幾種灌溉方式和施氮量對水稻產量影響的研究述評

崔婷婷　李王成，，　夏婷　吳艷（寧夏大學土木與水利工程學院，銀川700；寧夏節水灌溉與水資源調控工程技術研究中心，銀川700；旱區現代農業水資源高效利用教育部工程研究中心，銀川700；北方民族大學生物科學與工程學院，銀川700；中電投寧夏青銅峽能源鋁業集團有限公司青銅峽鋁業分公司質檢站，寧夏青銅峽760；第一作者：770869@qq.com；通訊作者：liwangcheng@6.com）

幾種灌溉方式和施氮量對水稻產量影響的研究述評

崔婷婷1李王成1，2，3*夏婷4吳艷5
（1寧夏大學土木與水利工程學院，銀川750021；2寧夏節水灌溉與水資源調控工程技術研究中心，銀川750021；3旱區現代農業水資源高效利用教育部工程研究中心，銀川750021；4北方民族大學生物科學與工程學院，銀川750021；5中電投寧夏青銅峽能
源鋁業集團有限公司青銅峽鋁業分公司質檢站，寧夏青銅峽751603；第一作者：771085369@qq.com；*通訊作者：liwangcheng@126.com）

針對不同灌溉方式和施氮量對水稻產量影響研究結論不統一的問題，本文在查閱國內外研究文獻的基礎上，比較分析了傳統淹水灌溉、Y型灌溉和滴灌及施氮量對水稻產量影響的研究成果。結論表明，Y型灌水方式比傳統淹灌節水32%以上，滴灌比傳統淹灌節水60%以上；水稻產量隨著施氮量的增加均有顯著提高，但過量施氮反而會使產量降低；不同的種植條件，獲得最佳產量的水氮比不同，合理的水氮比應結合種植環境進行試驗確定。

灌溉方式；施氮量；水稻；產量

水稻生長發育過程中水和肥是相互影響、相互制約的因子［1］。目前水資源日漸緊缺，因為不合理施肥造成的污染面積越來越大。因此，減少灌溉用水量、提高肥料利用率，實現水稻最佳經濟產量已成為大家研究和關注的重點。但關于施氮水平在不同灌溉方式下對水稻品質及產量影響的研究較少。本文通過查閱文獻，旨在探討何種灌溉方式以及多少施氮量才能達到水稻最佳經濟產量。

1　國內外研究進展

1.1Y型灌溉方式的發展現狀

Y型灌溉方式即“濕潤灌溉+淺水灌溉+干濕交替灌溉”。自上世紀70年代末開始推廣，至今已經有40多年的時間，這種灌溉模式在短短幾十年間已經取得了顯著成功。但不同地域推廣技術略有不同，廣西推廣“薄、淺、濕、曬”的灌溉方式，推廣面積累計達178.2萬hm2，可使水稻增產7.72%，每hm2年平均減少耗水量1 069 m3（早、晚稻合計）［2］；而北方主要推廣“濕、淺”灌溉方式。

1.2國內外膜下滴灌的發展現狀

由新疆生產建設兵團形成和發展起來的膜下滴灌技術，將滴灌與地膜覆蓋結合在一起，充分發揮了滴灌的節水、節肥功能，可以做到小水勤灌，可以較為精確地控制灌水量，降低無效的株間蒸發、地面徑流、地下滲漏，可以減少水的浪費［3］。但是滴灌技術在國內應用較少，經查閱文獻，膜下滴灌技術應用主要集中在新疆地區，截止到2011年，新疆膜下滴灌推廣面積超過了100萬hm2［4］。

1.3水氮互作的發展現狀

合理利用灌溉方式與施氮量對于農田灌溉技術的發展而言具有重要意義［5-6］。國外研究多數集中在土壤物理化學性質與作物產量之間的聯系［7-9］。國內就灌水方式或施氮量單一因素對水稻產量的影響做了大量研究，但是在不同灌水方式以及水氮互作條件下，關于施氮水平與水稻品質及產量形成的關系研究較少。

