（一）砂田的起源、作用和性能
1.什么叫砂田
砂田是利用河湖沉积或冲积作用产生的卵石、砾、粗砂和细砂的混合体或单体作为土壤表面的覆盖物，根据自然环境和种植目的的不同要求，在地面上铺设厚度不同(5~16厘米)的覆盖层的农田，并应用一整套特制的农具和耕作种植技术，种植大田作物、蔬菜和瓜果的一种抗旱耕作方式。在我国农业生产中作为土壤覆盖的一种类型，具有独特的价值。
2.砂田是何时起源的
砂田起源于我国西北甘肃省的中部干旱地区。其分布除甘肃中部外，宁夏的中卫、中宁、同心、海原等市、县面积也很大。关于砂田的起源时间有多种说法，有学者考证认为，砂田应当起始于明代中叶，距今有四五百年的历史。民间传说：某年甘肃大旱，赤地千里，野无绿色，所有的山坡旱地粮食颗粒无收，有一位农民在山坡上发现一堆田鼠打洞时扒出来的砂石上面生长着几株穗粒壮实的小麦，从而发现砂石能保墒抗旱。几经试验与不断改良，逐步推广开来并流传至今广为应用。
3.砂田有哪些类型
一是依有无灌溉条件，分为旱砂田和水砂田。旱砂田分布在无灌溉条件的高原或沟谷中，这类砂田面积广，一般铺砂厚度为12~16厘米，寿命40~60年。水砂田分布于有灌溉条件的地方，铺砂厚度为8~12厘米，寿命8~12年。
二是依不同砂源，分为卵石砂田、片石砂田和绵砂田。卵石砂田的砂砾来源于冲积的河卵石砾沙，或沉积的石层中的卵石砂，系由直径为0.5~10厘米的卵石和砂砾以6∶4混合组成，含土5%以下，砂砾青色。这种砂层结构疏松，不易板结，属于上等砂田。片石砂田又称破石砂田，砂砾来源于地面切削的断层或田间凿井采掘出的砂石，由大小不等、形态不规则的片石砂粒和约占15%的细土混合而成，略带青色。这种砂田含土量较高，易板结，渗水性差，性能不及卵石砂田。绵砂田又分为白绵砂和红绵砂两种，来源于河砂或黄土层覆盖下的砂层，砂质均匀，直径1毫米左右，含土量10%左右。这种砂田抗旱保墒性能差，砂与土容易混合，使用年限短。
4.砂田有哪些作用和效果
砂田的作用有：蓄水保墒，提高土壤水分利用率，隔热保温，提高地温；压碱，防止土壤盐渍化，保持水土，减少地表径流；能在较长时期内保持土壤一定的肥力；抑制杂草滋生，减轻病、虫危害。由于砂田有以上作用，有效地协调和改善了土壤水、热、气、肥等状况，达到土壤和作物之间的生理协调效果，为作物生长创造了较好的环境条件，促进了植物体内的生理功能和新陈代谢，为获得稳产、早熟、增产、优质奠定了物质基础。
5.砂田为什么具有保水性能
铺压砂田加强了土壤渗水力，抑制了土壤水分蒸发，从而增加了土壤水分储存，减少了因蒸发所损失的水分。
由于土壤表面覆盖一层疏松的砂砾层，使得土壤的渗水力加强，渗水速度加快，全年降水量除暴雨外，都能渗入土中，因此其水分渗透率要比土田高9倍。再者，土壤表面有砂砾覆盖，土壤水气向外散发时受到砂砾层的阻隔，能有效地减少土壤表层水分损失，同时因砂砾覆盖，切断了土壤毛管的联系，有效地防止了下层土壤水分上升到砂砾表面而损失。砂田土壤蒸发率每天不超过1.8毫米，而土田每天为9.2毫米，可见土田每天的蒸发率高于砂田5倍多。
6.砂田为什么具有稳水性能
作物在生长过程中，降雨是间歇性的，而作物对水分的需要是连续性的，所以土壤水分条件的好坏，起决定作用的是土壤的稳水性，即土壤满足作物生理需水的要求，稳定而均匀地供应水分。据测定，每年3~10月作物生长期中，砂田耕作层土壤水分高于土田0.3~1倍，而且比较稳定，从而砂田作物水分条件优越，植株能良好生长，产量远远高于土田。有关资料表明，小麦每生成500克干物质要消耗水分150~200千克，而砂田小麦产量为土田的3倍，其消耗的水分亦相应为土田的3倍，这就说明，砂田供应了作物生长的大量水分。有农谚讲：“砂田能保墒，天旱心不慌。”
据群众的经验，在干旱年份，春季下10~15毫米的雨后，土田不能播种，而砂田春小麦能获全苗；土田无收获，砂田每亩仍能收50千克左右；土田稍有收成，砂田就能获得丰收。砂田的蓄水保墒能力，随着砂田使用年限的增加而逐渐减弱。这是因为砂田越老，砂层含土量就越高，砂层就越容易板结，渗水能力就会相应减弱，蒸发量增大；同时，由于砂田土壤长期免耕，变得愈来愈坚实，土壤容重提高，蓄水保墒能力也会降低。
