淠史杭灌區中稻作物系數試驗研究

李艷婷 石梅

摘要[目的]計算淠史杭灌區中稻作物系數。[方法]利用中稻各生育期參考作物蒸散量和實際蒸發蒸騰量求得作物系數。[結果]淠史杭灌區參考作物蒸散量日均值拔節孕穗期最高為5.1 mm；作物實際蒸發蒸騰量抽穗開花期日平均最大為6.3 mm，其次是拔節孕穗期，日平均為6.2 mm。拔節孕穗期作物系數為0.97～1.57，平均為1.33；其次是抽穗開花期為1.02～1.59，平均為1.31。因此，拔節孕穗期和抽穗開花期為中稻水分敏感期。在淺濕間歇的灌溉制度下，淠史杭灌區中稻作物系數與移栽后天數和積溫具有較好的3次多項式關系，相關系數分別為0.985 7和0.993 2。[結論]該研究找出淠史杭灌區中稻需水敏感期，可為灌區水稻科學灌溉提供理論基礎；構建作物系數曲線，可為淠史杭灌區中稻蒸散蒸騰量的計算提供科學依據。

關鍵詞中稻；作物系數；參考作物蒸散量；實際蒸發蒸騰量

中圖分類號S511文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）23-07799-03

作者簡介李艷婷（1984- ），女，安徽界首人，中級農藝師，從事農田灌溉工作。

收稿日期20140703目前，許多研究成果常采用計算參考作物蒸發蒸騰量后，考慮植株因素函數項即作物系數，換算出作物實際蒸散蒸騰量[1]。作物實際蒸散量也可以通過水量平衡方程直接求得。作物系數是作物實際蒸散量和實測或估算的參考作物蒸騰量的比值，是計算作物需水量的必要參數[2]。Steele等以播種后的天數為變量，采用5次多項式進行回歸，分析確定了玉米的作物系數曲線。由于不同地點、不同年份的作物發育速率有所不同，許多研究者還提出了另一種構建作物系數曲線的方法，即以熱量指標為變量，將作物系數曲線與形態發育更好地聯系起來。在這類方法中，溫度指標通常采用生長過程中的累計積溫[3]。

為此，筆者利用Penman-Monteith公式計算參考蒸散量，通過觀測獲得中稻實際蒸散蒸騰量，求出作物系數；找出淠史杭灌區中稻需水敏感期，為灌區水稻科學灌溉提供理論基礎；并構建作物系數曲線，為淠史杭灌區中稻實際蒸發蒸騰量的計算提供科學依據。

1材料與方法

1.1試驗區概況試驗于2011～2013年在安徽省淠史杭灌區灌溉試驗總站進行。試驗站位于六安市金安區城北鄉廿鋪村，地理位置116°33′E、31°51′N，海拔39 m（廢黃河口基面），處于北亞熱帶向暖溫帶轉換過渡地帶，屬低丘陵地區。作物種植以水稻為主，實行油-稻、麥-稻輪作，歷年平均日照時數為2 040 h，年平均氣溫為15 ℃左右，無霜期為220～230 d。多年平均降雨量為1 100 mm，水面蒸發量為700～900 mm（E601），地下水埋深為7 m。

試驗在鋼筋混凝土有底測坑中進行，回填土層厚度為1 m，測坑土壤耕作層屬重壤土，底土多為黏土，土壤容重（0～100 cm平均）為1.40 g/cm3，田間持水量為31.35%，土壤有機質含量為1.96%，pH為7.5，全氮含量為1.24 g/kg，全磷含量為0.28 g/kg，全鉀含量為1.32 g/kg。

供試水稻品種為岡優渝九，秧苗在35 d左右移栽，移栽密度為20 cm×25 cm，每年播種日期為4月15～5月1日，成熟日期為9月20～30日。

1.2試驗設計根據灌區中稻生長發育特征將中稻全生育期劃分為返青期、分蘗期、拔孕期、抽開期、乳熟期、黃熟期6個階段，采用淺濕間歇灌溉制度，各生育期水層設計、間歇天數、蓄雨深度和各生育期天數如所示。

測坑面積為2.5×1.6=4.0 m2，3次重復，采用淺濕間歇灌溉制度。測坑施紅四方復合肥0.5 kg/坑， 復合肥N、P、K有效含量分別為13%、5%、7%，相當于施純N 150 kg/hm2，五氧化二磷60 kg/hm2。每個小區除水分管理外，其他管理方式完全一致。

安徽省淠史杭灌溉試驗總站小區為有底鋼筋混凝土測坑，無水分滲漏和側滲。在水分覆蓋田面的時候每天08：00用測針測定水面蒸發，來確定有水層時的田間實際蒸發蒸散量；當地表露出水面時用土鉆法測定0～100 cm土壤水分，每隔20 cm測定一次，各生育階段初末、灌溉前后，降水前后加測，確定有水層時的田間實際蒸發蒸散量。

