我国西部光热资源丰富，光温生产潜力大，但降水少而季节分配不均，因而严重限制作物产量的提高。旱地作物水分来源于有限的降水，如何充分接纳降水，合理利用土壤水分资源，是保证和提高旱地农业生产水平的关键。特别是西北黄土高原深厚疏松的土体，像巨大的蓄水库，若能充分地利用好，使它具有保蓄水分和对作物供水的调节功能，对干旱、半干旱地区由于降水年际和季节间分配不均造成的大气干旱能起到有效的缓解作用。
抗旱耕作技术措施主要提高土壤的蓄水保水能力，促进作物根系发育及植株生长，以及肥料的高效利用，从而达到增产增效的目的。抗旱农业生产中经常采用的耕作技术措施有以下几种：
一、深翻耕
深翻耕一般用有壁犁进行。
1.深耕能增加雨水的入渗速度和数量，提高农田的耐旱能力，使土壤持水量增加2%~7%。
2.深耕可以打破犁底层，创造深厚的耕作层，促进土壤熟化，增厚活土层，使土壤容重降低0.1~0.2，非毛孔隙率增加3%~5%，从而促进作物的根系发育。深耕34厘米的田块，小麦根系可下扎到150厘米深，而浅耕17厘米的田块，小麦根系仅下扎90厘米深。
3.深耕可以促进根系对土壤肥料的吸收，从而促进植株生长。秋耕地的土壤水解氮含量较未秋耕地高6.8毫克/千克。另有资料表明深耕可以促进根系利用下层土壤的磷素。
深翻耕需要掌握好时间，才能送到最佳效果，一般要与当地雨季的来临相吻合，以便充分接纳降水。伏前深耕的麦田，次年小麦每公顷产3900千克，头伏深耕的每公顷产3375千克，中伏深耕的每公顷产3150千克，三伏深耕的每公顷产2640千克，而伏后深耕的每公顷仅产2400千克，伏前比伏后深耕的亩产增加62.4%。这也证明了“头伏耕地一碗水，二伏耕地半碗水，三伏耕地碗底水”这一传统经验是符合我国干旱农田耕作的。因此，伏深耕要早，早则能将伏雨储入土壤之中。若地多一时耕不过来，可先进行浅耕灭茬或耙地灭茬，打破地表，增加降雨入渗。
至于秋季的深耕时间，一般宜于秋作物收后抓紧时间进行，秋耕的时间不同，对土壤蓄水量的影响也很大。秋作物收后应尽早翻耕，以减少地表蒸发，同时也可接纳部分秋季降水。此外，农田一般不宜板茬越冬，均应争取当年进行秋深耕。
至于春耕，一般宜早不宜迟，宜浅不且深，早而浅则失墒少，迟而深则失墒多。
深耕深度宜把握有度。据西北农业大学1982~1984年在陕西澄城试验结果比较来看，深耕比浅耕增产，但由于投资成本的制约，绝不是愈深愈好，一般以20~22厘米为宜，深者也可加至25厘米左右，以遇上一次日降水量40~50毫米而不产生严重径流为宜。在夏秋季无暴雨的地区，宜浅一些，以减少表层浮墒的蒸发损失，同时可降低耕作成本。此外，沙土地通透性好，雨水一般下渗较快，则无需进行深耕。
二、深松耕
深松耕是用无壁犁或松土铲只疏松土层而不翻转土层的一种耕作方式。前述的深翻耕虽可消灭杂草，翻埋肥料、秸秆及减少病虫害等，但翻耕过程中亦散失大量的土壤水分，尤其在干旱、半干旱地区，这是很不利的。此外深翻耕所消耗的牵引力较大，工作效率较低，不利于抢墒及时播种。深松耕虽可克服这些缺点，但却不能翻埋肥料、杂草、秸秆及减少病虫害。为了克服这一缺点，常在深松之后再进行一次旋耕作业。深松耕目前主要有以下两种常用方式。
1.全面深松
应用深松犁全面松土，深松后耕层呈比较均匀的疏松状。此种方式所需动力较大，适于配合农田基本建设，改造耕层浅的黏质硬土。