7.砂田土壤为什么具有较高的地温
一是砂田表层因砂砾覆盖，使地表面凹凸不平，颜色也较深，对太阳辐射能吸收力较强，反射力弱。据测定：当地面上的太阳光32280勒克斯时，未铺砂的地面反射光为6456勒克斯，深灰色砂田反射光为5380勒克斯，深红色砂田反射光为4304勒克斯。
二是砂砾本身的热容量比土粒小，接到太阳辐射能以后，能较快升高温度，将热量反射到近地层并传递到土壤中，同时砂层的导热率小于土粒，是热的不良导体，白天传导太阳辐射的过程缓慢，夜间通过砂石而放散的过程也缓慢，使砂层下的土壤增温幅度大于土田。三是由于砂层覆盖，土壤水分蒸发少，因水分蒸发失散的热量大为减少，相对地提高了温度，一般少蒸发1毫升水分，即可少损失539卡热能。四是砂田土壤水分比土田高，热容量大，经砂层传导到土壤中的热量不易散发。
8.砂田贴近地层为什么气温较高
由于砂田土壤接受和储存的太阳辐射的热量多，以传导方式向贴近地层的空气散发的热量也相应比土田多，故砂田贴近地面的平均气温较土田高。据测定：6月份新砂田地表20厘米平均气温比土田高0.5℃左右。由于砂田提高了贴近地面空气层的温度，无疑对作物生长发育有很大影响，特别是在早春和晚秋热量不足时，砂田对于促进作物生长，提早或延长生长期都有重要意义。
9.砂田土壤温度为什么昼夜变幅小
砂田土壤温度昼夜变幅小，主要原因是砂层导热率小，热容量小，白天砂层吸热迅速增温，但向下传导较为缓慢，夜间土壤热量通过砂层而散热的过程也缓慢，所以在早上，土壤温度尚未降低到最低限度时，外面的气温就因为太阳热的辐射而升高了，这样就使得土温的昼夜变幅小。凡地面覆盖，如残茬、塑料薄膜、砂砾、粗砂等，都能使土温变幅减少，有利于作物根系生长。砂田土壤温度变幅小，还有利于积累较多的热量。由于砂田土壤内有较高而且均匀的温度，对植物根系的生长与活动，必然产生良好的影响。砂田土壤温度昼夜变幅与土田相比的规律是：砂田各层最高、最低土温出现时间落后于土田大约2小时；砂田表层温度变幅最大，随着深度增加而减少；砂田与土田相比，各层土壤日变幅比土田小。
10.砂田为什么能防止干旱地区土壤盐渍化
砂田分布地区因气候、土壤性质等原因，容易造成有害盐分积聚而盐渍化。造成土壤盐渍化的内因是土壤母质含盐量高，土壤溶液多呈微碱性；外因是干旱、半干旱地区的蒸发量是降雨量的9~16倍，土壤淋溶作用微弱，脱盐过程不明显，因此盐分易随毛管水的上升而在上层土壤和底土中积累，造成土壤盐渍化。而砂田能大量吸收降雨，土壤中蓄水靠重力下渗，水重力下渗作用大于毛管水上升作用，使耕层中盐分溶解，渗入地下，降低了土壤溶液中的盐分浓度，起到了改良盐碱土的作用。再由于砂砾层有切断毛细管、减少水分蒸发的功效，从而有效地控制了土壤下层的可溶盐类随水分蒸发而上升和在地表积聚。
由于这两方面“压碱”的作用，可使土壤10厘米处含盐量降低0.015%~0.193%，所以砂田有良好的压碱作用。
11.砂田为什么能保持水土？
砂田分布在黄土丘陵干旱、半干旱地区，土质疏松，又多为坡地，水土流失历来就很严重。造成流失的主要原因就是暴雨形成地表径流的冲刷及大风的侵蚀。在7~9月多暴雨时期，疏松的土质易被冲蚀，每当有较大的雨滴降落时，土壤的渗透速度小于降雨速度，土壤的表层肥土就会被冲刷，使耕层变薄，肥力降低，天长日久就会造成深沟巨壑，水土流失严重。再有，每到冬、春季，这些地区多大风，土壤表层肥土又易遭受大风的侵蚀而袭走。而砂田由于有砂砾覆盖，一般降水都能被砂层接纳并渗入土中，避免了地表径流的形成。再因砂砾本身重，既可保护耕层沃土不被雨水冲走，又可防止土壤颗粒受大风卷扬造成风蚀。还有，由于雨水不直接滴落地表，土壤不易板结，从而保持了表层土壤结构。
12.砂田为什么能保持地力？
