华北地区的土壤水分运动与抗旱保墒措施 [复制链接]

第5版()
专栏：

华北地区的土壤水分运动与抗旱保墒措施
李笃仁
华北地区地势平坦，土质肥沃，全年降水量在四百至七百毫米之间，并不算少。但分布极不均衡，百分之七、八十的降雨量主要集中于七、八、九三个月，而春季雨量仅占全年的百分之八至百分之十，以至往往形成春旱秋涝的现象。在没有灌溉条件的一些地区，春旱常常影响冬播和春播作物的正常生长发育，甚至不能按时下种，或是出苗不齐、缺苗断垅，给农业生产带来了威胁。
土壤水分运动的一般情况
华北地区的气候特点，一般是冬春季干旱多风，夏秋季高温多雨。春季随大气的干旱和温度的升高，土壤水分大量蒸发，墒情变化大而且迅速，如果耕作保墒不及时，往往造成减产。土壤墒情的好坏，虽然取决于气候因素和土壤因素，但通过人为的措施，适时而有效地加以控制和调节，在颇大程度上还是可以使有限的水分发挥更大增产作用的。
华北地区土壤水分的季节性变化规律，大致可以划分为以下四个主要阶段。
冬季土壤水分凝结累积阶段
冬前的土壤水分状况，由于夏秋两季雨水大量下渗蓄积，蒸发减弱，土壤水分一般是比较充足的。特别是地下水位较高的平原地区，又受地下水补给的影响，土壤水分更为充足。入冬以后，土壤自上层向下层逐渐结冻，结冻的深度随年份和地区虽有所不同，但一般多在十五至五十厘米左右，内蒙古地区可能达到一百五十厘米。这时的土壤处在上层结冻、下层未冻的状态，上层温度低，下层温度高，因此，下层水分通过毛细管作用向上层移动，并以水汽的扩散形式凝结在冻层土壤的大孔隙里，凝成冰屑。这时的土壤水分往往接近或超过田间持水量，就粉砂壤土来说，水分含量可以达到百分之二十以上。这一部分的水分成为早春土壤反浆的主要原因，也是我们春季保墒的主要对象。保蓄利用得好，对春播保苗有着重要意义。这个时期土壤结冻，蒸发量很小，水分丢失是不大的。
早春解冻反浆土壤水分大量蒸发阶段
二月中旬土壤开始解冻，至三月初“惊蛰地气通”的节令，土壤即全部解冻，进入了反浆期。反浆期持续时间的长短和地势高低、土壤类型、当时水分含量有密切关系。一般地势较高、土质较粗、水分含量较低的地区，反浆期较短。反之，地势低平、土质较粘、水分含量较高的地区，反浆期就较长。反浆期的水分运动，给春季播种提供了有利条件，但也有使大量水分丢失的危险。农民非常重视这个关键时期，想一切办法，进行耕作保墒。这个时期的土壤水分运动，主要是以毛管水状态运行，以粉砂壤土为例，土壤含水量一般在百分之二十左右，接近田间持水量，农民叫做黑墒期。这时多次耙地，使表土疏松，切断毛管作用，是最有效的耕作保墒方法。
黑墒期以后，气温继续升高，地表蒸发增强，如不采取保墒措施，土壤水分含量将迅速降低。水分运动形式，不完全受毛细管作用的影响，主要是以汽态扩散的方式运行。土壤水分含量在百分之十至十三，相当于田间持水量的百分之五十至七十，出现了较厚的干土层，农民称这时期为黄墒期。这时再采取耙地、疏松表土等措施，已起不到保墒的作用，需要通过多次耱地或镇压土表，使表土下有个紧实的间层，把土壤水分“封闭”起来。这个时期是后期保墒的重要阶段，也是决定能否按时下种的关键时期。