2　灌溉方式與施氮量結合對水稻產量的影響

灌溉方式、用水量、施氮量均對水稻的結實率、千粒重、有效穗數、葉面積指數、每穗粒數、干物質積累等生理指標產生影響［10-15］，分析這些因素與指標間的相互關系，探明他們對水稻產量的影響，找出最佳水氮互作方式，對提高水稻產量有積極的意義。

通過查閱文獻，筆者對Y型灌溉和淹灌、淹灌和滴灌進行對比，分析不同灌溉方式和施氮量對水稻生理指標及產量的影響，其研究結果歸納如表1～表4。

結合表1、表2進行分析：（1）在同等施氮量條件下，Y型灌溉方式不僅可以有效控制無效分蘗數，還可以提高有效穗數、有效分蘗數、結實率、干物質積累量、每穗粒數、葉面積指數和千粒重。（2）與淹灌相比，Y型灌溉方式節水1.1%～47.0%（大部分學者認為在32.0%以上）［10-11，16-17，19，26］、增產1.1%～35.0%（大部分學者認為在6.0%～13.0%之間）。施用適量氮肥可以有效提高有效穗數、每穗粒數、結實率和產量［27-28］，比淹灌增產6.0%～8.0%［16，18］。（3）隨著施氮量的增加，有效穗數呈增加趨勢，對千粒重影響不顯著，每穗粒數、產量、結實率均先增后減。因此，在適量施氮情況下，Y型灌溉方式比淹水灌溉更節水，更有助于獲得高產。

表2　隨著施氮量的增加Y型灌溉方式對水稻各項生理指標的影響

表3　滴灌對水稻各項指標的影響（與淹灌相比）

表4　隨著施氮量的增加滴灌對水稻各項生理指標的影響

結合表3、表4分析，不同學者做的試驗具有不同的結論。王志軍等［20］認為，采用膜下滴灌，水稻的有效分蘗數、有效穗數、每穗粒數、結實率、千粒重、干物質積累都低于淹灌；而陳林等［4］認為，滴灌條件下水稻的每穗粒數與結實率不同程度的高于傳統淹灌，分別增加31.7%、5.3%，且增產15.4%。隨著膜下滴灌技術的提高以及與機械化結合，膜下滴灌水稻平均產量為10 934 kg/hm2，最高點產量達12 045 kg/hm2。可見，膜下滴灌實現高產甚至超高產也不是不可能的。滴灌可以有效控制分蘗數，并且干物質積累量較高，與淹灌相比節水60.0%以上［4，20-21，24］。對膜下滴灌水稻增施氮肥可以發現，隨著施氮量的增加，水稻的有效穗數、每穗粒數、結實率、千粒重、干物質積累呈先增后減的趨勢，對分蘗數和有效分蘗數以及根的發育均起到促進作用［29］，葉面積指數也得到有效提高，適宜的施氮量可以提高水稻產量，甚至可達到12 045 kg/hm2的高產［21］。

對于水稻達到高產時對應的施氮量不同學者有不同的觀點。何進宇等［23］認為，施氮量為282 kg/hm2時水稻可以達到最高產量；朱齊超等［23］認為，270 kg/hm2施氮量具有最高生物學產量和經濟學產量；孫永健等［16］認為，180 kg/hm2施氮量的水氮運籌模式下產量最高；侯云鵬等［37］認為，最佳經濟產量氮肥用量在193～220kg/hm2。據統計，我國稻田單季水稻氮肥用量比世界平均水平高75%左右，過量的施用氮肥不僅造成氮肥污染，還會導致作物減產。綜上所述，施氮量在180～270 kg/hm2之間水稻可以達到最佳經濟產量。

關于Y型灌溉與滴灌兩種灌溉方式的研究比較少，二者并無交叉，但可以通過上述Y型灌溉方式與淹灌比較、滴灌與淹灌比較的結果進行總結，可以得到以下結論：（1）Y型灌溉和膜下滴灌都可有效控制分蘗數，干物質積累量均高于淹灌；（2）與傳統淹灌相比，Y型灌溉節水11.0%～47.0%［10-11，16-19］，滴灌節水60.0%［4，20-21，24］以上；（3）在有效分蘗數、有效穗數、每穗粒數、結實率、千粒重方面Y型灌水方式優于膜下滴灌，因此水稻產量方面Y型灌溉要高于膜下滴灌。

