【正文】 黑土分布區(qū)年降水量較高外 ， 個(gè)別年份可出現(xiàn)土壤水分淋失 ， 水分狀況類型可歸屬周期性淋失型外 ， 其余旱地土壤的水分狀況均屬 非淋失型 ， 亦即水分在土體內(nèi)的遷移循環(huán)深度一般不超過(guò)2～ 3m。 黃綿土和黑壚土土層深厚疏松 ， 滲水力極強(qiáng) ， 土壤水分的循環(huán)深度可深達(dá) 4～ 5米 ， 但下移水分也遠(yuǎn)不能進(jìn)入地下水 。 因此 ，我國(guó)北方旱地農(nóng)田土壤幾乎不存在養(yǎng)分淋失進(jìn)入地下水的條件 。 頻繁的土壤缺水干旱 (尤其是耕作層 )也是本地區(qū)土壤十分突出的共同特征 。 二 .旱地土壤基本特性 5． 旱地土壤的發(fā)育過(guò)程各不相同 ， 土壤剖面的分化程度和土體構(gòu)型受降雨量的影響非常明顯 。 干旱地區(qū)的土壤也有它的發(fā)育過(guò)程 ， 但不如較濕潤(rùn)地區(qū)的土壤發(fā)育好 。盡管在許多情況下它們有明顯的淋溶層和淀積層 ， 但這些層次發(fā)育的深度不大 。 因此 ， 確定干旱地區(qū)某一土壤的潛在用途時(shí)要更多地考慮土體的深度是很有必要的 。 下層的質(zhì)地必須能穿過(guò)根系 、 透過(guò)水分 ， 并有足夠的持水能力 ，以保證作物生長(zhǎng)具有良好的根際環(huán)境 。 旱地土壤這些特點(diǎn)是制定旱地農(nóng)田土壤管理原則的重要依據(jù)。在我國(guó)除一少部分發(fā)育于殘積或坡積風(fēng)化母質(zhì)的土壤外，多數(shù)土壤發(fā)育于黃土母質(zhì)或經(jīng)過(guò)再搬運(yùn)的黃土性母質(zhì)上。受黃土母質(zhì)影響，這一類土壤大多具有較深厚而質(zhì)地松軟的土層，富含 CaCO3，鹽基飽和度高，土壤反應(yīng)呈中性至微堿性，適于耕種和大多數(shù)作物生長(zhǎng)。其次，大多數(shù)旱地農(nóng)田土壤中含鉀礦物 (如云母 )的含量較高，粘粒礦物組成中以水云母為主。因此，該地區(qū)土壤含鉀豐富，且具有較強(qiáng)的供鉀和固鉀能力。但其它營(yíng)養(yǎng)元素的基礎(chǔ)肥力較差，有機(jī)質(zhì)、氮、磷的含量普遍較低。土壤微堿性到堿性環(huán)境和富含 CaCO3會(huì)增強(qiáng)土壤中肥料氮的氨揮發(fā)損失和降低某些微量元素 (如鋅、鐵、錳 )的有效性，雖對(duì)磷的固定作用明顯，但未必對(duì)作物利用肥料磷不利，許多田間試驗(yàn)證實(shí)，含 CaCO3土壤對(duì)肥料磷的固定并不影響作物對(duì)土壤中殘留肥料磷的吸收利用。 二 .旱地土壤基本特性 （ 二 ） 我國(guó)旱地土壤肥力狀況 土壤的肥力狀況既取決于原始土壤的特性和基礎(chǔ)肥力 ， 也受開墾耕種后土壤培肥管理制度影響 。 根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查資料 ，目前我國(guó)旱地農(nóng)田耕地土壤的肥力狀況概括為以下幾各方面 。 1． 我國(guó)北方旱地農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量的變幅集中在 620g/kg之間 ， 平均值低于 15g/kg；含氮量變幅集中在 之間 ， 平均值低于 。 如按耕層土壤有機(jī)質(zhì)的年分解率 2%計(jì)算 ， 則每年釋出的礦質(zhì)氮量約為 每公頃 (N)， 相當(dāng)于生產(chǎn) 80160公斤谷物所需的氮量 ， 而耕層以下的土壤由于得不到作物殘茬和農(nóng)家肥中有機(jī)物質(zhì)歸還 ， 以及根量顯著減少等原因 ， 不大可能通過(guò)有限的有機(jī)質(zhì)分解而向作物提供過(guò)多的氮量 。 因此認(rèn)為 ，我國(guó)北方旱農(nóng)地區(qū)耕地土壤的供氮力較低 ， 在目前的施肥管理制度下 ， 農(nóng)田土壤依靠每年作物殘茬 、 死亡根系和農(nóng)家肥施用等而形成的供氮能力 ， 超不過(guò)維持每年每公頃生產(chǎn) 2250公斤谷物的需氮量 。