山西壽陽溝川壩地旱地玉米寬覆膜技術應用模式，利用地膜覆蓋有效解決了溝川壩地苗期低溫天氣影響，最大限度保水，增加玉米種植密度，實現增產增效。　周懷平　攝

我國是世界上嚴重干旱缺水的國家之一，旱地農業主要分布在秦嶺、淮河及昆侖山以北的廣大北方地區，涉及16個省（自治區、直轄市），國土面積和耕地面積均超過全國的一半，其中超過65％的耕地沒有灌溉條件。近日，在旱地農業創新發展報告會上，中國農業科學院副院長、旱地農業學科首席梅旭榮介紹說，隨著我國在西北、華北和東北等干旱缺水地區支持示范推廣旱地節水農業技術，大力推廣覆蓋保摘、水肥一體化、集雨補灌、測墑節灌、耕作保墑等技術，旱地農業從被動抗旱逐步走向主動避旱。

“如果建立一種能適應干旱變化的種植制度，并匹配相應的抗旱適水栽培技術，該多好。這樣可以保證作物不受天氣變化的影響而減產，農民有個好收成不餓肚子。”30年前，梅旭榮懷著這個美好的愿望開始了旱地農業研究。

旱地農業是我國農業的重要生產方式。我國北方旱地農業區提供了全國58％的糧食（包含灌溉）和75％以上的牛羊肉，但也聚集了80％以上的貧困人口和70％以上的生態脆弱區，加強科技創新推動旱地農業發展對保障國家食物安全、生態安全和消除貧困都意義重大。“完全依靠自然降水進行生產的農業，叫作旱作農業，和它相對的概念是灌溉農業，所以，旱作農業包括全部不進行澆灌的農業生產。這其中，在降水量入不敷出的干旱、半干旱地區則叫作旱地農業，也就是在干旱、半干旱的耕地上進行的旱作農業。”梅旭榮如此解釋，“要做好旱地農業，首先了解它，摸清規律。”

我國旱地農業技術研究，起步于20世紀80年代初、“六五”計劃時期。整個“六五”計劃時期，我國主要對北方旱地做了類型分區工作，對整個北方旱農區的資源稟賦做了摸底。到“七五”計劃時期，則開始實施中低產田改造提升工作，這個工作一直持續到“九五”時期，也就是20世紀末，改造提升的中低產田包括當時的三江平原、黃淮海、南方旱區、黃土高原和北方旱區等。

“我們做的工作，一是查明了北方旱地自然降水利用的狀況，二是查明了主要農作物生產潛力的開發程度。”梅旭榮說。研究發現，北方旱地主要作物種植北移西擴1-2個經緯度，作物種植、生育期變化與降水減少、干旱頻發重發多因素互作，作物降水滿足率降低超過5個百分點。旱地地表覆蓋、秸稈還田、深松耕等技術提高水分利用效率程度與降水密切相關，提升效應最優的降水區間為年降水量450-550毫米的旱農區。據此明確了玉米、小麥、谷子、花生、大豆、馬鈴薯等作物在不同旱地類型區的適水配置優先序，也為科學布局種植結構并匹配適宜的節水栽培技術提供了科學依據。

針對北方旱地農業的共性問題，研發團隊創新了集雨覆蓋抗旱、秸稈適水還田、適水間作等關鍵技術，引選、培育了與關鍵技術相配套的抗旱豐產作物品種70多個；研制了種子包衣劑、保水劑、土壤結構調理劑和全生物降解地膜、智慧灌溉施肥系統、壟膜溝植播種機、秸稈間隔條帶還田機和深松聯合整地機等產品和裝備。

旱地農業技術創新已在多地結出累累碩果。不同的模式具有不同的旱地農業技術體系，適應不同環境的旱地種植。我國已走出了五種旱地農業區域發展典型模式。

以山西壽陽模式為代表，針對華北山地丘陵區種植結構單一、種養分離、生產效益低下等問題，提出了旱作農田玉米秸稈適水還田深施肥技術模式，包括“溝川壩地玉米秸稈秋季全量直接還田技術”“垣坪旱地玉米秸稈秋冬覆蓋春還田技術”。采用該模式，可以實現玉米增產10％-25％。

以遼寧阜新模式為代表，針對東北風沙半干旱區熱量不足、水資源匱乏、耕地質量退化等問題，提出了農田立體防蝕增效理念，構建了地上、地表、地下立體調控技術系統。2010年以來，東北風沙半干旱區連續多年發生干旱現象，本項技術成果的大面積推廣應用，使農田水分利用效率提高14％-19％，有效抵御了旱災發生，保障了糧食穩產。

以河北衡水模式為代表，針對華北地區水資源短缺、降水不能滿足現行的主要種植制度、地下水嚴重超采等問題，提出了冬小麥兩水高產高效栽培技術，以冬小麥水分生產率最大化而非產量最大化為目標，其核心是減少一次灌水，由冬小麥正常生產的三水灌溉改為二水灌溉。

以甘肅鎮原模式為代表，針對西北旱塬半干旱區水土流失嚴重、降水利用難度大等問題，創新旱地玉米秋覆膜和壟溝覆膜集雨種植技術，解決了春季干旱少雨無法如期播種或播種出苗難的問題，增產20％-30％；集成創新了夏休閑期覆膜和全膜覆土穴播冬小麥豐產技術，增產40％；研發旱作地膜玉米密植增產全程機械化種植體系，提出以水定密、以密定水適水種植技術。

以內蒙古武川模式為代表，針對內蒙古旱作區干旱少雨水資源短缺、水分利用效率低、農田風蝕沙化嚴重、土壤保水性差等突出問題，依托武川試驗區開展聚水保土技術研究，形成了生物籬柔性防風、帶狀留茬間作和半干旱偏旱區田間集雨與節水三個技術體系，通過在四大主要作物上進行規范化示范應用，提高降水利用率8個百分點以上，水分利用效率0.15千克/毫米/畝以上和減少水土流失30％以上。

“十三五”期間，隨著旱地農業科技的發展，我國北方抗旱節水小麥品種覆蓋率提高到40％以上，旱地試驗示范田降水利用系數提高到0.70以上，噸糧耗水從844立方米下降到813立方米。

水是生命之源，也是農業的命脈。旱地農業，沒有灌溉水源，盡可能地提高對自然降水的利用率是關鍵技術之一。我國旱地農業中的自然降水利用率是多少呢？2000年這一數據是56％，到了2020年則提升到了65％，提高了9個百分點，這相當于多了近500億立方米的水。而在旱地農業的典型示范區中，甚至可以達到70％以上，遠比全球平均利用率的50％要高得多，其背后是一系列旱地農業技術的應用。

旱地農業也亟須從深度節水和極限節水等方向開展科研攻關。再如小麥，我國小麥平均耗水量是900-1000立方米左右，但極限節水，可以降到噸糧耗水400-500立方米，可挖掘的潛力仍然很大。農業是用水大戶，甚至是第一用水大戶。其中，節水對提高農業生產效率意義重大。

同樣，生產潛力也有可挖掘的空間。當前，我國對抗旱作物遺傳潛力的挖掘還不夠，抗旱作物的單產潛力，目前開發程度是45％，但可行的合理開發程度是65％，這中間的20％，每提升一個百分點，都需要科技作出巨大的努力。

梅旭榮認為，未來旱地農業技術攻關的重點和難題，在于高產和生態保護的平衡，“在糧食生產優勢區，深挖潛力、提高單產、穩定總產能的同時，騰出空間，發展旱農地區的生物多樣性、保護旱農區的生態環境，是未來整個旱地農業需要重點關注的技術區域性難題。”