寒地水稻控制灌溉技術(shù)在黑龍江省推廣應(yīng)用分析

何 權(quán)

(黑龍江省水利廳，哈爾濱150001)

1 推廣寒地水稻控制灌溉技術(shù)的必要性

黑龍江省是全國最大的粳稻生產(chǎn)基地，年平均粳稻產(chǎn)量占全國粳稻總產(chǎn)量的29%，約占全國粳稻商品量的45%。

2009年4月，國務(wù)院常務(wù)會議通過了全國新增千億斤糧食產(chǎn)能工程規(guī)劃，將黑龍江省糧食生產(chǎn)能力建設(shè)列為重要內(nèi)容，對黑龍江省稻米生產(chǎn)提出了更高的要求。黑龍江省根據(jù)國家對糧食發(fā)展及優(yōu)質(zhì)粳稻生產(chǎn)的總體要求，每年將為國家提供優(yōu)質(zhì)商品粳稻2 000萬t，這對全省水資源保障能力提出了更高的要求

2010年，黑龍江省水稻灌溉面積293萬hm2，年用水量高達240億m3，水稻灌溉用水占農(nóng)業(yè)用水總量的96%，占社會總用水量的70%，因此，黑龍江省農(nóng)業(yè)節(jié)水的重點是水稻節(jié)水。

2011年全省水稻面積達到了333萬hm2，僅水稻灌溉用水就將達300億m3，占全省水資源總量近40%。導(dǎo)致我省的水資源將十分緊張，水資源可持續(xù)發(fā)展將面臨十分嚴峻的形勢。初步估算，全省需再節(jié)水50～60億m3才能在水資源用水總量不變的前提下，保證灌溉面積發(fā)展目標。目前，黑龍江省實現(xiàn)田間灌溉凈定額高達400～500 m3/666.7 m2，自流灌區(qū)毛灌溉定額高達800～850 m3/666.7 m2，地表水灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)僅0.45～0.5，井灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)僅0.8左右，因此發(fā)展以水稻節(jié)水控制為主的節(jié)水新技術(shù)對全省水資源利用具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2 寒地水稻控制灌溉技術(shù)優(yōu)勢

寒地水稻控制灌溉技術(shù)是一項投入少、效益高、操作簡單的灌溉技術(shù)。

為探索適合寒地特點的控制灌溉技術(shù)模式，2004～2009年，在全省22個試驗站開展了多年的理論和應(yīng)用研究，摸索出了適合寒地特點的技術(shù)模式，取得了良好的效果。控制灌溉的技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在7個方面:

2.1 水稻增產(chǎn)

據(jù)研究成果統(tǒng)計，控制灌溉水稻的理論測產(chǎn)比常規(guī)灌溉提高4.6%;實收產(chǎn)量比常規(guī)灌溉提高5% ～10%。

2.2 改善米質(zhì)

研究表明，控制灌溉模式的稻米品質(zhì)均略好于常規(guī)灌溉。其糙米率、精米率、整精米率、粒長、膠稠度、粗蛋白含量、脂肪含量均有提高。

2.3 節(jié)水效果顯著

研究表明，含泡田用水量在內(nèi)的全生育期灌水量與常規(guī)灌溉相比平均節(jié)水36%。與常規(guī)灌溉相比，生育期平均節(jié)水48%，節(jié)水效果極其顯著。

2.4 產(chǎn)出比高

水稻控制灌溉的效益主要體現(xiàn)在增產(chǎn)、節(jié)水和節(jié)支3個方面。自流灌區(qū)平均增收節(jié)支71元/666.7 m2;機井平均增收節(jié)支92元/666.7 m2。電井灌區(qū)平均增收節(jié)支81元/666.7 m2。充分顯示控制灌溉技術(shù)的效益是相當顯著。

2.5 抗倒伏能力高

控灌水稻的底部節(jié)間長度短、壁厚、節(jié)間充實度等均優(yōu)于常灌對照區(qū)。對2005年田間實際倒伏狀況的調(diào)查表明:控制灌溉區(qū)水稻倒伏面積僅有4.8%，常灌區(qū)水稻平均倒伏面積高達23.1%。

2.6 抗病能力增強

試驗表明，控制灌溉不但抗倒伏，而且在稻瘟病防治方面也具有非常好的效果。主要原因是:控制灌溉技術(shù)自水稻返青后，田間基本不建立明水層，使各層葉片都能受到陽光照射，增加了地溫，改善了農(nóng)田小氣候，有效抑制了水稻的發(fā)病率。