這一土壤供氮力約相當(dāng)于華北肥沃農(nóng)田土壤供氮力能的 1/2。 二 .旱地土壤基本特性 2．北方旱地農(nóng)田耕層土壤的速效磷 ()含量 (P)集中在 310μg/g 范圍內(nèi)，其中低于 5μg/g 的土壤面積約占一半。土壤速效磷含量低于 10μg/g 可視為輕度缺磷，低于 5μg/g 為缺磷，低于 3μg/g 為嚴(yán)重缺磷。根據(jù)這一分級(jí)和旱農(nóng)區(qū)部分市縣的土壤普查資料，可以粗略地估計(jì)我國(guó)北方旱農(nóng)區(qū)耕地土壤缺磷的面積可能占 80%以上，其中 1/4屬輕度缺磷， 1/4屬中度缺磷， 1/4至 1/3屬嚴(yán)重缺磷。大約只有不足 20%的耕地土壤其速效磷含量達(dá)到10μg/g 以上，可視為 “ 基本不缺磷 ” 。 3．北方旱農(nóng)區(qū)土壤速效鉀 (中性鹽浸提 )的含量 (K)集中在 100200μg/g范圍內(nèi)。土壤速效鉀含量超過(guò) 100μg/g 可視為 “ 基本不缺鉀 ” ，超過(guò)150μg/g 為豐富，低于 50μg/g 為缺鉀或中度缺鉀。少部分砂質(zhì)土壤速效鉀含量偏低，可屬缺鉀土壤。從全國(guó)范圍內(nèi)看，我國(guó)北方旱作農(nóng)業(yè)土壤的供鉀潛力可屬 “ 高 ” 或 “ 中高 ” 區(qū)，是全國(guó)農(nóng)田土壤供鉀潛力最大的區(qū)域之一。土壤速效鉀含量和土壤的供鉀潛力，既取決于土壤成土母質(zhì)含鉀礦物的種類和數(shù)量，也受土壤施肥的影響。這一地區(qū)土壤的平均含鉀量幾乎是含磷量的 30倍，因此土壤的供鉀潛力和速效鉀含量水平在較大程度上取決于土壤中含鉀礦物的種類和數(shù)量，而在較小的程度上受土壤施肥制度的影響。廣泛發(fā)育于黃土類母質(zhì)的黃綿土、塿土、褐土等，土壤質(zhì)地較細(xì)，富含云母、水云母等含鉀礦物，具有較強(qiáng)的和持續(xù)的供鉀能力。 二 .旱地土壤基本特性 4． 土壤微量元素的含量及其對(duì)植物的有效性與成土母質(zhì)以及土壤環(huán)境條件如 pH、 Ca(HCO3) 水分狀況 、 氧化還原等條件有關(guān) 。 我國(guó)旱作農(nóng)田主要土壤均為中性至偏堿性 ， 多數(shù)含有游離 Ca(HCO3)2， 因此 ， 微量元素如 Zn、 Mn、 Fe等有效含量均屬偏低 。 旱地土壤有效鋅 (DTPA浸出 )含量 (Zn)集中在 內(nèi)；有效硼 (沸水浸出 )含量 (B)集中在 ；有效錳 (DTPA)浸出含量 (Mn)變動(dòng)在 115μg/g 范圍內(nèi)；有效鐵 (DTPA浸出 )含量 (Fe)變動(dòng)在 20μg/g 范圍內(nèi) 。 根據(jù) 《 中國(guó)土壤 》 ,有效鋅 、 有效硼含量水平在全國(guó)范圍內(nèi)屬中低區(qū)；土壤有效錳 、 有效鐵含量水平屬低水平區(qū) 。 如以有效鋅含量濃度低 于1μg/g 為土壤少鋅或輕度缺鋅 ， 低于 ， 則我國(guó)北方旱農(nóng)田約 80%以上土壤少鋅 ， 約一半以上的農(nóng)田土壤缺鋅；若以低于 硼 ， 則旱地土壤缺硼面積約可占耕地面積的 50%以上 。 屬于土壤輕度缺錳至缺錳 。如以低于 10μg/g 為土壤缺鐵 ， 則約一半的耕地土壤可能缺鐵 。 綜上所述 ， 我國(guó)北方旱地農(nóng)田土壤的肥力狀況表現(xiàn)為： 土壤供氮力低下；廣泛而嚴(yán)重貧磷；鋅 、 硼 、 錳 、 鐵的有效性普遍處于中低水平；有一定潛力的供鉀能力 。 因此 ， 我國(guó)北方旱農(nóng)區(qū)農(nóng)田土壤培肥的基本原則和對(duì)策是增加土壤供肥 (特別是供氮 )能力 ， 盡快消除土壤貧磷障礙因素 ， 提高肥料利用效率 ， 減少氮素?fù)p失 ， 重視微量元素肥料的施用 ， 保護(hù)農(nóng)田土壤的供鉀能力 。 二 .旱地土壤基本特性 干旱是一個(gè)世界性的問(wèn)題，干旱不僅限于在干旱和半干旱地區(qū)發(fā)生，在任何地方，包括濕潤(rùn)地區(qū)也有干旱的出現(xiàn)。