2.局部深松
应用齿杆，凿形铲或铧形铲进行松土与不松土相间隔的局部松土，松后地面呈疏松带与紧实带相间存在的状态。疏松带有利于降雨入渗，增加土壤水分，并且利于雨后土壤的通气及好气性微生物的活动，促进土壤养分的有效化；紧实带同时可阻止已渗入耕层的水分沿犁底层在耕层内向坡下移动。因此，局部深松有明显的蓄水保墒增产效果。据宁夏固原县示范观测结果，深松30厘米打破犁底层后，一船30~60厘米土壤中的储水量比对照多8.6%~30.1%，平均相当全年多蓄水80毫米左右，或相当于每公顷多灌一次800立方米的水，深松地玉米较平翻后种植的玉米增产18.7%。
局部深松可在播种前的休闲地上进行，也可在播种后苗高20~30厘米时的行间进行。
三、中耕保墒
前述两种方法以增加土壤蓄水能力为主要目的，而中耕浅耙则能有效地切断土壤毛细管，在耕层表层形成千土层，减少土壤的蒸发。冬前在小麦分蘖期间中耕处理的，0~60厘米土层内的土壤含水率8天后减少0.5%，而不处理的则减少1%。同样在春季小麦拔节期，中耕18天后，0~40厘米土层的含水率减少0.3%，而不中耕处理的则减少0.7%。
此外，中耕对植株生长能起到较好的促进作用，从而增加作物产量。麦田在冬、春雨后及时中耕，不仅减少了土壤水分无效消耗，并能破除表层土壤板结，提高地温，有利于小麦根系生长，促进麦苗健壮。中耕处理的小麦穗数、千粒重、穗粒数均高于不中耕处理的，经济系数也较高。中耕处理每公顷产量5010千克，比不中耕处理的每公顷产量4800千克增产4.3%。
旱地麦田的中耕适宜时期，以耕层土壤含水率在17%以上进行效果较好，低于15%时效果较差。因此在雨雪之后需及时中耕保墒，破除表层板结，减少土壤蒸发。
四、耙耱保墒
翻耕以后土壤松土层加深，大孔隙增多，且湿土层翻至地表，土壤蒸发量急剧增大。尤其秋耕以后，雨季已过，气温尚高，及时耙耱将能显著减少土壤水分的损失，并能减少在地表形成干土块，为春播奠定基础。如果秋耕结合施肥并进行耙耱，其保墒效果将更好，许多经过秋耕、施肥、耙耱保墒的地，次年春季遇旱时只要耙松地表即可播种，比进行春耕施肥要安全得多。
其次，伏深耕以后，在经常出现伏旱的地区，也应注意耕后耙耱保墒。据西北农业大学在关中地区休闲田内观察结果表明，伏耕后的雨后耙地保墒比不进行保墒的田地减少损失近50%。可见夏闲期间虽属雨季，但对雨后耙地或中耕保墒工作仍不能忽视。同时夏季雨后耙耱还可以破除雨后形成的地表板结，为纳蓄第二次降水创造条件。夏季耙耱一般在雨后或灌水后2~3天地面现花白时，进行耙地或中耕的保墒效果较好，过早过迟均非所宜。但入秋以后耙地必须与耱地相结合，或横耙、直耙、斜耙交互进行，务求把土地耙透、耙平，形成“上虚下实”的耕作层，以免跑墒以防秋旱，并为秋播全苗创造良好的条件。
早春解冻土壤返浆期间，土壤上层水分比较充足，也是耙地保墒的重要时期。在土地刚刚解冻3~4厘米深，昼消夜冻，就宜开始耙地。反复纵横交错2~3次。早春耙不仅应在冬闲地上进行，在越冬后的冬小麦地上也可垂直于麦行横耙，既保墒，又能清除枯叶，刺激冬麦恢复生长。
五、水平等高耕作
