不同灌溉方式下水稻作物潛水蒸發量觀測試驗規律分析

趙運吉

(岫巖滿族自治縣水利局，遼寧 鞍山 114300)

水稻作物在不同生長時期的作物需水量完全取決于潛水蒸發量，采用不同澆灌方式對水稻作物的潛水蒸發量影響不同，對不同灌水方式下水稻作物的潛水蒸發量規律的分析對于農業節水規劃十分重要。為此有學者展開對水稻蒸發潛水蒸發的觀測試驗分析[1- 6]，但這些試驗大都對單一灌水方式下的水稻作物潛水蒸發進行了試驗觀測分析，分析不同灌水方式下水稻作物潛水蒸發影響研究較少。有學者展開不同灌水方式下水稻作物需水規律的試驗分析[7- 9]，但在研究中缺少對水稻潛水蒸發的分析，為此本文結合淺顯灌溉和淹沒灌溉兩種方式，結合田間蒸發觀測試驗的方式，對不同水稻作物灌水方式下的潛水蒸發進行觀測試驗，結合潛水蒸發觀測試驗結果定量分析不同水稻灌水方式下的潛水蒸發量，研究成果有助于遼寧中部地區水稻作物的農業節水規劃。

1 試驗方案設定

水稻作物為遼寧中部的主要農業經濟作物，為此本試驗主要對該區域水稻作物進行觀測試驗，水稻作物潛水蒸發包括其水面蒸發和作物蒸騰量，在蒸發觀測試驗中設置兩個E601蒸發器進行水田天然環境的水面蒸發試驗，并同時將兩個E601蒸發器放入到兩個試驗土體中，其中一處土地種植水稻，另外一處加入遮擋物模擬天然環境下的水稻水面蒸發。最后試驗計算兩處蒸發皿蒸發之間的差值為水稻不同灌水方式下的潛水蒸發量。結合不同蒸發皿的蒸發觀測數據定量分析不同水稻作物灌水方式下的潛水蒸發量。

2 不同灌水條件下的水稻作物潛水蒸發試驗分析

2.1 淹沒方式下水稻作物潛水蒸發試驗結果

首先對采用淹沒方式下的水稻作物的潛水蒸發進行了觀測試驗分析，2012～2016年對試驗水稻各個生長期的潛水蒸發進行了觀測，試驗觀測結果見表1、2以及圖1。

表1 2012～2014年試驗水稻在淹灌水方式下的水面蒸發關系 單位:mm

表2 2015～2016年試驗區水稻在淹灌水方式下的水面蒸發關系 單位:mm

圖1 采用淹灌方式下水稻作物水面蒸發試驗規律分析

從表1、2中可以看出，水稻作物在淹沒灌溉方式下水稻作物兩株間蒸發在水稻各個生育期均較低，從2012～2014年，兩株間在水稻各個生長期的蒸發量在7.4～48.0mm之間，從表中可以看出，水稻作物在淹沒灌溉方式下消耗于作物根系蒸騰發量較大，各生長期作物蒸騰消耗在29.8～247.9mm之間。可見，采用淹沒灌溉方式進行水稻灌水，作物根系蒸騰量較大。從圖1中水稻作物各生長期蒸發量變化過程也可以看出這一規律，株間蒸發較低，而作物根系蒸騰量較大。

2.2 淺灌方式下水稻作物潛水蒸發試驗結果

對采用淺水灌溉方式下的水稻作物進行潛水蒸發的觀測試驗，淺水灌溉方式下的水稻潛水蒸發觀測試驗主要分析了騰發量和水面蒸發，試驗觀測結果見表3。

從表3中可以看出采用淺水灌溉方式下水稻作物的騰發量在整個生長期總量達到612.3mm，其中在孕穗和抽穗蒸騰量最大，占據總蒸騰量的33.7%，露天水面蒸發均低于水稻作物的蒸騰量，水稻作物在淺水灌溉方式下的蒸騰強度均值達到4.78mm/d。

表3 試驗區水稻淺灌方式下的作物潛水蒸發試驗結果

2.3 不同灌水方式下水稻作物潛水蒸發對比試驗結果

在淹沒灌水和淺灌方式下的蒸發觀測試驗基礎上，定量對比了水稻作物在兩種灌水方式下各生長期的潛水蒸發量，對比結果見表4。

表4 淺濕灌溉與淹水灌溉騰發強度對比結果

從表4中可以看出，采用淹沒灌水方式下水稻作物各個生長期騰發量均大于淺水灌水方式下的騰發量，在水稻整個生長期，淺顯灌水方式下的蒸騰量比淹沒灌方式下的少146.5mm，其中采用淺水灌水方式下水稻作物在分蘗末期騰發量相比于淹沒灌水方式下降低最為明顯，從騰發強度也可以看出，相比于淹沒灌水方式，淺水灌水方式下水稻作物的騰發強度下降也較為明顯，水稻作物在各個生長期的騰發強度均值降低近30%，其中在水稻孕穗期下降最為明顯，騰發強度降低將近27%，可見采用淺水灌水方式下水稻作物在各生長期的騰發量均有不同程度的降低。

