寒地水稻旱作作物需水量研究

尹鋼吉　郎景波　侯新月　王俊　于洋

摘要近些年黑龍江省水稻種植面積逐年擴大，2017年達到了創紀錄的400萬hm2。目前黑龍江省水稻生產用水量占農業生產用水量的95%，占社會總用水量的74%，是黑龍江省名副其實的第一大用水大戶。黑龍江省社會用水總量已逼近全省水資源控制紅線，部分地區地下水資源嚴重超采。在這種水資源日趨緊張的嚴峻形勢下，開展了水稻直播常規灌溉、旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉的作物需水量對比試驗。結果表明，旱作噴灌灌溉節省10.99%的作物需水量，旱作滴灌灌溉節省17.76%的作物需水量，水稻旱作噴滴灌技術較現有常規灌溉可節省30%～50%總用水量，但是在現有噴滴灌技術水平條件下，產量水平低于現有常規灌溉。

關鍵詞 水稻;旱作;作物需水量;稱重式蒸滲儀;寒地

中圖分類號 S511

文獻標識碼 A

文章編號 1007-5739（2019）07-0024-03

水稻是我國第一大糧食作物，以高產穩產而著稱川。黑龍江省是我國重要的水稻種植大省是我國重要的優質粳稻商品糧生產基地。黑龍江省稻作區是我國緯度最高、生育期最短、發展潛力最大和商品率最高的新型稻作區，具有我國寒地水稻生態區的代表性、特殊性、復雜性和典型性！2。2017年黑龍江省水稻種植面積達到了400萬hm2，社會用水總量逼近全省水資源控制紅線，部分地區地下水資源嚴重超采。目前，黑龍江省水稻生產用水量占農業生產用水量的95%，占社會總用水量的74%，是黑龍江省名副其實的第一大用水大戶。在這種水資源日趨緊張的嚴峻形勢下，黑龍江省正在大力推進農業節水工作，嚴格控制水作農業，大力發展旱作農業，通過種植結構調整，緩解用水供需矛盾。在這種大力倡導農業節水的社會環境條件下，研究探索水稻旱作高效節水栽培技術具有重要的現實意義。

水稻旱作也叫作在旱田里種水稻一），從播種至成熟以土壤含水率為灌溉控制指標，依托現代高效節水灌溉設備進行灌溉管理，為水稻生產節省灌溉用水、擴大稻作面積、增加稻谷產量而發展起來的一種嶄新的水稻栽培技術模式。2017年《水稻旱作噴滴灌技術研究》課題把試驗基點設立在位于哈爾濱市的黑龍江省水利科技試驗研究中心和位于克山縣的北部戰區空軍保障部克山農副業基地，分別開展了年度水稻旱作噴滴灌技術的試驗研究，在克山試驗基點還利用已有的稱重式蒸滲儀進行了水稻直播常規灌溉、旱作噴灌灌溉.旱作滴灌灌溉的作物需水量對比試驗。現將試驗結果總結如下。

1材料與方法

1.1試驗地概況

克山縣地處小興安嶺南緣，隸屬黑龍江省齊齊哈爾市，位于齊齊哈爾地區東北部，處于黑龍江省第三積溫帶下限，屬于大陸性季風氣候，氣候多冷涼，晝夜溫差大。多年平均無霜期為125d，有效活動積溫2250～2550C，年平均氣溫1.4C，7月平均氣溫21C，年平均降水量為483mm，降雨多集中在6-8月。試驗區土壤為黑土，黑土層厚度30cm左右，0～100cm土層容重為1.20～1.50g/cm'，有機質含量較高，保水保肥能力較強。

1.2供試設備

水稻直播常規灌溉.旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉的作物需水量對比試驗由稱重式蒸滲儀進行，稱重式蒸滲儀由測筒、稱架、稱架臺及電子秤、平衡錘等部分組成"。其特點是把稱架一端的力臂進行加長，以提高觀測精度，系統稱架的倍比率為6.362，配置的電子秤稱量為15kg，感量為0.5g。模擬水稻直播常規灌溉、旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉的3個試驗測筒均為有底測筒，測筒高為1.45m，直徑為0.90m，面積為0.6362m2。

1.3試驗控制

水稻作物需水量對比試驗中把水稻全生育期劃分為初始生長期、生長發育期生長中期、生長后期等4個生育階段8-10。直播常規灌溉的水分控制采用土壤水分和水深控制的方式，當土壤水分或筒面水深達到各生育階段土壤耗水下限時灌水至測筒：土面上限水位;旱作噴灌灌溉和旱作滴灌灌溉均采用土壤水分控制方式10-12，當土壤水分達到各生育階段土壤耗水下限時灌水至土壤水分控制上限。水稻直播常規灌溉、旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉的水分控制指標如表1所示。

