含納微級氣泡的灌溉用水對水稻生長和產(chǎn)量的影響

陸 亮吳超群孫立超石穎皓陸沁婷

（1上海市崇明區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 202150；2上海市崇明區(qū)豎新鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)推廣服務(wù)中心 202164）

近年來，納微氣液分散相界面技術(shù)逐漸被應(yīng)用于水稻種植，為掌握和了解含有納微級氣泡的灌溉用水對水稻生長和產(chǎn)量的影響，2015年筆者開展了本項(xiàng)試驗(yàn)，以期為今后該技術(shù)大面積推廣提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 納微氣液分散相界面技術(shù)原理

部分灌溉用水通過納微氣液分散相界面混合發(fā)生器，在發(fā)生器內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)約3～5 s后，空氣就成為直徑在50～650 nm的納微氣泡分散在水體中，這些氣泡的表面帶有數(shù)十毫伏（多次測定電動電位可達(dá)38 mV左右）的電壓，一旦兩個(gè)氣泡靠近時(shí)會產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用能，當(dāng)兩個(gè)氣泡靠近至一定程度時(shí)會自動分開，當(dāng)兩個(gè)氣泡的運(yùn)動速度很快時(shí)，互相碰撞使納微氣泡破裂將會放出很大的能量，這時(shí)在納微氣泡內(nèi)放出的氣體具有很高的活性和極強(qiáng)的氧化能力。

1.2 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)設(shè)在崇明區(qū)豎新鎮(zhèn)育才村進(jìn)行，試驗(yàn)田前茬作物為小麥，品種為“揚(yáng)麥158”，土壤肥力中等。供試水稻品種為“申優(yōu)17”，種植方式為機(jī)插秧，于2015年6月上旬開始機(jī)插，株距14 cm、行距30 cm。納微氣泡發(fā)生器（由華東師范大學(xué)提供）功率為2.2 kW，灌溉方式為將氣泡發(fā)生器安裝在水渠旁，讓機(jī)器產(chǎn)生的納微氣泡水滲和在大田灌溉水中，一起灌入各試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)。供試肥料為45%（15∶15∶15）摻混型復(fù)混肥、46%尿素、57%磷酸二銨。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)處理：（1）常規(guī)灌溉+不施肥；（2）納微灌溉+不施肥；（3）常規(guī)灌溉+常規(guī)施肥；（4）納微灌溉+常規(guī)施肥；（5）納微灌溉+氮肥減量25%；（6）納微灌溉+氮肥減量35%。其中，常規(guī)施肥水稻一生每667 m2總用氮量為20 kg，基蘗肥：拔節(jié)孕穗肥為6∶4，氮、磷、鉀肥施用比例為1∶0.3∶0.3。其他栽培管理措施根據(jù)當(dāng)?shù)卦耘嗔?xí)慣和實(shí)際情況進(jìn)行統(tǒng)一管理。

1.4 記錄測定

記錄栽培全過程的各項(xiàng)農(nóng)事操作措施。水稻生長指標(biāo)考查：（1）苗情。記錄種植穴數(shù)、基本苗數(shù)、各生育期苗數(shù)、株高、綠葉數(shù)、葉齡。按農(nóng)時(shí)節(jié)氣考查，每處理考查10穴。（2）考種測產(chǎn)。水稻成熟時(shí)各處理取3個(gè)橫斷面（10穴/點(diǎn)）測定水稻有效穗數(shù)、每穗穗粒結(jié)構(gòu)（穗長、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、每穗空癟率、千粒重），并測定理論產(chǎn)量。（3）根系。在苗期（高峰苗數(shù)出現(xiàn)時(shí)期）和灌漿結(jié)實(shí)期考察各處理的根系生長情況。隨機(jī)取各處理區(qū)水稻植株樣本3穴，測量其根系中白根數(shù)量。（4）實(shí)產(chǎn)。水稻成熟后，大區(qū)收割并測實(shí)產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 莖蘗動態(tài)

由表1可知，各處理均在7月22日達(dá)到高峰苗數(shù)，隨后在田總苗數(shù)逐漸降低。在相同用肥條件下，灌溉納微氣泡水處理的高峰苗數(shù)、有效穗數(shù)、分蘗力都高于常規(guī)灌溉處理。在減氮肥25%的條件下，其有效穗數(shù)、分蘗力與常規(guī)灌溉處理（3）基本接近，但在減氮肥35%的條件下，有效穗數(shù)、分蘗力略低于常規(guī)灌溉處理（3），但差異不顯著。

表1 不同處理的水稻莖蘗動態(tài)分析

2.2 根系情況

由表1可知，在相同用肥條件下，無論是分蘗期還是灌漿期，灌溉納微氣泡水處理的白根數(shù)明顯高于常規(guī)灌溉處理，但2個(gè)減氮肥處理的白根數(shù)均少于常規(guī)灌溉處理（3）。由此可看出，水稻灌溉納微氣泡水在一定程度上可以提高水稻根系的活力，促進(jìn)根系的生長發(fā)育，但減少氮肥用量后，對根系生長有一定影響。

2.3 產(chǎn) 量

由表2可知，灌溉納微氣泡水對水稻產(chǎn)量有明顯影響。在相同用肥量條件下，灌溉納微氣泡水處理的每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重、理論產(chǎn)量和實(shí)收產(chǎn)量均高于常規(guī)灌溉處理。在減氮肥25%的條件下，水稻產(chǎn)量也高于常規(guī)灌溉處理（3）；但在減氮肥35%的條件下，水稻產(chǎn)量低于常規(guī)灌溉處理(3）。

表2 不同處理的水稻穗粒結(jié)構(gòu)及實(shí)產(chǎn)分析

2.4 經(jīng)濟(jì)效益

由表3可知，在相同用肥量條件下，灌溉納微氣泡水處理的經(jīng)濟(jì)效益略高于常規(guī)灌溉處理，但2個(gè)減氮肥處理的經(jīng)濟(jì)效益低于常規(guī)灌溉處理（3）。由此可以看出，在氮化肥用量相同的條件下，灌溉納微氣泡水可以提高水稻產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益；在氮化肥用量減少25%的條件下，水稻經(jīng)濟(jì)效益雖低于常規(guī)，但差異不顯著；而在氮化肥用量減少35%的條件下，水稻經(jīng)濟(jì)效益則明顯下降。

表3 不同處理的水稻經(jīng)濟(jì)效益分析

3 結(jié) 論

試驗(yàn)結(jié)果表明，灌溉納微氣泡水后，土壤中含氧量增加，從而明顯提高水稻根系活力，增加分蘗，促進(jìn)水稻生長。在相同用肥量條件下，灌溉納微氣泡水有利于增加水稻每穗粒數(shù)和千粒重，從而提高水稻產(chǎn)量。

2015年水稻生長期間連續(xù)多雨，降雨量是2014年的1.78倍，納微氣泡水的灌溉用量相應(yīng)減少50%以上，其水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益與常規(guī)灌溉處理相近。因此說明，在雨日雨量偏多、納微氣泡水灌溉用量少和減氮25%的情況下，采用灌溉納微氣泡水，仍能確保水稻安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，且生態(tài)效益比較明顯，有利于化肥減量、減少農(nóng)業(yè)面源污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。