农业抗旱技术措施有很多，有劳动人民长期在抗旱实践中积累的丰富的抗旱经验所形成一整套传统的抗旱技术措施，也有科技工作者研究开发出的一批先进的农业抗旱技术措施，还有从国外引进的一些先进技术。这些措施有的属于工程方面，有的属于农业栽培管理方面，有的属于物理措施，有的属于生物措施，有的属于化学措施。
（第一节）农业抗旱的理论基础
一、土壤水及运动
农业干旱的实质就是作物体内缺水，因此防御农业干旱的目的就是使作物体内水状况得到正常维持，以减少或避免干旱的不利影响。作物体内的水是由根从土壤中吸取的，而土壤中的水来自于大气降水和地下水，在旱作农业地区，降水是最为重要的水源，自然降水的有效利用是作为防旱抗旱的基本措施。对于一个地区来说，特别是在降水季节和空间分布明显不均的地区，降水的有效利用不仅与土壤的入渗性能和保水性能有关，而且与人为调蓄措施也有关。如在地表水缺少地区，可通过雨水集流系统贮积、提高降水的有效利用；在干旱地区和半干旱地区，将各种防旱抗旱措施综合应用，降水的利用效率会大大提高。
土壤能聚集、贮存和释放水供植物利用。但并非所有土壤都能以对植物生长最佳的方式完成上述三种功能，具体土壤性质决定每一种土壤达到最佳水土关系的能力。水通过土壤表层进入土壤内的过程叫入渗，它是降水利用中的一个调节过程。从农业防旱抗旱的角度出发，希望入渗达到最大，使入渗达到最大的关键是使畅通的表面孔隙增加到最大限度，因此影响土壤孔隙度的土壤质地、结构、团粒稳定度、有机质和耕作等因素对入渗有影响。除土壤质地外，所有上述因素都与耕作措施有关。因此，入渗量的大小与土壤管理和使用有密切关系。影响土壤水关系的土壤质地是通过对表土孔径的作用来影响入渗，沙质土壤含有大量大孔隙，入渗率高。黏质土壤具有一定程度的初始入渗率，但有很低的最后入渗率。表层土壤的团粒和团块结构是需求的理想结构，它能促进空气和水关系达到最佳程度。沙土极少成团粒结构，粉质和黏质土壤虽然一般呈团粒状，但在耕作时由于破坏了团粒的结合性，所以耕作的土壤大多只存有微弱的团粒结构或无结构（大块结构）。表土为低团粒稳定度的土壤湿时粘闭，接着干燥就形成结皮，使土壤入渗率大大降低。耕作能改变土壤表面粗糙度和产生更多的表土大孔隙，有利于入渗率的提高，但这种作用在一场较大的雨后就丧失了。由于耕作能降低团粒稳定度，易使土壤团聚体分散、黏团和结皮，所以耕作的长期效应是降低入渗，这是少耕和免耕的原理之一。有机质对土壤的入渗过程有很大影响，有植被的土壤维护了团粒稳定度，其入渗能力为裸土的两倍。作物残茬长期保留在土壤表面，可避免表土黏团和结皮。腐殖质含量多的土壤，其团粒稳定度和孔隙度有利于渗透率的提高。
土壤性质的非均一性，对于水的再分布有影响。土壤分层越多，对水流的阻滞就越大。因此打通紧实的犁底层有利于雨水的下渗，增加土壤水的水量和地下水的水量，同时也有利于根的下扎。
土壤水状况不仅取决于入渗，入渗率高不一定土壤蓄水就多，还要看土壤的保水性能。水入渗后，受到重力、蒸发、植物吸收和土壤贮存等作用，导致水在整个土壤剖面运动。通过土壤的水流取决于土壤导水率和驱动力。
土壤水运动的中心是贮存和释放水供植物利用。所谓贮存，包含防止水流到根层以下的渗漏损失、蒸发以及消耗于不合理的生长。不同土壤有不同的贮存和释放水的能力，其能力的大小一般用其可能的植物有效供水量来衡量，所谓有效供水量是指土壤保持的田间持水量至凋萎湿度的水量。不同土壤保持的有效水量是不同的。在同一水势下，质地较细的黏土保持的有效水量比质地粗的沙土要多。植物从细质地土壤吸等量有效水要比从粗质地土壤消耗更多的能量。
二、水分利用效率
在干旱情况下，充分提高水的利用效率是防旱抗旱的重要问题。农业上的水利用效率表达式为
WUE=Y/Wc
式中，Y为作物经济产量或生物量；Wc是耗水量，对于进入农田的土壤水来说Wc等于蒸散量，则可写成
WUE=Y/ET=（Y/T）×（T/ET）
式中，T为作物蒸腾量；Y/T为蒸腾效率，也称作物水利用效率；T/ET是蒸腾与蒸散比，称为土壤水利用指数。
可见从土壤到产量形成的水利用由三部分组成，即蒸腾耗水与土壤水总量之比值，蒸腾水转化为生物量的效率和经济产量占总生物量的比重。因此提高土壤水的利用效率应尽量减少土壤生