黄墒期以后，如果没有降雨，早春前期耕作又比较粗糙，干土层就逐渐加厚，土壤水分继续下降，接近或小于萎雕系数，就进入了干墒期。这时的土壤水分呈水汽的运动形式。同时由于气温继续升高，春风多，蒸发量大，在耕层虚松、坷垃多的地里，更加大了空气的对流，引起了水分的不断散失干燥，往往造成因失墒不能播种的结果。因此，根据春季土壤水分的运动状况和丢失的方式，抓紧一切有利时机，特别是注意反浆前后的整地保墒措施，是极关紧要的。
夏末秋初土壤水分大量蓄积阶段
六月以后，华北地区进入雨季，七、八月降雨最多，这个时期正当各种春播作物生育盛期，除个别年份和地区外，一般土壤水分是充足的。即使是地势较高、地下水位较深的坡地和岗地，在一定的土层内也以悬着水的形态（与地下水不相联系）蓄积了大量的水分。平原地区的整个土层内，都接近或达到了田间持水量。比较低洼的地区，常有饱和积水现象。这个时期是雨水大量下渗、蓄积阶段。
秋末冬初土壤水分缓慢蒸发阶段
雨季过后，作物相继成熟，进入了紧张的三秋季节。秋收秋种的同时，抓紧时间进行秋耕整地，可保证年前有个比较充足的底墒。据试验，早秋耕比晚秋耕能保蓄更多的土壤水分，随犁随耙耱可提高整地质量，减少坷垃。
抗旱保墒农业技术措施
以土壤耕作为中心的保墒农业技术措施，是我国农民几千年来长期积累下来的丰富经验。这些宝贵遗产，不断为农业实践和科学研究所充实和发展。只要因时因地、因条件加以正确运用，就能克服或缓和外在的不利自然因素，经济有效地利用土壤水分，为农作物的丰产提供良好的土壤环境。
提早秋耕、耙耱保墒
华北地区雨季以后，从土壤表面一直到土壤深层，水分含量一般都是比较充足的。但由于气温仍然较高，降雨相继减少，秋作物收获后，地面裸露，引起深层土壤水分不断降低。提早秋耕并及时耙耱，是避免和减轻早春干旱威胁的重要措施。秋耕时间的早晚和土壤水分保蓄的多少有密切关系，除土质较粘、水分含量过高的低洼地外，一般是秋耕愈早，底墒愈充足，来年墒情愈好。根据承德地区的调查材料，在黄土地上，早秋耕二十一天，十厘米以内土层中的水分含量，可以提高百分之四点三六；砂壤土早耕五天，可以提高百分之三点七九；轻砂土早耕四天，可以提高百分之二点五三。这个调查材料充分说明，在各种土壤类型上，提早秋耕都有一致的良好保水作用。
除了提早秋耕，更要注意提高整地质量。在比较粘重的中壤和粘壤土上，由于其适耕期较短，往往因耕地时水分偏高，或耕后耙耱失时，造成很多坷垃，影响整地质量。农民多年来经验证明，除低洼盐碱地外，在一般旱地，特别是丘陵坡地，随耕随耙耱，对保蓄水分、提高整地质量，有非常重要的意义。根据中国农业科学院土壤肥料研究所在山西长治地区的试验，秋耕耙耱比不耙耱在春播前土壤水分多百分之二至三，谷子出苗率提高了百分之二十，很少缺苗断垅。
秋耕过的地要不要春耕，耕多深比较合适，要因地制宜地安排。一般秋耕施过肥、杂草少的旱地，早春又进行了一系列的整地保墒措施，春耕是不必要的。但地下水位较高、土壤水分充足、土层比较紧实、杂草较多、群众有春耕习惯的地区，春季进行浅耕还是必要的。
顶凌耙地
