寒地水稻控制灌溉技術(shù)試驗(yàn)研究

田志強(qiáng)，閆文斌

(黑龍江省青龍山農(nóng)場(chǎng)水務(wù)局，黑龍江同江 156333)

寒地水稻控制灌溉技術(shù)試驗(yàn)研究

田志強(qiáng)，閆文斌

(黑龍江省青龍山農(nóng)場(chǎng)水務(wù)局，黑龍江同江 156333)

采用田間對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，根層土壤含水量作為控制指標(biāo)的水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)，在寒地氣候條件下，其產(chǎn)量水平相近外，節(jié)水幅度、水的生產(chǎn)效率均明顯高于淺濕灌溉和常規(guī)灌溉處理。通過連續(xù)兩年的實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合分析，認(rèn)為不同頻率水文年型中比較適宜寒地水稻的節(jié)水、低耗、高效的灌溉新技術(shù)，對(duì)于提水灌溉的水稻作用尤為適宜。

控制灌溉;土壤水分;灌水量;蒸騰量;水的生產(chǎn)效率;創(chuàng)新;推薦模式

隨著三江平原水稻面積擴(kuò)大，節(jié)水灌溉也隨之納入日程，其中水稻控制灌溉技術(shù)是一項(xiàng)高效節(jié)水的措施。

1 水稻生產(chǎn)過程具有的一些特性

1)從水稻生長(zhǎng)期的需水量來看，在充分供水的條件下，稻株蒸騰量中有一部分是無效蒸騰量。原因有2個(gè)方面:①從根層土壤中吸取的水分絕大部分被植株蒸騰所消耗。②當(dāng)根層土壤水分保持在最大持水量時(shí)，稻株光合作用的強(qiáng)度未見減弱。這就造成灌溉用水量過大，水資源沒有被有效利用。

2)從水稻灌溉的實(shí)踐來看，必須保證作物生長(zhǎng)期內(nèi)充分的水分及適宜的水溫度。首先在作物分葉末期至幼穗分化期內(nèi)如果水分不足，會(huì)導(dǎo)致作物生長(zhǎng)減緩;其次對(duì)灌溉水溫要進(jìn)行有效控制，以促進(jìn)水稻生長(zhǎng)。

3)改善根層土壤中水、氣、熱及養(yǎng)分條件，以適應(yīng)水稻高產(chǎn)、高效生長(zhǎng)。我們通常所見的都是關(guān)于水稻控制灌溉生產(chǎn)實(shí)踐方面的報(bào)道，但是有關(guān)寒地水稻節(jié)水灌溉方面的系統(tǒng)報(bào)道和研究較少，這就給我們的研究帶來一定的困難。本文著重探討寒地水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)，旨在為寒地水稻節(jié)水高效栽培提供理論和實(shí)踐方面的數(shù)據(jù)，希望能彌補(bǔ)這方面的一些空白。

2 試驗(yàn)材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

用自制鋼板將實(shí)驗(yàn)田分割成3組地塊進(jìn)行試驗(yàn)。使用材料有溫度計(jì)、干濕計(jì)、流量計(jì)等材料。

2.2 具體的實(shí)驗(yàn)方法

本文將實(shí)驗(yàn)分為3個(gè)具體階段:控制灌溉、淺濕灌溉和常規(guī)灌溉。

2.2.1 控制灌溉

這一階段的分水管理如下:從大棚移栽成活苗到分葉前宜灌溉淺水，水層上限為1.5 cm下限為0.5 cm，分葉后實(shí)行控制灌溉，即不在建立水層，但應(yīng)保持土壤含水量65% ～75%。

2.2.2 淺濕灌溉

這一階段的分水管理如下:除葉末期田面應(yīng)該保持淺水層，水層上限應(yīng)控制在3.5 cm，待水層自然變干后，保持一段時(shí)期土壤濕潤，之后再灌溉。