1.4試驗方法

水稻作物需水量對比試驗采用的水稻品種為龍粳47號8，是適宜黑龍江省第三、四積溫帶種植的10葉品種。5月12日播種，播種標準為105kg/hm2，施肥標準為600kg/hm2緩釋肥3，作為底肥一次施人。水稻作物需水量對比試驗觀測自播種開始至收獲為止，每日8：00觀測直播常規灌溉、旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉各測筒重量以及降水量，并采用水量平衡法計算直播常規灌溉、旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉各個測筒的水稻日作物需水量，不同測筒的水稻作物需水量即為從播種至收獲各個測筒（圖1）的日需水量之和。作物需水量試驗的灌溉用水取用地下水，采用儲水設施自然升溫處理后進行灌溉。

2結果與分析

2.1作物需水量

根據水稻作物需水量對比試驗觀測數據資料計算的水稻直播常規灌溉、旱作噴灌灌溉旱作滴灌灌溉條件下的水稻各生育階段作物需水量以及全生育期作物需水量如表2所示。

由表2可知，水稻各生育階段作物需水量以及全生育期作物需水量均呈現直播常規灌溉>旱作噴灌灌溉>旱作滴灌灌溉的趨勢，旱作噴灌灌溉較直播常規灌溉節省10.99%的作物需水量，旱作滴灌灌溉較直播常規灌溉節省17.76%的作物需水量。但是，實際水稻生產中現有常規灌溉還存在深層滲漏現象，深層滲漏量一般約占作物需水量的50%，所以水稻旱作噴滴灌技術與現有常規灌溉技術比較，相對可節省30%～50%總用水量。

由圖2可知，水稻直播常規灌溉、旱作噴灌灌溉，旱作滴灌灌溉的日需水量多項式擬合曲線均呈現初始生長期至生長中期逐漸增加并達到峰值，再由生長中期的峰值至生長后期逐漸減少，直到收獲為止，水稻作物需水量峰值范圍在5～7mm/d之間。

2.2作物產量

由表3可知，水稻產量按直播常規灌溉、旱作滴灌灌溉、旱作噴灌灌溉的順序逐漸遞減。其中，旱作滴灌灌溉較直播常規灌溉減產8.86%，旱作噴灌灌溉較直播常規灌溉減產21.79%。

3結論與討論

試驗結果表明，水稻旱作噴灌灌溉、滴灌灌溉技術與直播常規灌溉技術比較，節水潛力很大。從作物需水量角度看，旱作噴灌灌溉節省10.99%的作物需水量，旱作滴灌灌溉節省17.76%的作物需水量。但是實際生產中水稻直播常規灌溉還存在深層滲漏現象，深層滲漏量一般約占作物需水量的50%，所以水稻旱作噴灌灌溉和滴灌灌溉技術與直播常規灌溉技術比較相對可節省30%～50%總用水量。

水稻旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉技術與直播常規灌溉技術比較，增產潛力很大。從本次試驗結果看，旱作滴灌灌溉較直播常規灌溉減產8.86%，旱作噴灌灌溉較直播常規灌溉減產21.79%。但是，這是在灌溉技術、施肥技術、除草技術尚未完善的情況下獲得的試驗結果，隨著水稻旱作技術的成熟尚有很大增產潛力。

水稻旱作噴灌灌溉和滴灌灌溉技術的作物需水量分別為534.8mm和494.1mm，與黑龍江省作物生長季降水量比較均在一定程度上偏高。因此，水稻旱作噴灌灌溉和滴灌灌溉技術必須在具備一定灌溉設施條件的地塊才能實施。

水稻旱作噴灌灌溉和滴灌灌溉技術的生育進程較常規育秧移栽技術緩慢，在品種選擇上應選用早熟品種為宜，并把握好氣候條件適時進行早播，提高作物生長早期的水肥管理，爭取趕上育秧移栽技術的生育進程，從而奪取較好的產量水平。

同年進行的水稻旱作噴、滴灌灌溉技術的大田試驗結果表明，目前應用的除草技術效果不甚理想，應大力研發確實可行的除草技術，要確保除草作業成本的大幅下降，才能有效提高水稻旱作噴、滴灌灌溉技術的經濟效益。

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