寒地水稻土特性及非充分泡田節(jié)水

張煥躍，代 慶

（依蘭縣水務(wù)局，黑龍江 依蘭 154800）

1 概況

黑龍江省稻作區(qū)被稱為寒冷稻作區(qū)，年平均氣溫-5～4℃，有5個(gè)月在0℃以下，不小于10℃時(shí)積溫為1 500～2 800℃，旱田凍土深度1.9～2.5 m，水田凍上深度1.6～2.0 m，水體凍層厚度1 m以上。黑河地區(qū)以北，終年存在凍土，從而造成寒地水稻土理化性狀的特色。

2 寒地水稻土特性

2.1 水稻土凍融過程中的水分運(yùn)動(dòng)

以依蘭縣為例，凍土過程為10月下旬地面開始凍結(jié)，3月末達(dá)到最深1.4 m，在6月中下旬于埋深1.6 m處化通。凍土達(dá)到最深時(shí)，由于凍漲作用，地面比非凍土期高出29～34 cm。

上層土壤凍結(jié)之后，下層蓄熱帶著大量水分不斷上升，凝結(jié)在凍土與非凍土的界面上，形成巨大的天然“抽水機(jī)”。將大量的地下水“抽”入凍土中。據(jù)測(cè)定，原茬稻田封凍前0～100 cm土層，深土層水分占干重的30%，形成凍土后可達(dá)37%～50%，有的土層水分達(dá)到超飽和狀態(tài)。如果封凍前降雨10 mm以上（雨封地），0～10 cm凍土水分可達(dá)40%，10～30 cm土層水分可達(dá)45%～60%，再向下層依次遞減，0～100 cm土層平均水分可達(dá)40%。一次凍土過程可使0～100 cm土層增加120 mm水（折合300 m3/hm2），從4月初到泡田期的40多天中，融凍層的水分以每天5～8 mm的速度急劇蒸發(fā)，使其呈非飽和狀態(tài)。

通過土體的凍融漲縮，使其質(zhì)地疏松，這主是寒地水稻土比溫暖地區(qū)滲漏量大的主要原因之一。但黑龍江省在稻田的泡田期不會(huì)產(chǎn)生深層滲漏，因?yàn)橄聦舆€存在凍土。

2.2 寒地水稻土的保水物理性能

寒地水稻土雖然每年有一次凍溶漲縮過程使質(zhì)地疏松，但由于融化失水后土粒自身重力和相互吸著力，又恢復(fù)原有的結(jié)構(gòu)。稻田由于長期淹灌，且在水濕情況下頻頻耕耙，所形成的垂直剖面與旱田明顯不同。

水稻土成因復(fù)雜，層次厚度不盡相同，但排列相類。自上而下可分為：淹育層、潛育層、潴育層、母質(zhì)或土壤層、潛育層。泡田期保水防滲的研究主要集中在淹育層。

淹育層保水性的成因主要有：水濕情況下反復(fù)耕耙形成的犁底層，黏土粒沉積；鐵質(zhì)膠體的沉積；土壤微生物呼吸產(chǎn)生大量微氣泡阻隔滲流；土壤微生物分泌多醣類膠體物，增加土壤粘結(jié)性減少滲漏速率。

3 寒地稻田的耕作與泡田定額

傳統(tǒng)的耕作方法有秋翻或春翻。秋翻地經(jīng)過凍垡和曬垡的自然處理，春翻是在凍土融化至犁底層時(shí)進(jìn)行翻地再經(jīng)過曬垡處理。垡片高度有20～25 cm，長度有半米至數(shù)米不等。泡田時(shí)水須淹沒垡塊的2/3，經(jīng)6～8 d方可泡透。水耙地這后還要把過多的水排出，方可播種或插秧。這種整地方法泡田水定額需3 000～4 500 m3/hm2。

通過農(nóng)機(jī)具的改進(jìn)，并推行了旱整地技術(shù)，泡田時(shí)間縮短到5～6 d，泡田水定額減少到1 700～2 100 m3/hm2。

依蘭縣灌溉試驗(yàn)站《寒地水稻泡田需水特點(diǎn)及節(jié)水技術(shù)》研究成果1994年通過專家鑒定，為黑龍江省內(nèi)領(lǐng)先水平。泡田水定額減少390～450 m3/hm2，并得到廣泛使用。其技術(shù)要點(diǎn)是秋翻一茬，原茬旋耕三茬，4年為一周期，既節(jié)水又不減產(chǎn)。

4 泡田限制

以往泡田計(jì)劃層深度是地表到凍土層（這樣才算充分泡透）。以依蘭縣為例，計(jì)劃層為80 cm深。計(jì)劃用水量為：土壤總孔隙度減去現(xiàn)有的土壤容積含水率和對(duì)應(yīng)時(shí)段的降水加上必要的地面水層和泡田期的蒸發(fā)量。據(jù)此一般年分泡田水定額須 1 950～2 100 m3/hm2。

后經(jīng)試驗(yàn)研究表明，利用水稻土淹育層的保水特性，供水計(jì)劃層可限制在20～25 cm的耕作層，在保證旱整地質(zhì)量的情況下，隨灌水隨水耙，隨之形成防滲層。試驗(yàn)證明，灌水之后不水耙，日耗水（蒸、滲）14～17 mm，水耙后日耗水只有 4～6 mm，泡田定額可降至 90 mm（900 m3/hm2）左右，且稻苗反青快，有利于根群發(fā)育。

作物有一共性，即水分不足或過多都將造成劣態(tài)逆境，在水肥、氣、熱諸因素的協(xié)調(diào)中水起著主導(dǎo)作用。以往泡田使凍層以上的土體所有孔隙中都充滿了水，使水氣不調(diào)。而只給耕作層充足供水，下層可逐漸向上層供氣，使水氣協(xié)調(diào)。作物處在常態(tài)順境，水稻返青后，再施行以適宜土壤水分為指標(biāo)（不以地面水層為指標(biāo)）的“控制灌溉技術(shù)”，水稻土將改變其發(fā)展方向。

除耕作節(jié)水外，稻田不斷施入有機(jī)肥，創(chuàng)造和鞏固土壤團(tuán)粒的水穩(wěn)性，也可明顯降低泡田和返青期滲漏速率。

另外土壤化學(xué)性質(zhì)對(duì)其微團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成也有一定關(guān)系。分散性土壤的濃泥漿干后形成堅(jiān)實(shí)的大土塊，很難保證整地質(zhì)量。凝聚性土壤泥漿膠體吸附大量鈣離子，泥漿干后多裂隙，土壤中含中性鹽多，質(zhì)地疏松多孔，易于耕作。

寒地種稻一年一熟，輪作間作難以實(shí)現(xiàn)。改良土壤的研究須從灌溉、耕作、施肥著手，從改變其土壤理化性狀達(dá)到節(jié)水高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)高效之目標(biāo)。

［1］張勝學(xué).寒地水稻泡田需水特點(diǎn)及節(jié)水技術(shù)［M］.