2.2.3 常規(guī)灌溉

除分蘗末期曬田外，各生育期均保持3～5.5 cm水層，臘熟期落干。采用對(duì)比法，3次重復(fù)，實(shí)驗(yàn)品種為龍粳26。

3 結(jié)果與分析

3.1 顯著性檢驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 灌水量與耗水量、產(chǎn)量結(jié)果表

3.2 結(jié)果分析

控制灌溉比淺濕灌溉和常規(guī)灌溉灌水的生產(chǎn)效率提高57.1%和88.8%。

綜合水稻灌溉模式試驗(yàn)及水分生產(chǎn)函數(shù)試驗(yàn)成果，稻田缺水對(duì)水稻生長(zhǎng)產(chǎn)生的各種影響最終會(huì)反映在水稻產(chǎn)量及理論產(chǎn)量構(gòu)成方面。水稻的產(chǎn)量是水分脅迫條件下水稻生理機(jī)制的特殊反映。一般來說，分蘗期(前期和中期)缺水，畝穗數(shù)減少，但千粒重和穗粒數(shù)增加;拔節(jié)孕穗期缺水，畝穗數(shù)和穗粒數(shù)均略微減少;抽穗期缺水，千粒重和實(shí)粒數(shù)顯著減少;乳熟期缺水，千粒重下降。

本成果推薦的間歇灌溉模式，在1998年氣候條件下已與優(yōu)化灌溉制度完全一致，這不僅表明兩類試驗(yàn)的數(shù)據(jù)可靠和技術(shù)路線正確，而且表明“推薦模式”具有理論依據(jù)和實(shí)踐價(jià)值。在不同的氣候條件下(主要是降水過程)二者可能會(huì)有區(qū)別，這并不表明“推薦模式”不科學(xué)，恰恰相反，“推薦模式”的蓄雨效益或減少排水水模數(shù)的作用可能更明顯。

在采用間歇灌溉的條件下，水稻蒸發(fā)蒸騰量不顯著地受稻田水分狀況影響，其分析計(jì)算可不考慮水分脅迫的后效性。水稻節(jié)水灌溉宜以基本不導(dǎo)致水稻減產(chǎn)為前提，通過減少滲漏量，提高降雨利用率，適當(dāng)減少水稻蒸發(fā)蒸騰量以及提高灌溉水管理水平而達(dá)到節(jié)水目的。

通過本課題的研究，可以得出如下主要結(jié)論:

1)水稻節(jié)水灌溉試驗(yàn)、特別是系統(tǒng)的田間試驗(yàn)研究，是獲取節(jié)水灌溉條件下各種基本資料最基本、最可靠的途徑，也是水稻節(jié)水灌溉原理研究的最主要內(nèi)容之一。課題組籍助黑龍江省水利項(xiàng)目世界銀行貸款的資助，在黑龍江省灌溉試驗(yàn)站建立了先進(jìn)的田間試驗(yàn)場(chǎng)地，所取得的原始資料可靠、詳實(shí)。

2)稻田處于“淹水——濕潤——落干”水分循環(huán)，有助于對(duì)各類雜草的控制，有助于水稻根系生長(zhǎng)范圍的擴(kuò)大，有助于稻田水肥環(huán)境和通氣條件的改善。

3)水稻間歇灌溉模式能有效地減少不必要的滲漏量，提高降水利用率，適當(dāng)?shù)販p少水稻的蒸發(fā)蒸騰量(主要是棵間蒸發(fā))，從而節(jié)約灌溉用水量。本成果所提出的間歇灌溉模式可以在生產(chǎn)中推廣，但應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意:①分蘗中期之前最好不使田面無水層;②視地形條件、土壤質(zhì)地、水資源情況，可調(diào)整水分下限，地勢(shì)越低(或地下水位越高)、土質(zhì)愈黏重、水源條件愈好，下限可愈低。

4 創(chuàng)新和不足之處

4.1 主要?jiǎng)?chuàng)新之處

1)田間試驗(yàn)手段先進(jìn)，資料詳實(shí)、可靠;試驗(yàn)設(shè)計(jì)合理，觀測(cè)項(xiàng)目全面，技術(shù)路線正確。