在早春土壤水分比较充足，地还没有完全解冻的时候，进行顶凌耙地，是春季前期保墒的有效措施。此时，地表的坷垃，经过冬季和早春一冻一化，变得松脆，这时耙地，坷垃极易破碎，使地面有一薄层细碎干土覆盖，对减少水分蒸发有良好效果。试验证明，早春顶凌耙地比不耙的，可以增加百分之二左右的土壤水分。耙地要掌握适宜的时间，过早，地表水分较多，粘着耙齿，效果不好；过晚，耙齿入土较深，松土层过厚，土壤孔隙增加，由于大气与土壤空气对流的结果，容易产生深厚的干土层，对保墒不利。一般应掌握在化冻一寸多深时，耙地最为适宜。
早春耙麦田也是华北地区常用的麦田管理措施之一。据研究，在冬季雨雪较多、墒情较好的粘质土的麦田上，压后再耙，对保墒增产有良好效果。但土壤水分较少、土质较粗的，由于表土水分已经丢失，耙麦防止水分蒸发的效果往往不明显，而压麦提墒的作用，则比耙麦效果好得多。
播前镇压
秋耕过的春播地和春耕地，在早春耙地的基础上，播种前镇压，对提高整地质量，改善土壤水分状况，达到苗全、苗壮，具有良好效果。特别是整地不良、坷垃多、地面不平的旱地，经过镇压，可以压碎部分坷垃，把直径大于五厘米的坷垃破碎到三厘米以下。经过镇压以后，干土层厚度一般可以减少二至三厘米，表层五厘米左右的土壤水分可以提高百分之二至三，有时还更多一些。土壤镇压结果，使耕层适当紧密，造成“平严、致密、坷垃很少”的播种层。
由于播前镇压创造了良好的播种层，能保证所要求的播种深度，特别是机播地或播种小粒种子时，效果更好。小粒种子（如谷子），根据其生物学特性的要求，必须在一定紧实的土壤里，在种子与湿土密接的条件下，才能良好地发芽和生育。根据调查试验，镇压后播种的作物比不镇压的次生根长的早，长的快，数目多，幼苗早期生长也健壮，耐旱能力也强。内蒙古地区的“压地”，华北地区的“砘地”，东北地区的“?种”，“踩格子”等整地播种方法，以及国外有关播前镇压的文献中，都一致证实了在干旱和半干旱地区，土壤镇压具有良好的保墒、保苗和增产作用。
中国农业科学院土壤肥料研究所于一九五四至一九五七年，在北京本院试验农场、北京国营双桥农场和山西长治地区，对谷子、玉米、棉花和小麦等主要作物，曾作了播种前镇压试验，结果表明：经过播前镇压的谷子，缺苗率仅百分之一点零三至百分之四点三三，而不镇压的则高达百分之十七点八；增产率达到百分之二十五点九至百分之三十三点二。经过播前镇压的玉米，也都有不同程度的增产，增产率为百分之四点一至百分之十九点二。调查试验证明，镇压过的倒伏率为百分之十九点五，而不镇压的则为百分之二十七点八。分析镇压能减轻倒伏为害的原因，主要是一方面由于经过镇压，上层土壤比较紧实，根系与土壤密接；另一方面，细根数量增加，根系发育好，扎的深，增强了抗风能力。在棉花试验中，播前镇压对增产效果虽不明显，但现蕾、开花、成熟都有提前趋势，增加了霜前花，提高了品质。
应用播前镇压，对土壤较干、坷垃较多的地，要压得早一些、重一些，必要时要压两遍。轻质砂土要在潮湿时镇压，干时愈压愈松，效果不好。低洼的盐碱地，一般水分含量较高，镇压后容易反盐，不宜采用。另外，如果土壤水分低于黄墒，接近干墒时，镇压提不起墒来，效果往往不明显。因此，要根据当地土壤类型、整地质量和当时水分含量等等情况决定。
根据不同前茬安排保墒措施
