陳玉波

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114000)

遼寧省水稻是我國的主要糧食作物和灌溉作物，全國水稻面積約5億畝，遼寧省有1000多萬畝，灌溉用水量大，約占農(nóng)業(yè)灌溉用水總量的80%左右[1]。目前遼寧省水稻生產(chǎn)用水效率僅為0.7kg/m3，節(jié)水潛力很大，因此，開展水稻節(jié)水高產(chǎn)土壤水分標準研究，對指導水稻科學灌溉和實現(xiàn)遼寧省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[2]。灌溉定額是單位面積上(一般以畝為單位)在水稻整個生長期灌溉所需要的總水量，灌溉定額的確定和研究是節(jié)水灌溉的重要依據(jù)，可以有計劃地進行給水灌溉，它對于水田的節(jié)水灌溉、節(jié)能增產(chǎn)具有重要意義[3]。近些年來，對于遼寧省水稻作物灌溉用水研究取得一定成果[3- 14]，但是針對灌區(qū)灌溉定額的研究還較少，為提高遼寧典型灌區(qū)水稻灌溉用水效率，節(jié)約農(nóng)業(yè)耗水率，采用試驗測定方式結合遼寧省6個典型灌區(qū)試驗土樣，采用地中蒸滲儀分別對充分供水條件和淺顯灌溉條件下的水稻灌溉定額進行試驗測定，研究成果對于對指導水稻科學灌溉和實現(xiàn)遼寧省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 試驗方案

此項試驗是利用地中蒸滲儀進行觀測，把土筒中放入實驗土樣(6大灌區(qū)的土樣)，土樣布設位置如圖1所示，地下水埋深控制在3.0、2.5、2.0、1.5、1.0、0.5m高度。由于土樣沒有沉實或土樣與鐵筒之間有縫隙，地下水埋深較大時滲漏量偏大，不同地下水埋深所計算出的灌溉定額差距較大。水田灌溉定額實驗采用兩種方法，一是充分供水條件下的灌溉定額；二是淺濕灌溉條件下的灌溉定額。

圖1 實驗場實驗土筒布置圖

1.1 充分供水條件下的灌溉定額測定

充分供水條件下的灌溉定額實驗是利用地中蒸滲儀進行觀測，把土筒中放入實驗土樣(6大灌區(qū)的土樣)，地下水埋深控制在3.0、2.5、2.0、1.5、1.0、0.5m高度。每日進行3次注水，使土壤上層水面保持在5～10cm，每日8點觀測其滲漏量。年末，計算出水稻生長期的累計滲漏量。最后根據(jù)滲漏量、水稻騰發(fā)量、降水量計算出充分供水條件下的灌溉定額。

1.2 淺濕灌溉條件下的灌溉定額測定

此項試驗是利用地中蒸滲儀進行觀測，分別在0.5～1.0m地下水埋深內的26個試驗土桶內進行水稻的種植，水稻灌溉供水時間跨度為3—5天，每天上午的8時對其灌溉水量、作物蒸發(fā)、土含、滲漏水量進行測定。由于是計算灌溉定額(灌溉定額是以水稻整個生長期為單位)，每日的土壤含水量的變化值可以忽略不計。所以，淺濕灌溉條件下的灌溉定額是根據(jù)供水量、潛水蒸發(fā)量、滲漏量計算得出的。

表1 實驗土筒的布設及梯度表

2 試驗結果討論

2.1 不同地下水埋深下典型灌區(qū)水稻耗水量

水稻整個生長周期的蒸發(fā)總量和蒸發(fā)皿觀測的蒸發(fā)用來對葉面蒸騰量進行確定。在天然條件下安裝兩個E601蒸發(fā)器進行蒸發(fā)試驗的測定，實驗土樣內同時放入兩個E601蒸發(fā)，水稻種植在其中一個E601蒸發(fā)器內，蒸發(fā)情況通過每天8時進行觀測，并對觀測數(shù)據(jù)進行記錄。在水稻不同生長期內采用遮蔭物體對另外一個蒸發(fā)皿進行遮蔭、擋風處理，這樣可以使得其蒸發(fā)皿在類似于水面環(huán)境下進行蒸發(fā)的觀測。葉面蒸騰主要通過兩個蒸發(fā)皿觀測值進行相減得到。各灌區(qū)在不同埋深條件下的水稻耗水量試驗測定結果見表2。

表2 遼寧省典型灌區(qū)不同埋深下的水稻耗水量分析結果

(續(xù)表)