水平等高耕作是坡地上采用的一种集水蓄墒耕作技术，有时也称横坡耕种或等高种植。所有在坡地上的耕种措施如耕翻、播种、中耕等均沿水平等高线进行，这样在地上自然形成许多等高蓄水的小犁沟和作物行，可以拦截径流，增加降水的入渗率。据甘肃省西峰市水土保持科学试验站的试验，在2°左右的坡耕地上等高耕作比顺坡耕作减少径流量51.4%~57.37%，在0~70厘米的土层内，其土壤水分比顺坡耕种的高2.80%~9.59%。等高耕作比顺坡耕作一般增产10%~20%。所以在坡度不大的坡地上（如小于5°的情况下），实行等高耕作可以达到一定程度的集水、增渗、增产的目的。同时，又有利于坡地变平，为实行等高带状耕作和等高沟垄耕作打下基础。
六、等高沟垄耕作法
在坡度较大的地区，我国已广泛通过工程措施坡改梯田，虽然对蓄水、保土、保肥、增产的效果明显，但需要投入较多的资金和劳动力。我国坡耕地面积大，非短时间内可以全部实行水平梯田化。因此在未修成水平梯田以前，因地制宜地推广等高沟垄耕作法，亦可在一定程度上收到蓄水、保肥、增产的效果。目前常见的等高沟垄耕作法有以下3种形式。
1.山地水平沟种植法
主要适用于25°以下的坡耕地，可以种植小麦、谷糜、马铃薯等多种作物。它的特点是播种时沿坡地等高线开沟，同时施入底肥，然后用耩于冲沟，把土肥拦匀。行距根据坡度大小而定，陡坡地自上而下，行距50~60厘米；缓坡地自下而上，行距40厘米。随时开沟随时下籽，小粒种子点沟内半坡上，马铃薯等大粒种子可插入沟底，采用通行条播，然后再耕一犁进行覆土并及时镇压。覆土深度以不超过6~7厘米为宜。覆土后要做到沟垄分明，中耕时，结合培土，使原来的沟变为垄、垄变为沟，从而达到拦截雨水的目的。据试验结果，一般可增产20%~60%。
2.垄作区田
也是一种在坡地上有效的蓄水增产的耕作方式。在播种时先从坡地下边开始沿水平等高线开犁，向下翻土，将肥料和种子均匀地播在犁沟的半坡上，接着回犁盖土，然后空一犁耕一犁，如此往返操作。空犁之处翻土成垄，犁过之处，则成为沟。中耕培土时再将土壅到作物行间，使原来的沟又变成了垄，垄则变成了沟。为避免集水冲毁沟垄，应在各条沟中每隔1~2米，筑一个稍低于垄的横土档，即成为垄作区田。试验表明，在同样降雨的情况下，垄作区田比传统的耕作法（平作）减少径流量77%，使马铃薯增产8%~21%，谷子增产77%。但垄作区田不便于进行耙耱保墒，苗期土壤表面蒸发量较大，一船只适于20°以下的坡地和年降雨量在300毫米以上的地区。同时应特别注意保墒工作，播种后应进行打土块、镇压等，以利出苗。
3.平播起垄，又叫中耕培垄
它是采取等高条播的播种方法，出苗后结合中耕除草，在农作物根部培土起垄。适宜于20°以下的坡耕地。具体做法是在播种时采取隔犁条播，行距一般为50~60厘米，播种后进行镇压。在雨季前结合中耕，在农作物的根部培土成垄，每隔1~2米做一土埂以防发生横向径流。在同样雨量情况下，土壤冲刷可减少95.9%，谷子、马铃薯等增产30%。
七、聚肥改土耕作法