我國(guó)旱地耕地面積占全國(guó)耕地面積的 51%，主要分布在北方地區(qū)，這些地區(qū)多年平均降水量約 200mm左右，為全國(guó)平均降水量的 1/3；年降水總量約 6000億立方米，約占全國(guó)降水總量的 1/10，年降水量少，年際間變化大，年內(nèi)分布不均， 6~9月份雨季降水量占年降水量的 60~75%，冬春少雨，易發(fā)生春旱，夏秋雨季暴雨集中，水土流失嚴(yán)重，農(nóng)田作物對(duì)降水的利用率低；多年平均徑流量為 3800億立方米，占全國(guó)降水量的 1/7。水資源匱乏對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來(lái)了極大威脅。自建國(guó)以來(lái)，年平均水旱災(zāi)害面積達(dá) 4億畝，其中旱災(zāi)面積超過(guò) 3億畝的有 15年次以上。說(shuō)明缺水干旱是影響農(nóng)業(yè)均衡增產(chǎn)的主要因素，解決辦法是因地制宜采取發(fā)展集水聚流、節(jié)水灌溉和旱作農(nóng)業(yè)并舉的方針，這是一項(xiàng)戰(zhàn)略措施。 三、旱地土壤集水 節(jié)水技術(shù) （ 一 ） 旱地集水農(nóng)業(yè)及土壤集水技術(shù) 針對(duì)旱地水資源嚴(yán)重匱乏的實(shí)際情況 ， 發(fā)展雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)最有效的途徑就是人工富集天然降水 ， 將富集的降水用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn) ，這就是集水農(nóng)業(yè) — 天然降水資源化 富集集水技術(shù)主要有兩類： 第一類是工程富集 。 工程的基本原理是利用集水面集水 ， 水窖存儲(chǔ)； （ 徑流農(nóng)業(yè) ） 。 第二類是直接存儲(chǔ)于土壤水庫(kù)的富集迭加技術(shù) ， 目前較好技術(shù)的主有溝垅均半富集迭加技術(shù) （ 如田間地膜覆蓋微域集水技術(shù) ，即在溝垅種植中 ， 垅上用地膜覆蓋 ， 作為集水區(qū) ， 溝中種植作物 ） 和穴窩富集迭加技術(shù) 。 三、旱地土壤集水 節(jié)水技術(shù) 1．工程集水技術(shù) 從崗坡地匯集降雨徑流并用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這就是徑流農(nóng)業(yè)。其基本要求是集水區(qū)來(lái)供應(yīng)種植區(qū)足夠的水量。 約在 4000年以前，雨水集成的徑流農(nóng)業(yè)就已產(chǎn)生。徑流農(nóng)業(yè)使平均年降雨量少到 100毫米的田地，也能進(jìn)行作物生產(chǎn)。古代中東的農(nóng)民曾清理崗坡上的雜物以增加徑流，又沿等高線堆置石壩來(lái)匯集徑流，并引水到較低的農(nóng)田。這些措施使農(nóng)業(yè)在沙漠地區(qū)得以發(fā)展，使許多沙漠地區(qū)受益。以色列內(nèi)蓋夫沙漠的徑流農(nóng)業(yè)使牧草、大田作物和果園都取得極好的收成，產(chǎn)量比旱地農(nóng)業(yè)高得多，而與灌溉農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量相當(dāng)。麥類產(chǎn)量達(dá)每畝約 80300公斤，水果每畝約2001000公斤，苜蓿草（鮮重）每畝約 10002500公斤。 以色列內(nèi)蓋夫沙漠徑流農(nóng)業(yè)的集水區(qū)與耕地面積比例為 20： 1。在年降雨量只有 100毫米的地區(qū)，耕地得到的水量約等于 300500毫米的雨水。它將一些小流域分成 13公頃的小集水區(qū)，使徑流能暢通地流進(jìn)崗坡上的水渠里，水渠把水引到修成梯田的耕地里。耕地修有石徹水簸箕，還可使集入農(nóng)田多余的水流入比它更低的田塊。 