态耗水，适当增加生理耗水的比例，提高生理耗水转化成生物量和经济产量的能力。这与土壤、作物有关，也与大气环境有关。在水资源有限的地区，水通过植株部分多，生物量就高；水的利用效率越高，生物量也就越高。由此可以认为，水分利用效率和生物产量是判定在干旱气候条件下种植作物是否成功的重要指标。
三、作物的抗旱性
长期干旱天气是否影响与产量有关的生理形态过程，归根结底是否影响产量本身，这不仅取决于干旱天气发生的时期与作物生命周期的关系和根层土壤含水量，并且也取决于植物本身的抗旱性。作物抗旱性一般可分为三类。第一类是逃避干旱，即在严重植物水胁迫发生前，作物就完成其生命周期。第二类是高植物水状态下的抗旱性，即作物保持高植物水状态以忍受长期干旱的能力。第三类是低植物水状态下的抗旱性，即作物忍受长期干旱和忍受低组织含水量的能力。
在逃避干旱方面，作物有两种特性，一是加速物候发育，二是发育的可逆性。在作物生长的某个过程中，当干旱加强时，则早熟作物品种产量高。
在经常干旱的地区，应用作物逃避干旱特性培育抗旱品种无疑是重要的。植物在高水分状态下的耐旱性是指植物通过防止水分损失或保持对植物的供水来忍耐周期性干旱，并维持植物高水分状态。作物通过关闭气孔和通过主动、被动的叶片运动、增大短被绒毛或增强蜡质减少辐射吸收来降低蒸腾等。作物在高水分状态下耐旱的另一种机制是保持吸水速率。这主要通过多而深的根系和通过植株内的水流阻力降低。植物低水分状态下的耐旱性主要是因为植物的一些生理生化过程和形态过程对叶膨压敏感，在缺水时只要保持膨压就能使植物保持生理功能。当叶水势下降时，膨压能部分或全部由渗透调节来保持，或者由增强弹性和减小细胞大小来保持，这些耐旱特征可称为推迟脱水特性。不同作物在严重脱水下生存和恢复能力是不同的，细胞结构、原生质组成、黏滞度或者酶活度的差异使植物耐脱水性不同。此外，细胞壁对水的保持也是重要的。作物在严重水胁迫下即使能存活下来，其产量也是很低的。可见作物的耐脱水性对作物的生存作用是很重要的。
通过以上作物抗旱性的阐述，我们可以说，缺水是干旱的一个重要条件，但不是绝对条件，作物的遗传性对干旱条件的适应会减轻或避免干旱。
（第二节）干旱农业概念
一、干旱农业概念
我们习惯把耕地划分为水田、水浇地和旱地，农业科学也相应地研究水田农业、灌溉农业和旱地农业。旱地是指除水田和水浇地以外的耕地，旱地农业就是在不能进行常规灌溉的耕地上从事的种植业：包括干旱和半干旱地区以外的旱地，也包括采用特殊灌溉方式（地下渗灌、滴灌）的耕地。在众多的农业书籍中，旱地农业也称为：干旱农业、旱作农业、旱农栽培、有机旱作农业。它们是指在干旱、半干旱地区，即在年降水量250~800毫米之间的地区，不靠灌溉，主要利用天然降水，通过建立合理的旱地农业结构和采取一系列旱作农业技术措施，不断提高地力和天然降水的有效利用率，实现农业稳产高产，使农、林、牧综合发展的农业。
旱地农业也叫非灌溉农业，它是在地多水少，地表水资源充足，地下水资源短缺，或地形丘陵起伏，发展灌溉农业有困难的地区，充分利用天然降水。遵循生态学原理，适应生态环境，符合生态规律，维护生态平衡，以建立一个合理的高效能生态系统为目标，采用抗旱农业技术从事农作物生产。实施的基本原理是：尽可能多的蓄积天然降水，控制地面水分蒸发和作物蒸腾作用，高效经济地利用水分。保持农业生产过程中能量转换和物质循环的有序状态，从经济实效出发，不强求搞昂贵的灌溉农业，追求稳产高产途径，也是现阶段干旱地区发展农业最优化之路。
二、我国干旱农业现状及问题
我国干旱半干旱地区约占国土面积的52.5%，土地资源丰富，光热充足，但因为干旱少雨，植被覆盖度差，沙化及水土流失重，生态环境脆弱，水分胁迫和土壤贫瘠严重威胁农业生产发展。
（一）自然资源利用不合理，农、林、牧比例失调，生态环境恶化
过去没有严格遵循利用自然保护自然，按比例发展农、林、牧各业的原则，片面强调以粮为纲，用开垦草坡扩大耕地面积的方式提高粮食总产，因而更加剧了生态不平衡。大规模开荒使草场减少，本来已经超载的草场负担更重，加速了草场退化，导致畜牧业生产严重下降，土地沙化、碱化，恶化了整个农业生产的环境条件。西北的黄土丘陵沟壑区，原来是森林草原，目前林地面积只占6.3%。林草遭到严重破坏，不仅削弱了农牧业的防护条件，而且造成严重的水蚀和风蚀，破坏了土地资源。
（二）经营粗放，农业现代化程度不高，生产水平低
