西北干旱区玉米单产能力提升节水方案

摘要：西北干旱区玉米生产面临干旱、土壤贫瘠等限制因素，提升单产与节水至关重要。本文提出了包括旱地玉米全生物降解地膜覆盖节水增效技术、膜下滴灌水肥一体化技术、合理密植与品种选择、土壤改良与保护性耕作、病虫害防治与绿色防控以及智能化农业技术应用在内的综合节水方案，旨在实现玉米单产提升与水资源高效利用。

一、引言

西北干旱区作为我国重要的玉米种植区域，其玉米生产对于保障国家粮食安全具有重要意义。然而，该地区干旱少雨、土壤贫瘠等自然条件严重制约了玉米产量的提升。随着全球气候变化和人口增长，水资源短缺问题日益突出，如何在有限的水资源条件下提高玉米单产，成为西北干旱区玉米生产面临的重要挑战。因此，制定一套科学合理的节水方案，对于提升西北干旱区玉米单产能力、实现农业可持续发展具有紧迫性和必要性。

二、西北干旱区玉米生产现状与问题

西北干旱区玉米生产主要包括陕西、甘肃、宁夏、新疆，以及山西及内蒙西部，常年播种面积在6900万亩左右，占全国面积的12%左右。其中雨养旱作玉米4140万亩，占总面积的60%，可灌溉和补充灌溉面积为2760万亩。单产在345—520公斤/亩，平均单产较全国平均高20公斤左右。然而，该地区玉米生产面临着诸多问题。

从气候条件来看，西北玉米生产60%左右为旱地农业，40%的内陆灌溉区也面临春旱、伏旱的威胁。半干旱及干燥半湿润区，降雨在250—500毫米左右，且降水时空分布差别很大，无效降水频率高，蒸发量比降水量高几倍到几十倍，影响了玉米的出苗和灌浆。土壤因素方面，土壤瘠薄，水土流失严重，保水保肥能力差。品种因素上，现有品种产量、抗逆性和适应性不协调，难以满足玉米全程机械化生产的需求。种植技术虽较为规范，但农户相对贫困，受生产资料涨价影响，投入不均衡，农户和地块之间差异较大。这些问题严重制约了西北干旱区玉米单产能力的提升。

三、节水方案内容

（一）旱地玉米全生物降解地膜覆盖节水增效技术

针对西北干旱区玉米生长发育特征和气候条件，集成创新旱地玉米全生物降解地膜覆盖节水增效技术。该技术选择白色全生物降解地膜，依据全生物降解地膜GB/T20197要求，选择地膜厚度0.01mm、功能期80天左右，最大负荷（纵/横）均在1.5牛顿以上，水蒸气透过量小于800g/（m²·24h），相对生物分解率要大于90%，埋土180天后能够降解。在玉米灌浆期后逐渐降解，玉米机械收获后，可将地面残留秸秆与降解膜全部翻埋土壤中，秸秆和地膜被微生物逐渐降解。

在技术要点上，播前准备要选择地势较平坦、土质肥沃地块，春天解冻后，用旋耕耙耱一体机整地，覆膜前耙耱整平，同时施足有机肥和磷肥。依据全生物降解地膜GB/T20197要求选择地膜，在玉米生育期积温2600—3000℃地区选择中熟品种，在玉米生育期积温<2500℃地区选用中早熟品种。覆膜播种时，依据覆膜机械要求选择相应宽度的地膜，拖拉机牵引覆膜播种一体完成，地表5cm地温稳定通过10—12℃时播种，一般在4月中旬到下旬，选用抗茎腐病、抗倒伏性强的密植品种，一般6.0—8.2万株/hm²。田间管理要科学施肥，种肥同播每亩施纯氮12—16kg、五氧化二磷8—12kg、氯化钾6—8kg，宜施用缓控释肥料，有条件地区建议增施有机肥；及时进行病虫害预防，播后苗前每亩用50%乙草胺·莠去津150ml—180ml兑水50kg地表均匀喷雾，根据病虫害发生情况及时用药防治；优化管理，玉米出苗后及时查苗补苗，在玉米3—4片真叶期间苗，每穴留2株壮苗，高密度种植的要适当喷施玉米专用生长调节剂。适时收获，籽粒收获玉米在籽粒乳熟末期（乳线1/2—2/3位置）到蜡熟前期收获，一般在9月下旬到10月上旬，收获后不捡拾地膜，机械耕翻30cm深，将根茬与膜一起翻入土壤。青贮玉米比籽粒用玉米一般早收20—30天，可根据地上部含水量达到65%—70%收获，收获时留茬高度20—25cm，然后随耕作将地膜与留茬翻入土壤。

该技术已在新疆、甘肃、青海、内蒙古等部分省区进行了示范应用，取得了明显效果。在甘肃镇原、泾川、临夏降解膜技术示范区，旱地籽粒玉米产量达到814.2公斤/亩，和传统PE地膜的847.1公斤/亩基本持平；生物降解地膜翻入土壤150天降解90%以上。