砂田使用年限长，土壤长期处在砂砾层的覆盖下，基本上不进行土壤耕作，施肥次数少，土壤的结构长期处在比较稳定的紧实状态中，土壤容重增加，土壤潜在养分分解速度远较一般土壤慢，同时土壤养分的无效损失比一般土田明显要少。据研究，一块土地连续70年种大麦不施肥，大麦产量只及施肥地块平均产量的15%~20%，然而砂田种了60年后，其小麦产量比头年新砂田下降不到一半。这是因为砂田土壤长期在砂砾层保护下，土壤水热状况较好且稳定，土壤容重虽较大，但通气状况能靠作物根来调节。因为作物根系穿插和分割土壤，形成大小不同的孔隙和孔道，在不耕翻情况下，这些孔洞不被破坏，便于下一年新的根系穿插。由于砂田水、热、气条件较好，促进了土壤微生物的生长繁殖，分解和转化土壤有机物质和残留在土壤中的根系的能力增强。砂田避免了多耕多耙带来的土壤母质潜在养分的过分消耗，阻止了因风蚀、水蚀、大气蒸发造成肥沃的表土被风蚀和冲刷的可能，减少了土壤的速效养分特别是易挥发的氨态氮的损失。砂田的免耕作用保持了土壤层次和结构，有利于土壤有机质的积累和水稳性团粒结构的形成，加之每年定期补充一定数量的有机肥和化肥，砂田土壤越种越肥，充分显示了高产优质的优越性。
13.砂田为什么能抑制杂草滋生？
旱砂田中杂草少，新砂田尤为明显。这是因为铺砂前把地里的杂草根拾尽，覆盖砂砾后，自然传播来的杂草种子不能接触潮湿的土壤，不易发芽，即使发了芽，幼根依附在砂砾上，因烈日照射砂砾变干，杂草会被烙死。原有土壤中存在的杂草种子发了芽，也往往由于发芽后不易顶出砂砾层而被闷死。每到秋末初冬砂田全面耖砂，一年生杂草常可发芽，但等它长出后，季节逐渐变冷，即被冻死；在初春整地后，杂草往往提前发芽，在播种耕耖时除去。由于砂砾疏松，砂田杂草一经发现即可连根拔掉。因此，砂田有显著的抑制杂草滋生的作用。据调查砂田杂草一般较土田减少70%~80%。
14.砂田为什么能减轻病、虫危害？
砂田给作物生长发育创造了较为良好的条件，使作物生长健壮，发育正常，抗病、虫能力增强；砂砾表面白天温度很高，又十分干燥，落在砂面上的病菌孢子不易存活；土壤中的病菌，在温湿度适宜的条件下容易萌发，但它的萌发时间不一定与作物的栽培生长期一致，如萌发后的孢子不能很快侵入寄主，也就死亡了；铺砂后，田间杂草被抑制，病、虫害失去了中间寄主，从而减轻了病、虫危害。
15.砂田为什么能降低播种量，节省种子？
由于砂田改善了土壤水分和温度条件，小麦播种以后，发芽快且保苗率高，因此砂田播种量一般只及土田的30%~50%。如播种量过多，由于水肥条件的限制，小麦分蘖力降低，穗小、粒数少，产量反而不高。在宁夏南部的旱砂田种西瓜、甜瓜，采取稀植方式，每亩种200~300株，每亩用种量只有水砂田的20%~25%。
16.砂田对作物生长与产量有何影响？
砂田使土壤的物理性质、化学性质及微生物区系都发生了一系列变化，如砂田土壤温度和湿度的提高、含盐量降低等。这些变化促进了作物内部的生理活动，从而促进了作物的生长和发育，促进了有机物质的积累，有利于砂田作物早熟、优质和高产。砂田出苗早，保苗率高，缩短了生育期，一般砂田小麦比土田早出苗3~5天，成熟期提前10天左右。棉花早出苗5天左右，成熟期提前15天左右，大大提高了霜前花的比重。糜子缩短生育期25~30天。一般喜温蔬菜提早采收10~20天，可提早上市卖高价，既满足城市居民生活需要，又增加了农民收入。
砂田作物产量明显优于土田，一般年份水砂田棉花产量比土田高50%~80%，谷类作物旱砂田比土田高1~3倍，水砂田比水浇地高0.5~1倍。大旱之年旱土地小麦往往没有收成或只能收回种子，而旱砂田可保证每亩30~40千克产量。
砂田作物的品质也较土田优良。砂田栽培的春小麦蛋白质较高，硬度也大，据测定蛋白质含量比土田产的相对提高21%。
棉花霜前花产量高，品质好。旱砂栽培的西瓜、甜瓜果实大，味甜，西瓜单瓜重可达20千克左右，甜瓜含糖量高达15%。砂田生产的蔬菜特别肥嫩，干物质含量高。
（二）砂田的耕作方法
17.如何铺压新砂田？