3　結論與討論

經過上述分析，水稻膜下滴灌技術節水、高產、高效，通過膜下滴灌進行滴水施肥不僅促進水稻根系的生長還減少了肥料隨水流失，降低了因水肥滲漏而造成的地下水污染，使用膜下滴灌技術不僅可以獲得較高產量，而且還可以節約肥料，降低成本。該技術在干旱缺水的地區具有廣闊的應用前景。而降水豐沛、水資源豐富的地區更適合應用Y型灌溉方式。Y型灌溉與膜下滴灌相比，成本較低，操作更加方便，產量也相對較高。

目前，無論是Y型灌溉方式還是膜下滴灌方式仍有以下問題亟待解決：（1）雖然Y型灌溉技術可以節約水資源，但是用水量不確定，相應的灌溉制度不明確，需要做進一步的研究。（2）二者在用水量與施氮量的配合上仍存在很大問題，沒有明確給出滴肥量、滴肥次數、滴肥時間與灌水制度之間的耦合關系。（3）兩種灌溉方式均能起到控制分蘗數的作用，但如何通過水、肥精確調控分蘗數，確保一定的產量，這些仍需要大量試驗驗證。

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Review of Several Irrigation Methods and Nitrogen Rate on Rice Yield

CUI Tingting1,LI Wangcheng1,2,3,XIA Ting4,WU Yan5
（1College of Civil and Hydraulic Engineering,Ningxia University,Yinchuan 750021,China；2Ningxia Research Center of Technology on Water-saving Irrigation and Water Resources Regulation,Yinchuan 750021,China；3Engineering Research Center for Efficient Utilization of Water Resources in Modern Agriculture in Arid Regions,Yinchuan 750021,China；4College of Bioscience and Bioengineering,Beifang University of Nationalities, Yinchuan 750021,China；5Quality Inspection Station of Qingtongxia Branch Company,State Power Investment Corporation Ningxia Qingtongxia Energy Aluminum Group Co.Ltd.,Qingtongxia,Ningxia 751603,China；1st author:771085369@qq.com；*Corresponding author:liwangcheng@126.com）

In view of the fact that the conclusion of the impact of different irrigation methods and nitrogen rate on rice yield is inconsistent,the authors analyzed the impact of three different methods of irrigation,including traditional flooding irrigation,Y-irrigation and drip irrigation,and nitrogen rate on rice yield in this paper,on the basis of consulting the domestic research literature.The results showed that Y-irrigation saves more than 32%water than traditional flooding irrigation,and drip irrigation saves more than 60%water than traditional flooding irrigation.The yield significantly increases with the increase of nitrogen rate,but it will decreases with too much nitrogen fertilizer.What's more,water and nitrogen ratio for getting optimal yield will be different in different planting conditions,so the reasonable water and nitrogen ratio should be determined by the experiment under different planting conditions.

irrigation methods；nitrogen rate；rice；yield

S511.048

A

1006-8082（2016）04-0031-04

2016-02-20

國家自然科學基金（51169021，51569022）

表1Y型灌水方式與淹灌相比對水稻各項指標影響地點有效分蘗數有效穗數每穗粒數結實率千粒重葉面積指數節水產量表現①16 ②10成都成都干物質積累高利于干物質積累根系發展情況-促進47% 35%增產6.78%增產13.35% ④17 ⑤18 ⑦11射陽-溫江增加2.18%增加9.15% ～12.00%增加3.70%增加4.85%增加5.79% ～8.11%基本一致-----提高增加1.00%增加4.66% ～6.04%增加3.10%增加1.68%增加2.92% ～3.56%增加2.20% 大---32% ------增產9.31%增產7.72%高⑧19---提高增加3.17%增加3.38% ----------促進大，但相差不大-11.0%～39.6%增產1.10%～35.00%