物理鍛煉如雪水浸種，水合脫水處理，高頻電流及磁場處理，脫水處理，吸濕回干、飽合水蒸氣平衡處理等，均可增強(qiáng)幼苗的抗旱性。種子的化學(xué)鍛煉主要是應(yīng)用化學(xué)藥劑浸種來提高作物植株的抗旱性，藥劑主要有CaCL2·KH2PO4、腐殖酸類藥物、CCC、VA菌根、吐溫80、SPAMS80、SDS等一些離子和非離子性展層劑。

水合脫水處理、吸濕回干處理、飽水水蒸汽平衡處理等方法簡單可行，成本低廉，且無污染，具有較好的發(fā)展前景。

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Abstract： Drought is the first increase factor to corn growth in arid and semi arid regions in China. Through using improved soil water holding capacity， selection of water-saving mode， improve the nutritional status of dryland crops， crop sowing date and layout， drought resistant varieties， breeding and selection of increasing drought resistance， losses caused by drought corn yield can reduce.

Key words： corn； drought resisting； yield； water conservation