三、旱地土壤集水 節(jié)水技術(shù) 工程集水技術(shù) 干旱和半干旱地區(qū)相對(duì)地廣人稀 ， 尚有足夠的非農(nóng)用地可供集水利用 ， 頻率較高的大 （ 暴 ） 雨又可提高降水的富集效率 。 因此 ， 在我國(guó)旱農(nóng)地區(qū) ， 有充足的空間和水源供富集利用 。 要把這種潛在的降水資源變成可以灌溉利用的水資源 ，就必須通過(guò)一系列工程措施 ， 把天然降水富集并存儲(chǔ)起來(lái) ， 使自然降水變成時(shí)空可調(diào)的現(xiàn)實(shí)水資源 。 富集一定要有集水面 ， 集水面的大小涉及到以下 4個(gè)問(wèn)題 ； 第一 ， 降水量的大小和集水效率；第二 ， 需水量的多少；第三 ， 集水材料的選擇；第四 ， 儲(chǔ)水窖的大小 。 水窖是最我國(guó)常見的工程富集迭加技術(shù) ， 常見的水窖有井窖和窯窖兩種 。 井窖又可分為甕窖和缸窖等 。 資料：在 400mm降水量的地區(qū) ， 以混凝土為材料的集水面 ， 在集水面坡度 515o時(shí) ， 集水效率在 55%86%之間 ， 平均達(dá) 70％ ；原土夯實(shí)的集水面集水效率在 19％ 32％ 之間 ， 平均 26％ ；塑料薄膜覆砂集水面 ， 集水效率在 36％ 47％ 之間 ， 平均 41％ 左右 。 全年的集水效率與年降水量大小有關(guān) ， 年降雨量越小 ， 小雨量和小強(qiáng)度的降雨過(guò)程越多 ， 集水效率越低 。 集水面的坡度是影響集水效率的又一因素 ，較大的坡度可以增加徑流速度 ， 減少降雨過(guò)后地面滯留水 ， 提高集流效率 。 除利用集水面外，還可利用公路進(jìn)行集水。在我國(guó)旱農(nóng)地區(qū)修筑了大量的柏油公路，公路大多沿著峁、梁繞行。路邊的坡地就是耕地，利用路面集水，修筑水窖存儲(chǔ)，可灌溉山坡梯田中的果樹和莊稼。公路一般路面寬約 5m，在 400mm降水量的地區(qū)，若以 80％的集水效率計(jì)算，則每千米路面每年蓄雨水 160m３ ，能裝滿容積為 40m３ 的水窖 4個(gè)。 三、旱地土壤集水 節(jié)水技術(shù) 三、旱地土壤集水 節(jié)水技術(shù) 峁頂光頭式窯窖配置模式 Cellar arrangement model on a barren hill top 路旁葡萄串式水窖配置模式 The grape bunchpattern of cellar arrangement model along road 三、旱地土壤集水 節(jié)水技術(shù) 集水面處理技術(shù) （ 1）田面修整：坡降平緩的小集水區(qū)（坡降為 15%為適宜），集存雨水的效果最好，通過(guò)清除坡面上巖石和草木，并把土壤表面壓實(shí)，一般就可以增加降雨徑流量。沿崗坡等高線修筑渠道，可以匯集徑流水，并把徑流水輸入在洼地的坑塘里或引入較低的農(nóng)田。這些簡(jiǎn)單的田間工程，主要問(wèn)題是應(yīng)避免和防止沖刷。所以只有當(dāng)土壤沖刷不嚴(yán)重，又有廉價(jià)的坡地可利用時(shí)，這樣的田地修整，才可以成為很經(jīng)濟(jì)的集存雨水的方法。 （ 2）集雨面的化學(xué)處理：雨水集存使用化學(xué)藥品處理土壤，是一種有前景的措施。一些化學(xué)藥品能封閉土壤孔隙和裂隙使土壤具有斥水性。 鈉鹽能使土壤粘粒分散成小粒，部分的封閉土壤孔隙，這種鹽可是許多含有粘粒土壤增加徑流。 其它較常用斥水化學(xué)藥品有硅酮、膠乳、瀝青和石蠟。 瀝青廉價(jià)、不透水，用噴灑形式進(jìn)行應(yīng)用。在美國(guó)修集水區(qū)時(shí)，先在坡面上清除草木、整平地面，灑用消毒劑、除莠劑，再噴上兩層瀝青，一層用來(lái)封住土壤毛孔，另一層用來(lái)防止風(fēng)化。在適當(dāng)?shù)男逼律?，瀝青集水區(qū)可維持四、五年。近來(lái)采用塑料和玻璃纖維加固瀝青，并采用砂石覆蓋集水區(qū)，效果更佳。 石蠟作為土壤孔隙封閉劑，把顆粒狀的石蠟灑在地面上，在陽(yáng)光下融化，滲入土壤孔隙，形成斥水表面。也可將溶化的石蠟噴灑在地面上。經(jīng)驗(yàn)證明，用石蠟處理