（二）膜下滴灌水肥一体化技术

西北内陆灌区和沿黄灌区春玉米适宜推广玉米膜下滴灌水肥一体化技术，沿黄灌区宜在此基础上推广黄河水直滤滴灌技术，破解黄河水泥沙过滤难题。

在选配品种及科学播种方面，针对灌区气候特点、栽培管理水平等实际情况，选择耐密性好、穗位低、抗倒伏能力强的高产多抗品种。播前种子包衣，提高玉米抗逆性。播种深度一般4—6厘米，大小行播种时，大行距一般70—80厘米，小行距一般30—40厘米。合理增加播种密度，河西灌区、河套灌区等高产地块播种量一般可增加到6500—7000株/亩左右，具体因品种而异。

机械覆膜铺管一体，建议采用具有北斗导航功能的播种机械，一次性完成施肥、播种、铺管、铺膜、压膜、覆土等作业，滴灌带间距90—120厘米，1条滴灌带灌溉2行玉米，大小行播种时滴灌管布置在窄行中间。膜下滴灌建议选用厚度适宜的全生物降解地膜（具体型号因种植模式而异），膜上每2米处覆土，以防跑墒及大风刮破地膜。

灌溉施肥策略上，玉米全生育期一般灌水8—12次，灌水定额每亩约145—320m³。有条件地区在秋翻地时施用腐熟有机肥2—3吨/亩，底肥建议施用玉米配方肥20—30公斤/亩，推荐选用具有保水、生根等作用的功能肥料。强化玉米中后期水肥供给，分别于拔节期、拔节—大喇叭口期、大喇叭口—吐丝期追肥4—5次高氮型水溶肥，吐丝—灌浆期追2—3次中氮高钾型水溶肥，共追氮（N）13—20公斤/亩、磷（P₂O₅）6—10公斤/亩、钾（K₂O）4—10公斤/亩，施肥量可根据土壤地力、目标产量等调整。

控旺防倒防病虫，对于地下害虫严重地块，结合滴出苗水每亩滴施辛硫磷60—80克。膜下滴灌玉米田间小气候较为干燥，应加强叶螨的综合防治，并重点注意玉米螟、黏虫、草地螟的防治。在玉米6—8展叶期喷施控旺剂，控制穗位高度、增粗基部茎节，提高玉米抗倒伏能力。播后苗前封闭除草，减少杂草发生。

（三）合理密植与品种选择

根据西北干旱区的气候和土壤条件，选择耐密性好、穗位低、抗倒伏能力强的高产多抗品种。在旱作区，可根据年降水量确定适水种植密度，用1mm降水种植10株玉米来确定密度大小。同时，合理增加播种密度，河西灌区、河套灌区等高产地块播种量一般可增加到6500—7000株/亩左右。

（四）土壤改良与保护性耕作

推广以深松改土、秸秆还田培肥地力为主的保护性耕作技术，形成良好的土壤环境，提高土壤蓄水、供肥能力。在旱作雨养区，推广以地膜覆盖（膜侧种植、全膜双垄沟播）、秸秆覆盖为主的旱作雨养栽培技术。甘肃省在降雨250—400mm地区采用全膜双垄沟播技术，在干旱条件下仍取得亩产500公斤的高产，说明旱地玉米有很大的增产潜力。

（五）病虫害防治与绿色防控

加强玉米病虫害监测预警，做好绿色防控和统防统治。干旱天气，草地贪夜蛾、粘虫、叶螨、蚜虫和双斑萤叶甲等玉米虫害有可能偏重发生，要加强监测预警，避免气象灾害和生物灾害叠加影响。同时，采用生物防治、物理防治等绿色防控技术，减少化学农药的使用量。

（六）智能化农业技术应用

利用现代信息技术，如物联网、大数据、人工智能等，实现玉米生产的精准化管理。通过传感器实时监测土壤水分、养分含量等环境参数，为玉米生产提供科学依据。采用具有北斗导航功能的播种机械，一次性完成施肥、播种、铺管、铺膜、压膜、覆土等作业，提高生产效率。利用无人机进行病虫害监测和防治，提高防治效果。

四、方案实施效果预期

通过实施上述节水方案，预期在西北干旱区实现玉米单产能力的显著提升。旱地玉米全生物降解地膜覆盖节水增效技术可使旱地玉米产量在保持基本不减产的情况下，实现残膜污染控制与节水培肥目标。膜下滴灌水肥一体化技术可提高水肥利用效率，减少水资源浪费，同时促进玉米生长，提高产量。合理密植与品种选择、土壤改良与保护性耕作等措施将进一步优化玉米生长环境，提高玉米的抗逆性和适应性。病虫害防治与绿色防控、智能化农业技术应用将保障玉米健康生长，减少损失。

五、结论

西北干旱区玉米单产能力提升节水方案对于提高该地区玉米产量、保障国家粮食安全具有重要意义。通过实施旱地玉米全生物降解地膜覆盖节水增效技术、膜下滴灌水肥一体化技术等一系列措施，可实现玉米单产提升与水资源高效利用的双重目标。未来，应继续加强科技创新，不断完善节水方案，提高玉米生产的科技含量和可持续发展能力。同时，应加强政策支持和资金投入，推动节水方案在西北干旱区的广泛应用和推广，为保障国家粮食安全和农业可持续发展做出更大贡献。