2結果與分析

2.1中稻各生育階段參考作物蒸散量分析利用最近3年淠史杭灌區灌溉試驗總站自動氣象站的氣象資料，根據式（2）計算逐日參考作物蒸散量及該灌區氣候條件下各生育階段內總參考作物蒸散量和日平均值。

從可以看出，3年內中稻生長季內各生育階段參考作物蒸散量總量最大的為分蘗期，其次是拔節孕穗期，3年中分蘗期參考作物蒸散量分別占全生育期參考作物蒸散量的29.6%、34.4%、27.2%，拔節孕穗期分別占全生育期參考作物蒸散量的26.6%、24.4%、29.8%。因為分蘗期和拔節孕穗期適逢7、8月份，這兩個階段的氣候特點是輻射強、氣溫一年中最高。此外，階段性參考作物蒸散量與作物該階段持續時間的長短有關，分蘗期和拔節孕穗期是中稻生長

續時間最長的兩個階段，分別為33和25 d，所以這兩個階段的總參考作物需水量占全生育期的57.3%。 參考作物蒸散量日均值拔節孕穗期最高為5.1 mm，其次是分蘗期為4.3 mm。

2.2中稻各生育階段實際蒸發蒸騰量從可以看出，中稻在整個生育期內平均實際蒸發蒸騰量為546.1 mm。中稻各生育階段的日均蒸發蒸騰量和總蒸發蒸騰量都呈現明顯的單峰變化趨勢。其中，抽穗開花期日均蒸發蒸騰量最大平均為6.3 mm，其次是拔節孕穗期平均為6.2 mm；分蘗期ETc總量最大為156.8 mm，其次是拔節孕穗期為152.9 mm； 返青期日均和總量都是最小分別為3.9和31.2 mm。從生育階段作物系數來看，拔節孕穗期和抽穗開花期為中稻日均需水量最大的兩個生育階段。

2.3中稻各生育階段作物系數分析從可以看出，中稻全生育期的作物系數在0.97～1.23，平均為1.16。中稻的作物系數在生育期內各生育階段呈現明顯的單峰變化趨勢。其中，拔節孕穗期最大為0.97～1.57，平均為1.33；其次是抽穗開花期為1.02～1.59，平均為1.31；返青期最小為0.78～1.24，平均為0.93。從生育階段作物系數來看，拔節孕穗期和抽穗開花期為中稻水分敏感期。這一結果與前人對旱稻作物系數的研究結果一致[4]。

2.4作物系數與積溫及移栽后天數的關系分析根據3年的田間試驗結果，構建了作物系數與積溫和移栽后天數的相關關系。作物系數與作物生長發育有直接的關系，而積溫和移栽后天數反映了作物生長發育過程特征。因此，該研究以熱量指標為變量，建立作物系數與作物生長發育過程的直接關系，為簡易求算中稻作物系數提供直接方法。

2011～2013中稻各生育階實際蒸發蒸騰量 mm

在相似的氣候背景條件下，可以根據中的方程系數，在已知積溫或移栽后天數的前提下，估算中稻的作物系數，使用較為方便。

3結論

（1）3年內中稻生長季內各生育階段參考作物蒸散量總量最大的為分蘗期，其次是拔節孕穗期。參考作物蒸散量日均值拔節孕穗期最高為5.1 mm，其次是分蘗期為4.2 mm。中稻在整個生育期內總的實際蒸發蒸騰量為546.1 mm。抽穗開花期日均最大，平均為6.3 mm；其次是拔節孕穗期，日均為6.2 mm；返青期最小，日均為3.9 mm。從而得出抽穗開花期和拔節孕穗期為水稻對水分的敏感程度最高。

（2）中稻作物系數在全生育期內各生育階段內呈現很好的單峰變化趨勢。拔節孕穗期最大平均為1.33，其次是抽穗開花期平均為1.31，返青期最小平均為0.93。

（3）中稻作物系數與移栽后天數和積溫都呈3次多項式關系，回歸曲線與實測數據擬合很好，且相關系數（R2）分別為0.985 7和0.993 2，在相似氣候背景條件下，可利用移栽后天數和累積積溫估算作物系數，使用較為方便。

42卷23期李艷婷等淠史杭灌區中稻作物系數試驗研究參考文獻

[1] 陳玉民，郭國雙.中國主要作物需水量與灌溉[M]. 北京：水利水電出版社，1995：50-128.

[2] ALLEN R G，LUIS S P，RAES D，et al. Crop evapotranspiration Guidelines for computing crop water requirements[M].Rome，Italy：FAO Irrigation and Drainage，1998：56.

[3] HUNSAKER D J. Basal crop coefficients and water use for early maturity cotton [J].Trans of the ASAE，1999，42（4）：927.

[4] 楊曉光，BOUMAN B A M，張秋平，等.華北平原旱稻作物系數試驗研究[J].農業工程學報，2006，22（2）：37-41.安徽農業科學，Journal of Anhui Agri. Sci.2014，42（23）：