蒋高明 郭立月

    在半干旱区开展传统农业耕作方式导致土地严重退化，这是因为草原原本是不适合耕作的，而是传统的畜牧区。要修复草原，发挥草原生态屏障作用，一方面要开展退耕还牧试点，另一方面要发展有机雨养农业，尽量不动用地下水而提高经济价值。在半干旱区，改变当地传统生产方式，提高单位土地面积产出是解决该问题的重要途径。鉴于此，美国大自然保护协会与本团队合作，于 2012～2014年在内蒙古开展了半干旱区有机农业生产关键技术研发项目，旨在通过严谨的科学试验设计，探讨生态修复与经济发展相平衡的高效生态旱作生产方式。科研人员通过设计、指导、监测和结果评估，与内蒙古和盛生态育林有限公司合作开展生态旱作农业试验示范工程，开发了土壤生物碳改良、有机肥合理施用、农林废弃物综合利用、生态防虫与除草、节水农艺、种养结合等生态旱作雨养农业技术体系。

研究发现，在半干旱区采取用生物碳截获雨水，可保持土壤墒情，延缓干旱。该成果是在有机模式下实现的，即利用有机肥替代化肥，用物理＋生物方法替代农药，生产有机食品。见表 3-1，玉米收获后 0～120 厘米土层土壤质量含水量基本上较播种前出现下降，因为进入旱季，而施用生物碳有一定的缓解作用，含水量下降 20.9%，而未施生物碳的处理下降了 21.5%。从其土层表现来看，在种植前后与收获前后，施入生物碳处理的土壤含水量大体上高于未施入生物碳处理，可见施用生物碳有一定的保墒效果。

项目区 0～40 厘米耕作层土壤种植前及收获期间均属于重旱或极旱水平，除了施用生物碳，还需应用其他旱作技术，如纳雨蓄墒、深松蓄墒、垄盖沟播、梯田保墒、秸秆覆盖等，从而实现“蓄水保墒、高效用水”的目标。

试验区位于内蒙古半干旱区，水资源缺乏是限制当地农业生产力发展的重要因素。施用生物碳在一定程度上降低了作物播种至收获期间土壤质量含水量的下降幅度。为进一步改善土壤墒情，提高产出，在不利用地下水的前提下，仍需要采用一些辅助措施将雨水利用效率最大化。采取的其他主要措施有：①纳雨蓄墒，即作物收获后及时深耕灭茬，耕后立土晒垡，以便熟化土壤和拦截径流；②深松蓄墒，即作物收获后及时深松不翻土，深松机深松一般需达到 30～35 厘米，播前再旋耕一次，然后耙平。深松蓄墒和纳雨蓄墒可隔年交替使用；③秸秆覆盖技术，即通过收割机对作物秸秆高茬收割（留茬高度为 30 厘米左右），粉碎的秸秆均匀铺撒地表，高留茬利于固定碎秆，并和碎秆交织形成拦水网络，在多风地块，秸秆覆盖后用石磙碾压 1～2 次，使秸秆紧贴地表；④在选用以上旱作技术的同时，选择抗旱品种。