聚肥改土耕作法，又名抗旱丰产沟。已试验推广10多年，在旱塬、梯田、坡地均取得显著的增产效益，其增产幅度一般为20%~100%。进行蓄水聚肥改土耕作时，先将有机肥料和用作底肥的化肥均匀撒到地表，然后在地边先空30~40厘米的空带，再于空带内侧沿水平等高线将30~40厘米宽的表土翻到田块内侧，于表土下再取一锹深的生土，置于预留的30~40厘米宽的空带上，以形成地边埂。沟内底土再深翻一锹，然后再将置于内侧的第一条带的表土及其下面的第二条带的表土全部移入第一沟内，这样便完成了第一种植沟。其次再将第二条的生土（表土已移入第一沟内）深翻一锹，再从其内侧30~40厘米宽开出第三条带，同样将第三条带的表土移向内侧，将其生土挖出放在第二条带的生土上，形成第一条生土垄。然后将置于内侧的表土及第四条带的表土都移入第三条带的沟内，这样便形成了第二种植沟，依此挖沟培垄。宁夏南部山区等地的试验表明，在种植沟内种植高粱、玉米、冬小麦，生土垄上种植豆科绿肥，增产效果一般在26.7%~131.1%之间，具有极显著的蓄水保土效果。此外，这种耕作方法集中了表土，加厚了活土层，增多了养分，同时可促进生土熟化，从而促进了作物的高产稳产。
（第六节）抗旱截蓄雨水技术
一、耕云播雨，缓解旱情
耕云播雨，是根据自然降水形成的原理，用人工的方法使云产生降雨。这是战胜或缓和局部地区干旱的重要方法。目前很多地方的耕云播雨就是在适宜的天气条件下，把适量的催化剂，用一定的运载工具撒播在云层中，促使降水或增大自然降水的强度。
人工降雨，要根据不同性质的云，采用不同的催化剂，才能收到显著效果。如不冷云，要根据冰、水转化原理，使云中具有足够的冰晶，造成冰、水共存而形成降雨。其方法是借助火箭、炮弹、飞机、气球等运载工具，将干冰、磺化银、磺化铅、硫化铜、甲醛等人工晶核撒到云中促使过冷却水的冻结或使水汽凝华成冰晶，造成冰、水共存，形成降雨。若是暖云，根据起伏冲并原理，造成大小水滴共存形成降水。撒播氯化钠、氯化钾、硝酸钾、尿素等粉末，这些吸湿性很强的微粒，遇水汽后能迅速长大成大水滴，并在起伏冲并下形成降水。
实践证明，人工催化深厚的层状云系，可增加降水量10%~20%；催化发展旺盛的浓积云，可增加降水1~2倍。因此在一定条件下，只要方法得当，时机适宜，耕云播雨能增大降水，在缓和局部干旱方面能起到一定作用。
从20世纪40年代末奠定了人工影响云增加水的微物理科学基础以来，通过国内外大量的试验研究和人工增雨实践，特别是近十年来，相关科学技术取得了显著进步，进一步充实和改善了人工增雨的科学概念，改进了对人工增雨条件的认识，提高了人工增雨作业的针对性和科学性，技术装备条件也有明显改善，提高了人工增雨条件的实时监测能力，也提高了作业功效。目前，新一代人工增雨监测和作用技术系统在世界各地迅速推广，该系统包括气象卫星资料收集系统、多功能气象雷达、地基或机载遥感测量系统、装有先进微物理测量系统的飞机和高效催化技术系统。美国、俄罗斯、以色列等国家应用先进的监测和作业装备，获得了比较明确的人工增雨要领模型，通过有科学设计的长期稳定试验，取得了科学界认可的人工增雨效果为6%~30%。人工增雨技术已成为国内外抗御局地干旱的重要技术手段。
在中国，人工增雨从1958年起就开始进行，到现在已有20个省（区）开展了人工增雨作业，在抗旱和防御森林火灾方面起到了一定的作用，对人工增雨效果的统计检验设计积累了一些成功经验。目前中国人工增雨水平与国外先进国家相比仍有较大差距，还需要对各类云人工增雨条件的判断数据和实时监测识别技术，对各类云在不同条件下的最佳催化部位、时机、剂量以及人工增雨效果的评估等方面还需进行深入研究，以减少人工增雨作业的盲目性。
二、咸水资源的利用