2.4 大氣蒸發能力和生育階段對潛水蒸發的影響

在對比不同灌水方式下對水稻作物淺水蒸發的基礎上，本文還分析了大氣蒸發能力和水稻不同生長期對水稻作物潛水蒸發的影響，分析結果見表5。

表5 水稻各生育期平均日潛水蒸發 單位：mm/d

從表5中可以看出，水稻作物在各個生長時期隨著地下水埋深的增加呈現遞減的變化，其中在拔節孕隨期水稻作物在三個地下水埋深下的潛水蒸發量均大于其他生長時期。圖1水稻作物在各個生長期不同埋深下的潛水埋深變化過程如圖2所示，從圖中可以水稻潛水蒸發與田間水面蒸發過程變化具有相似性。水面蒸發較大時其對應的埋深下的水稻作物潛水蒸發也相對較大，隨著地下水埋深的增加，水稻作物潛水蒸發增加幅度也逐步加大，可見大氣蒸發對水稻作物潛水蒸發具有顯著影響。從分蘗前期和分蘗末期水稻作物不同埋深下的潛水蒸發變化過程可以看出，各埋深下水稻潛水蒸發都較小，這主要是因為水稻作物在整個時期潛水主要消耗于株間蒸發，而這一時期水稻株間蒸發相對較小，因此各埋深下潛水蒸發相對較小。進入水稻拔節孕穗期、抽穗開花期以及乳熟期，各埋深下水稻作物的潛水蒸發與水面蒸發之間的變差逐漸縮小，這主要是因為在整個時期，水稻作物屬于全盛生長期，水稻作物兩株間蒸發逐步較大，水稻根系吸水量逐漸增加，使得各個埋深下的水稻作物潛水蒸發也逐步加大。進入到水稻黃熟期，不同埋深下水稻作物潛水埋深和田間水面蒸發變化較為穩定，這段時間主要由于水稻作物到了成熟期，不同埋深下水稻作物潛水埋深有所抑制，使得田間水面蒸發有所較大。

3 結論

本文結合蒸發觀測試驗方式對不同灌水條件下水稻作物的潛水蒸發量進行了試驗分析，試驗取得以下結論：

(1)相比于淹沒灌水方式，采

用淺水灌水方式下水稻作物在各生長期的騰發量均有不同程度的降低，且水稻蒸騰強度也有所減少。

(2)采用淺水灌水方式下，水稻作物在孕穗和抽穗蒸騰量最大，占據總蒸騰量的33.7%，應注意該階段水稻作物的補水。

(3)水面蒸發較大時其對應的埋深下的水稻作物潛水蒸發也相對較大，隨著地下水埋深的增加，水稻作物潛水蒸發增加幅度也逐步加大，大氣蒸發對水稻作物淺水蒸發影響較為明顯。

[1] 劉方平. 江西省雙季稻蒸發蒸騰量空間分布規律及影響因素分析[J]. 中國農村水利水電, 2016(03): 31- 33.

[2] 孫鳳英. 基于多時間尺度的二九零灌區水稻生育期降水量分析及預測[J]. 水利規劃與設計, 2011(05): 21- 22+34.

[3] 張旭東. 東北三省水稻水分生產率時空變化規律研究[D]. 沈陽農業大學, 2014.

[4] 陳臣. 金溝河農業節水灌溉對流域水資源配置影響與對策[J]. 水利技術監督, 2012(02): 23- 25.

[5] 王建鵬, 崔遠來. 水稻灌區水量轉化模型及其模擬效率分析[J]. 農業工程學報, 2011(01): 22- 28.

[6] 朱景武. 水稻蒸發蒸騰量系數分攤模式初探[J]. 水利學報, 1989(07): 40- 43.

[7] 陳安玲. 節水灌溉水利工程施工技術芻議[J]. 水利規劃與設計, 2016(08): 113- 115.

[8] 王靜, 張曉煜, 馬國飛, 等. 1961～2010年寧夏灌區主要作物需水量時空分布特征[J]. 中國農學通報, 2015(26): 161- 169.

[9] 肖新, 趙言文, 胡鋒, 等. 節水稻基農田作物輪作與灌溉模式需水規律研究[J]. 水科學進展, 2008(04): 567- 573.