2)依據(jù)不同灌溉條件下水稻產(chǎn)量及生理機(jī)制、稻田水量平衡特點(diǎn)和節(jié)水機(jī)理的分析研究，提出了節(jié)水、高產(chǎn)、并有利于灌溉管理的稻田水分管理模式。

3)提出了適合湖北地區(qū)的水稻水分生產(chǎn)函數(shù)模型和中稻優(yōu)化灌溉制度，對(duì)于節(jié)水灌溉工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)與管理具有指導(dǎo)意義。

4)提出了間歇灌溉條件下稻田水量平衡分析計(jì)算原理與方法。

4.2 主要不足之處

1)試驗(yàn)小區(qū)不在大田之中，用于水稻水分生產(chǎn)函數(shù)試驗(yàn)的蒸滲器邊際效應(yīng)未完全消除。今后在利用此設(shè)備作進(jìn)一步研究時(shí)，已有改進(jìn)辦法。

2)未結(jié)合其他因素(如肥力水平)進(jìn)行研究，也未能完全控制肥力水平，只通過增加重復(fù)的辦法消除肥力差異的影響。

3)稻田無水層時(shí)的滲漏量測(cè)定未取得系統(tǒng)成果，不足以建立滲漏量數(shù)學(xué)模型。

4)由于試驗(yàn)?zāi)晗藓徒?jīng)費(fèi)的限制，水稻產(chǎn)量——水關(guān)系試驗(yàn)數(shù)據(jù)系列不長(zhǎng)，水分控制的水平也只有2個(gè)，其成果是初步的。

5 結(jié)語

在發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)、推行節(jié)水灌溉條件下，水稻水分生產(chǎn)函數(shù)是最重要的基本依據(jù)。本項(xiàng)研究的主要成果已應(yīng)用，其中，“推薦模式”已應(yīng)用于“灌區(qū)實(shí)時(shí)灌溉預(yù)報(bào)及灌溉水動(dòng)態(tài)管理研究”的計(jì)算機(jī)程序之中，此外，“推薦模式”也在試驗(yàn)站附近大田中應(yīng)用，根據(jù)試驗(yàn)站同期實(shí)測(cè)資料指導(dǎo)農(nóng)民適時(shí)節(jié)水，受到農(nóng)民歡迎。

［1］ 魏胥智.“AF”法在灌區(qū)節(jié)水改造方案優(yōu)選中的應(yīng)用［J］.甘肅農(nóng)業(yè)，2004(8):64－66.

［2］ 王玉寶，何武全，蔡明科.西北干旱內(nèi)陸河流域農(nóng)業(yè)節(jié)水生態(tài)環(huán)境效益評(píng)價(jià)模型［J］.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006(4):74－75.

Test and Research on Paddy Control Irrigation Technologies in Cold Area

TIAN Zhi-qiang，YAN Wen-bin

(Qinglongshan Farm Water Conservancy Bureau of Heilongjiang Province，Tongjiang 156333，China)

Adopting the compared test method of fields，the test results show that the paddy water-saved control irrigation technology of taking soil moisture of rhizosphere as the control index，the amplitude of water save and productive effectiveness of water both are higher obviously than the shadow water and normal irrigations in the condition of cold climate，besides the similar rice yield.By analyzing the comprehensive test results of two years in succession，the technology is regarded as a new irrigation technology of water-saving，low energy consumption and high efficiency suited to cold area paddy fields in different frequency hydrological years，and is more suitable for the paddy fields of lift irrigation.

control irrigation;moisture of soil;quantities of irrigation;evaporation quantities;productive effectiveness of water;innovation;recommended model

S275

A

1007－7596(2011)05－0003－02

2011－05－26;

2011－07－07

田志強(qiáng)(1963－)，男，湖南漣源人，工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)工作;閆文斌(1964－)，男，河北圍場(chǎng)人，工程師，主要從事農(nóng)場(chǎng)水利工程工作。