玉米抗旱技術措施概述

劉瀏

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

關鍵詞：玉米；抗旱；產量；蓄水保墑

中圖分類號：S513 文獻標識碼：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，其他濕潤、半濕潤地區也常遇到周期性、季節性和難以預期的干旱，給農業生產帶來巨大損失。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%。干旱可使玉米產量降低25%～30%，是影響我國干旱與半干旱地區玉米生長發育和產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。通過采用適當的栽培技術、耕種方法、化控技術和抗旱品種，能有效降低干旱帶來的產量損失。

提高旱地玉米的生產力和減輕階段性干旱的損失可基于以下思路：1） 改造或改善水環境，使之適應玉米生長發育的需要。2） 改造或改良玉米品種和大田植株，使之適應不良的水環境。具體來講，一是減少干旱發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境的適應性。

1 提高土壤蓄水保墑能力

在干旱、半干旱地區及其它地區的干旱季節，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 傳統耕作蓄水保墑

人們在與自然界長期斗爭的過程中，發現了許多有效的抗旱耕作措施。我國古代十分重視耕后細耙和鎮壓的保墑抗旱作用。金元時代成書《種蒔直說》指出：“古農法犁一擺，擺功到，土細又實，六根在細實土中，又碾過，根土相著，自耐旱。”傳統的抗旱耕作措施主要有深耕、耙耱、鎮壓、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）、三墑整地法（耙耱保墑、鎮壓提墑和淺耕塌墑，太行山區）、四早三多耕作法（早滅茬、早深耕、早細犁、早帶耙、多粗犁、多細犁和多耙地，山西省聞喜黃土丘陵地區）、砂田耕作法（甘肅省中部地區）、海綿田耕作法（太行山區的土石山區和大寨）和深松耕法。這些傳統措施只要因地制宜，運用得當，就會在旱年產生明顯的增產效果。深松耕法有利于蓄水保墑、根系下扎和土壤有機質積累，可在土層深厚的旱地農田中推廣應用。從飽受旱災之苦的吉林、山東的玉米生產調查來看，受災程度與土壤耕層的深淺及土地的肥沃程度密切相關，加強土壤耕作管理，特別是深松深耕及培肥土壤，是確保玉米生產長期高產穩產的有效措施。

1.2 增施有機肥培肥土壤

土壤有機質是形成土壤良好結構和耕性的重要因素，其膠結是形成水穩性團聚體的主導因素，腐殖質含水量高且多，與粘粒緊密結合形成水穩性高的團聚體。有機質含量影響土壤的粘結性和粘著性，并通過表面積和分散度影響土壤的可塑性。具有良好結構和耕性的土壤在作物生長季節具有較強的蓄水能力，可蓄納較多的天然降水，減少土壤蒸發。同時，有機質也是重要的土壤營養庫。土壤有機膠體復合物具有強大的吸附能力，可吸附和保持大量的營養成分，尤其是吸附的有機小分子化合物和代化性的無機礦質元素，可迅速被植株利用，維持土壤供肥能力。山西近年提出的“有機旱作農業”就是基于土壤有機質的這種高蓄納、少損失、高供肥特點，以肥（主要是有機肥）調水，大大提高旱地的生產力。

1.3 免耕和秸稈覆蓋

采用作物副產品——作物秸稈覆蓋地面，可減少高強度降水的地面徑流，增加土壤納水蓄水能力，減少地面水分無效蒸發，改良土壤結構，增加土壤養分，促進根系發育，從而減輕植株的干旱脅迫強度，增強植株的耐旱性。

由于旱地秸稈全地面覆蓋的農事操作難度較大，因此山西農科院研究了免耕整株玉米和高粱秸稈半覆蓋技術，該技術省時省工、簡單易行，經濟效益顯著。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。免耕半覆蓋技術可改善土壤結構，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，提高干旱環境下土壤的含水量，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量，而且隨免耕整株秸稈半覆蓋年限的增加，增產幅度隨之提高。

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土層低于傳統耕作2 ℃，10 cm以下地溫接近傳統耕作；6月下旬以后，地溫與傳統耕作才基本相同。

1.4 地膜覆蓋技術

在甘肅河西地區，早霜使增產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，甘肅農科院糧作所研究了條狀地膜覆蓋和全地面地膜覆蓋技術，具有明顯的節水增產效果。研究表明：在玉米拔節期以前，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，分別比條膜覆蓋和露地降低11.3%和17.5%，棵間蒸發（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，促進玉米發育，使物候期明顯提前，避免早霜危害。試驗結果表明，全膜覆蓋比條膜覆蓋和露地分別增產13.9%和26.5%。條膜覆蓋具有明顯的抗旱增產效果，而且不揭膜的比中間揭膜的抗旱效果明顯。

2 選用節水模式

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

6000 kg/hm2。合理利用降水和地下水，大力發展水養農業，巧用天上水和地下水，是穩定提高土地玉米生產力的關鍵。

3 改善旱地作物營養狀況

施肥培肥，提高土地肥力，改善土壤養分狀況，是旱地農作物增產的基本保證。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的抗旱性與某些營養在干旱下對作物仍有相對充足供應有關。我國北方大多數旱地肥料投入少，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出、低投入特別是有機肥的低投入，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肥，可改善營養供應、促進作物根系下扎，從而起到以肥調水、肥水相濟的作用。

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

4 調整作物播期及布局

對周期性和階段性干旱地區，適當調整播期，使作物的生長發育或其水分臨界期避開干旱期，可大大提高作物的生產力。干旱常導致玉米花期不遇，此時人工授粉可大幅度減少災害損失。在干旱和半干旱地區，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。中國農業科學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，表現出了相當高的抗旱性。戴俊英等根據干旱下玉米品種的產量表現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品種，在干旱下仍有較高的絕對產量；2） 在特定的干旱環境下進行專門的抗旱育種；3）運用抗旱品種形態生理特征，在幼苗期大量篩選抗旱品種和材料；4）在逆境脅迫環境和正常生長條件下穿梭育種，以選育高產高抗穩產的品種。

值得注意的是，雖然某些高產品種在干旱環境下仍保持較高的產量，但品質卻很差，加工及食用性能不好，營養價值較低。因此在脅迫育種特別是在穿梭育種中，應特別注意品質的選擇。近年來，干旱誘導蛋白的研究引起人們的廣泛關注，但對抗旱基因及其表達知之甚少，利用調控抗旱基因表達和基因克隆來提高玉米的抗旱性，還需進行長時間的研究。

6 增強抗旱鍛煉

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。通過一定的輕度預脅迫處理，使作物產生適應未來干旱環境的形態和內在生理生化變化的反應，稱之為抗旱鍛煉。根據鍛煉時期的不同，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，已被廣泛應用于小麥、水稻、玉米等作物生產中。玉米苗期適當干旱，可促進根系深扎，擴大吸水范圍，增強葉片的持水保水能力，提高植株耐旱力。蘇聯學者金杰里于20世紀50年代提出了播前鍛煉的方法，經過幾十年的研究和實踐，該法在我國的增產幅度可達10%～15%，但效果不穩定。

根據處理方式的不同，種子鍛煉可分為化學鍛煉和物理鍛煉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，均可增強幼苗的抗旱性。種子的化學鍛煉主要是應用化學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，具有較好的發展前景。

參考文獻

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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