2.2 不同地下水埋深下典型灌區(qū)水稻灌溉定額

本文采用水稻灌溉定額簡化計算方程為：

W=Q+E-P

(1)

式中，W—水稻灌溉定額，mm；Q—滲漏量，mm；E—水稻騰發(fā)量，mm；P—有效降水量，表示為降到水田的但未產(chǎn)生徑流量的降水。結合前面各灌區(qū)的滲漏量、E601蒸發(fā)皿蒸發(fā)量、有效降水量以及水稻葉面蒸騰量對不同地下水埋深條件下的水稻灌溉定額進行分析，結果見表3—7所示。

表3 各灌區(qū)地下水埋深0.5m灌溉定額

表4 各灌區(qū)地下水埋深1.0m灌溉定額

表5 各灌區(qū)地下水埋深1.5m灌溉定額

表6 各灌區(qū)地下水埋深2.0m灌溉定額

2.3 不同節(jié)水灌溉方式下水稻作物產(chǎn)量影響

對兩種節(jié)水灌溉形式下的灌溉定額、滲漏量、產(chǎn)量進行對比，主要是對比兩種節(jié)水灌溉方式的耗水量、灌水量、滕發(fā)量、產(chǎn)量等。試驗結果見表7。

不同節(jié)水灌溉方式下對水稻作物產(chǎn)量有較為直接的影響，從不同節(jié)水灌溉方式下的水稻產(chǎn)量試驗測定結果可看出，相比于淹水灌溉方式，淺濕灌溉

表7 不同節(jié)水灌溉方式下的水稻產(chǎn)量

方式下水稻增量平均每畝可以增加32.0kg，增率達到5.1%，具有較為顯著的水稻產(chǎn)量增加的促進作用。完整的農(nóng)田水分系統(tǒng)包括土壤、植物、地表、地下水，各類分系統(tǒng)在地下水淺埋區(qū)具有較為密切的關聯(lián)度，作物生長與土壤水之間即相互關聯(lián)又相互影響。水稻形態(tài)和生理多個方面都會受土壤水的影響而產(chǎn)生不同的反應，水稻整個生長周期都會受到作物生長發(fā)育的影響。土壤水分的分布狀態(tài)也同樣受到作物生長過程中消耗水分產(chǎn)生直接的影響。

因此水稻作物的生長發(fā)育過程中勢必受到淺水埋深的影響，從而對其作物產(chǎn)量產(chǎn)生影響。

2.4 不同地下水埋深時不同土質的水稻產(chǎn)量

結合各典型灌區(qū)各類土質進行不同地下水埋深時的水稻作物產(chǎn)量進行試驗分析，分析結果見表8。

從不同地下水埋深條件下不同類型土質水稻作物產(chǎn)量測定結果可看出，在同一地下水埋深條件下土質對于水稻作物產(chǎn)量影響各不相同，地下水埋深和作物產(chǎn)量為負影響，產(chǎn)量越高其地下水埋深越淺，產(chǎn)量越低其地下水埋深越大。從砂土不同埋深條件下水稻作物產(chǎn)量可看出，0.5m埋深條件下砂土的產(chǎn)量比1.0m埋深條件下每畝要高52.96kg。相同埋深土壤質地對水稻作物產(chǎn)量影響也不同，在同一埋深下，砂土的水稻作物產(chǎn)量比亞粘土作物產(chǎn)量每畝要高144.59kg，表明在相同地下水埋深條件下土質也對水稻作物產(chǎn)量有所影響。

表8 不同地下水埋深水稻產(chǎn)量的比較(不同土)

3 結論

(1)在相同土質條件下，水稻作物產(chǎn)量隨著地下水埋深遞增，呈現(xiàn)先遞增后逐步減少再趨于穩(wěn)定產(chǎn)量變化，通過對遼寧省各大型灌區(qū)不同地下水埋深下的水稻作物產(chǎn)量試驗分析，作物產(chǎn)量最高值對應的最優(yōu)地下水埋深在0.37～0.52m之間。

(2)在相同地下水埋深條件下，不同土質對于灌區(qū)作物產(chǎn)量影響也較為明顯，砂土土質下其水稻作物產(chǎn)量最高，亞粘土土質下作物產(chǎn)量相對較低。

(3)進行水稻秧苗移栽后，建議薄水層厚度保持5～25mm進行返青和活苗，水稻作物各生育期在返青以后不應在田面建立灌水層。灌水時間和灌水定額控制標準建議以根層土壤含水量為準，飽和土含為其土含控制上限，不同生長期60%～80%的飽和土含作為其水稻土含下限進行控制。