由于过垦，许多远地和陡坡地施不上肥，加上扩大粮田，使原有的休闲、轮作倒茬面积缩小，形成了粗放的掠夺式经营。对土地只取不予或少予，使耕地愈种愈瘠薄，亩产只有100千克上下。
林业上主要问题是树种选择不当，品种单一，重造轻管，缺乏抚育更新；林木的成活率、保存率普遍不高，直接的经济效益很低。畜牧业除役畜外，牛羊多为四季游牧，牧舍饲料所占比重很小，加上片面强调存栏数，使草场严重超载。牲畜很少当年屠宰，饲草报酬低，经济效益和商品率也低；还因冬春缺草，加上风雪等灾害而大量死亡，这种秋肥、冬瘦、春死的现象普遍存在。
（三）人民生活贫困，再生产能力低
由于生产水平较低，干旱地区群众生活仍较贫困，吃反销粮，花救济款，许多贫困地区无力对土地进行投资，使土地越发贫瘠，生产更上不去，又导致燃料、饲料、肥料三料不足，进入恶性循环。
三、干旱农业发展原则
发展旱地农业单靠种植业传统的经营方式不行，从长远看，农林牧业都要实行现代化，而当前必须以提高自然降水利用率为中心。要以培肥地力为突破口，在提高单位面积产量，保证粮食自给的基础上，逐步退耕还牧还林，改变生态环境，走综合发展旱地大农业的道路。
（一）合理调整农、林、牧结构和各业内部的比例关系，种草种树、改善生态、兴牧促农
1.充分认识当地的自然特点，宜农则农，宜牧则牧，宜林则林。总的原则，应该是建立自给性农业，商品化畜牧业，保护性林业。在可能的范围内，都应综合经营农、林、牧各业；要有一定面积的林、草来保护生态，但比例不应过大。纯农区应以种植业为主，兼营牧、林业；半农半牧区应以农牧并重，但以牧业更为重要；纯牧区当然是以牧为主，但也要种植牧草，搞集约化经营，不能完全靠天养畜。
在年降雨量不足400毫米的干旱地区，大面积造林不适宜，特别是在山坡、山顶上造林很难成活。这类地区常因地形不同而形成雨量的再分配，在土壤含水量较高，蒸发量少的局部地区如沟岔、川滩、阴坡、四旁等地种树；在其他地区种草和灌木效果更好。
2.要算细账，把结构比例的确定建立在科学切实可行的基础上，要科学论证。种植业应精耕细作，提高单产，以达到自给为原则。林业要充分考虑当地自然特点和林木的立地条件；牧业不能单纯追求头数，要以草定畜，提高饲养水平和商品率。
3.要兼顾当前和长远，逐步调整；要定出当前和长远的规划，当前应努力增加农田投入，走少种高产之路。在提高单产保证总产的前提下退耕种草植树，逐步调整生产结构。
（二）农、林、牧各业都必须注重经济效益
在半干旱地区不宜多种用材林，而应多种经济林、薪炭林、种植灌木沙棘，既可防风、固沙、护坡，果实又可制造饮料，投资少而收人多。在树种的选择与搭配上，应以易成活、抗旱耐瘠的为主；在降水量少的地方，种植杨树不易成活成林，长成“小老头”树，经济效益低。
（三）认真搞好农田基本建设，改善旱地生态条件，提高单位面积产量
西北沟壑纵横的黄土高原，坡耕地占70%以上；水土流失严重，土壤干旱贫瘠，影响光、热、水资源的利用和耕作技术的效果，是提高作物产量的主要限制因素。搞好农田基本建设是少种高产的重要途径，但要因地制宜，形式多样；把工程措施和生物措施结合起来。要争取建设有一定数量的防旱抗旱保收基本农田，就可以基本上解决温饱问题。
（四）把传统经验与现代科学技术结合起来，推广当前行之有效的增产措施
群众有很好的抗旱经验，如草田轮作、粮草间作、粮豆轮作、带状种植、休闲与绿肥压青等，都应纳入抗旱农业的技术系列；在干、半干旱地区推广新的农业技术措施。应注意旱区特点，不可照搬灌溉农业区的一套做法。如施化肥用作底肥或种肥一次施入，增产效果比用作追肥要大得多。
（五）开展多种经营治穷致富
多种经营包括产品种类的多样化及丰富多样的产后深加工两方面；要充分发掘当地的资源优势，广开门路，疏通渠道。要由单纯抓种植业这一层次，扩大到大农业生产的第二层次，以及农工商、产供销的第三层次。如在庭院内种草养畜增加收入，办起饲料加工厂，把豆类纳入混合饲料成分中，不仅解决了豆类的销路，又增加饲料的营养成分。饲料加工业的兴起，将使畜牧业的传统经营方式发生深刻的变革。
（第三节）干旱农业技术研究概况
干旱农业是指在干旱、半干旱地区从事的农业活动，在不能进行常规灌溉的旱地上从事的种植业。研究的主要问题是在干旱、半干旱地区，从事农业生产的基本理论及农业技术，是为抗旱农业生产稳产高产服务的一门农业综合性技术学科。
一、干旱农业技术研究的主要课题