作物不同，生育期有长有短，收获也有早有迟，水分的消耗也不一样，根茬对土壤的影响也不相同，因此，作物收获后，土壤疏松和板结的程度，墒情的好坏，有很大的差别。同一地区，同一土质，玉米茬比较疏松，底墒也较好；其次是谷子茬；以晚玉米、白薯、棉花茬底墒最差。底墒的好坏和收获期有密切关系，玉米、谷子收获较早，可以提早秋耕，下层水分保蓄的较多。晚玉米、棉花、白薯、收获较晚，白薯地又经过收获时的翻动，水分丢失很大，秋耕推迟，所以墒情不好。根据前茬作物的不同，春季保墒的时间和采取的措施，也要有所区别，对那些晚茬作物，墒情比较差的地块，要注意提前安排，进行早期整地，并应用多次耙耱和播前镇压的方法，以提墒保墒。
夏季休闲，保蓄水分
华北一些地多人少、土质瘠薄、肥料不足、劳力紧张的干旱地区，群众有晒垡习惯。一年只种一季小麦，收获后伏耕晒垡休闲，接纳雨水，并结合耙耱等耕作措施，为下茬小麦创造良好的土壤水分养分条件，保证年年稳产增产。在豫西、晋南、关中以及内蒙古地区，都有这种耕作习惯。根据中国农业科学院土壤肥料研究所一九六二年在河北新城低肥旱地上试验的结果，伏耕晒垡休闲地比复种夏玉米地，在播种小麦前，土壤水分增加百分之五左右，硝态氮增加百万分之十五左右，后茬小麦出苗率提高了百分之四十。而夏玉米茬的小麦，缺苗则很严重。晒垡时间的长短，要根据雨季早晚和气候决定。八月以后，降雨很少，蒸发量大，在立秋节前如不及时耙耱收墒，土壤水分迅速丢失，不但保墒困难，而且直接影响产量。
小麦收获后增种一季晚秋作物，是否能够提高粮食产量，增加收益，尽管还是个有争论的问题，但是根据各地调查材料来看，在无水利条件、肥料又很缺乏、劳力又比较紧张的地区，不适当地增加复种面积，往往造成减产。例如农业部一九五七年在陕西临潼县的十八个对比调查材料中，六个水浇地的对比都是增产的；十二个旱地对比中，有六个减产。有六个虽然增产，其中三个因增产不多收益还是减少的。复种晚秋作物，如果肥料不足，不仅晚秋作物长不好，下季回茬麦产量也低，结果两季产量不如一季。因此，在中下等肥力水平、肥源缺乏、劳力又不足的旱地上，安排一定比例的夏季休闲面积还是必要的。
适当扩种耐旱作物
作物由于生物学特性不同，耐旱性也不一样。根据墒情好坏，适当安排作物布局，是适应和利用自然条件，减少或避免干旱威胁的一种农业技术措施。高粱、谷子、糜子等作物，生育前期耐旱性较强，适于在春季比较干旱的条件下生长。
谷子并非低产作物，谷草又是大牲畜的主要饲料，只要管理得好，产量也较高。它生育前期耐旱性很强，后期有了雨水，生育就很快，适于在华北地区栽培。另外，谷子在二月下旬或三月初，地刚解冻一寸左右时，顶凌播种，不但出苗早、出苗齐，而且幼苗也很健壮。这样的播种方法，充分利用了早春反浆期有限的土壤水分，使种子萌动吸水，等地温够发芽温度时，就能很快发芽出土。这样的播种方法，在古农书《冬月种谷法》中已有详细记载。近些年来，一些研究部门也作了多次的试验，证实它是一种有效的抗旱增产技术。中国农业科学院土壤肥料研究所在北京和山西长治地区曾作过生产性试验，结果表明，顶凌播种的谷子比一般春播可以提早间苗半个月，提前成熟七至十天，增产百分之十左右。但要注意做好秋耕整地、耙耱保墒、播种细致和播后镇压等工作，才能达到预期的效果。否则，也会由于整地质量不良，墒情不好，播种粗糙，造成缺苗毁种的结果。