2.7 減少面源污染和溫室氣體排放

實施水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)大大減少稻田排水量和滲漏量，不僅提高了肥料的利用效率，而且減輕了肥料對地下水、承泄區(qū)和土壤的污染，河流富營養(yǎng)程度大大降低。同時，通過適時的水分調(diào)虧，控、曬結(jié)合，大大降低了土壤甲烷細菌的活性，抑制了甲烷的產(chǎn)生，通過曬田最終降低稻田甲烷排放速率和甲烷總排放量。

3 寒地水稻節(jié)水優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)調(diào)控原理

水稻節(jié)水控制灌溉突破了稻田水層管理的傳統(tǒng)觀念，在非需水關(guān)鍵期適當減少水分供應(yīng)，造成適度的水分虧缺，大幅度的減少深層滲漏和棵間蒸發(fā)，可以有效控制葉面蒸騰，從而大幅度的節(jié)約用水。同時可以促進根系發(fā)育，使株型和群體結(jié)構(gòu)更為合理，達到高產(chǎn)的目的。主要的調(diào)控原理體現(xiàn)在以下4個方面:

3.1 調(diào)控水稻需水規(guī)律，降低無效耗水

水稻各生育階段對水分的需求不同，應(yīng)根據(jù)不同階段水稻對水分需求的敏感度，適時、適量地供應(yīng)水分，從而顯著減少水稻耗水量?？刂乒喔韧ㄟ^各生育階段不同的水分供應(yīng)，使蒸騰速率出現(xiàn)一定程度的下降。控制灌溉全生育期水稻蒸發(fā)蒸騰量平均減少23.7%。大部分時間田間無水層的水分狀態(tài)改變了稻田深層滲漏的發(fā)生機制，深層滲漏量平均降低49.4%。

3.2 調(diào)控水稻特有的水分適應(yīng)性，促控群體質(zhì)量

水稻屬于“半水生性”植物，耐旱性介于旱生性植物與水生性植物之間，同時水稻在長期進化和人類馴化的過程中形成了對水旱的雙重適應(yīng)性。通過不同階段的合理促控使水稻生長形態(tài)發(fā)生變化，通過根系與冠層結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性調(diào)整，彌補群體數(shù)量降低的影響，并通過根系活力的提高實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。通過不同的灌溉補水量，對農(nóng)作物進行有促、有控的生理生態(tài)調(diào)整，充分利用根層土壤水分與稻作之間的相互反饋作用和作物對水分的自我適應(yīng)與調(diào)節(jié)能力，促使水稻向“最佳群體結(jié)構(gòu)”和“理想豐產(chǎn)株型”兩者的優(yōu)化組合方向發(fā)展，以達到節(jié)水、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的目的。

3.3 調(diào)控水稻根系和光合作用，為后期補償效應(yīng)的發(fā)揮創(chuàng)造了條件

控灌水稻根深、根壯、分布范圍廣、汲取水和養(yǎng)分的能力強，為控灌水稻中后期補償效應(yīng)的發(fā)揮創(chuàng)造了條件。控制灌溉抑制了無效分蘗，保持了適宜的葉面積指數(shù)，擴大了光合作用的面積，有利于有機物的合成和運輸;有利于植物營養(yǎng)體的發(fā)育和延長功能葉的壽命;有利于光合產(chǎn)物和蛋白質(zhì)的合成;有利滿足水稻后期吸氮，提高了結(jié)實率，達到了節(jié)水增產(chǎn)的目的。

3.4 調(diào)控水稻抗逆能力，優(yōu)化稻株與環(huán)境的協(xié)調(diào)狀態(tài)

水稻控制灌溉減少了無效分蘗，莖稈厚度增加，在生育后期抗莖稈倒伏的能力增加，與此同時增加了土壤密實度，根系扎根深度增加，整體抗倒伏能力增強。田間無水層狀態(tài)使冠層內(nèi)部濕度降低，同時群體生長的適應(yīng)使冠層內(nèi)的空氣流通增加，水稻發(fā)生稻瘟病等的幾率降低?？茖W(xué)的水分調(diào)控，在改變水稻本身的生長的同時，使根層土壤環(huán)境發(fā)生變化，打破了厭氧條件，改善了根系生長環(huán)境，提高了稻田肥料的利用效率。同時田間溫度升高、濕度降低，提高了光溫資源的利用效率，并減少了潮濕環(huán)境中容易爆發(fā)的稻瘟病等的發(fā)病率。使水稻植株與根區(qū)土壤環(huán)境、田間微氣候環(huán)境之間形成了更為協(xié)調(diào)的狀態(tài)。

4 推廣寒地水稻控制灌溉技術(shù)的建議

經(jīng)過全省7 a的水稻控制技術(shù)探索和實踐，針對不同積溫和地區(qū)推出了水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)組合模式圖。但想要在全省大范圍的推廣，還需要在以下6個方面有所突破:

4.1 土地平整

黑龍江省大部分水稻田塊高差＞50 mm，水稻控制灌溉技術(shù)要求水層≦30 mm。在封閉滅草期，要在田間保留30 mm淺水，并施放化肥和滅草農(nóng)藥，如果土地不平整，高地滅草效果不好，肥效達不到地勢高處。土地平整是水稻控制灌溉技術(shù)推廣的前提，因此，對于高差不大的較小地塊，可由群眾自己進行平整。對于較大的地塊，最好能整合國土、農(nóng)發(fā)等部門的資金，集中進行平整。

4.2 選好突破口，突出推廣重點

控制灌溉技術(shù)的推廣首先要選好突破口，優(yōu)先在新建灌區(qū)和井灌區(qū)進行推廣。要讓老稻區(qū)的農(nóng)戶改變已經(jīng)形成了多年的耕作模式，不是一件容易的事，但對于新建灌區(qū)農(nóng)戶來說，對于灌溉技術(shù)的認識就像張白紙，傳統(tǒng)的灌溉方式和控制灌溉方式?jīng)]有區(qū)別，只要能及時對農(nóng)戶進行控制灌溉技術(shù)培訓(xùn)，反而更能夠接受控制灌溉方式。井灌區(qū)的農(nóng)戶要承擔燃油動力、電費等額外費用，只要宣傳好控灌節(jié)水、節(jié)油、節(jié)電、省藥、省肥等技術(shù)優(yōu)勢，井灌區(qū)的農(nóng)戶會逐漸接受和使用控制灌溉技術(shù)。

4.3 建立真正的控制灌溉示范區(qū)

在全省范圍內(nèi)，已經(jīng)建立了近30個控灌示范區(qū)，但是這些控灌示范區(qū)，僅僅是工程節(jié)水示范區(qū)，示范區(qū)內(nèi)并沒有采用控制灌溉技術(shù)進行灌溉。只有建立起真正的控灌示范區(qū)，通過與周邊傳統(tǒng)灌溉對比，把控制灌溉的優(yōu)勢展現(xiàn)出來，帶動示范區(qū)周邊農(nóng)戶，并逐漸輻射到所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣、市乃至全省。

4.4 建立有效的保障和獎勵機制

現(xiàn)在國家對農(nóng)戶購買良種，有良種補貼，購買農(nóng)機，有農(nóng)機補貼。控制灌溉技術(shù)作為一項節(jié)水效益顯著的新技術(shù)，應(yīng)該由政府出資，補貼農(nóng)戶。在全省建立一套有效的保障和獎勵機制:①應(yīng)在控制灌溉示范區(qū)建立保障機制，政府和示范區(qū)農(nóng)戶簽訂合同，保證農(nóng)戶在應(yīng)用控灌技術(shù)時的收益高于傳統(tǒng)灌溉。②在全省選擇試點縣，對應(yīng)用控制灌溉技術(shù)的農(nóng)戶進行資金補貼。③逐步在全省推廣，并形成一套有效、長期的機制。

4.5 積極在全省進行農(nóng)業(yè)灌溉水價改革

目前，我省絕大部分農(nóng)村仍在實行按畝收費的舊水價標準，這個標準出臺于1997年，水田收費僅為20元/666.7 m2，已遠遠不能滿足灌溉事業(yè)發(fā)展的需要。用水戶只要繳納水費后，用水量就不再受限制。上游農(nóng)戶大水漫灌，浪費水嚴重，而下游農(nóng)戶卻無水可用。因此，積極推行水價改革，按方收費，用水價約束灌溉用水量，這樣農(nóng)戶能更主動的接受控制灌溉這種更節(jié)約的灌溉技術(shù)。

4.6 提高自流灌區(qū)的灌溉保證率

控灌技術(shù)對于灌溉的保證率要求較高，在水稻需水時，必須保證供水。而我省自流灌區(qū)由于渠首及骨干工程不配套、老化失修等限制，導(dǎo)致自流灌區(qū)的灌溉保證率低，制約了控制灌溉技術(shù)在自流灌區(qū)的發(fā)展。因此我省應(yīng)該設(shè)立專項資金，加強灌區(qū)渠首及骨干工程建設(shè)，以提高灌區(qū)灌溉保證率，保證控制灌溉技術(shù)在我省5000萬畝(333萬hm2)水稻種植面積中全面推廣。

［1］黑龍江省水利廳，黑龍江水稻灌溉試驗中心.寒地水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)手冊［K］.哈爾濱:黑龍江省水利廳，黑龍江水稻灌溉試驗中心，2010.

［2］中華人民共和國水利部.GB50288－99灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范［K］.北京:中國計劃出版社，1999.

［3］水利部農(nóng)村水利司，水利部農(nóng)田灌溉研究所.SL207－98節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范［K］.北京:中國水利水電社，1998.