灌溉試驗(yàn)設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)作物灌溉制度試驗(yàn)

李 治，張 恒

(尚志市黑龍宮灌區(qū)管理站，黑龍江尚志150600)

為提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，黑龍江省于20世紀(jì)80年代始，由省農(nóng)業(yè)等部門(mén)牽頭搞了許多不同作物品種的田間科學(xué)試驗(yàn);由水利等部門(mén)牽頭稿了不少水田與旱田灌溉試站，取得了可惜的成果。據(jù)主管部門(mén)提供，現(xiàn)由省水利廳農(nóng)村水利處、農(nóng)田水利管理總站和科技外事處主持設(shè)立的試驗(yàn)站共有41個(gè)，分布于全省不同地域，分別承擔(dān)水田和少量旱田區(qū)域的灌溉制度試驗(yàn)，其中，每年都提供完整試驗(yàn)資料的水田占19個(gè)，旱田9個(gè)，共計(jì)28個(gè)試驗(yàn)站。對(duì)于試驗(yàn)成果可靠、實(shí)用的灌溉方法，灌水技術(shù)且取得明顯增產(chǎn)又節(jié)水的試驗(yàn)成果加以適時(shí)總結(jié)，經(jīng)專家鑒定后，在適合地區(qū)加以推廣，從而不斷擴(kuò)大規(guī)模和效益。本文僅介紹灌溉試驗(yàn)站中的灌溉試驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容與水田作物灌溉制度試驗(yàn)內(nèi)容。

1 灌溉試驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

1.1 設(shè)計(jì)程序及設(shè)計(jì)書(shū)

1)開(kāi)展試驗(yàn)前，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)的要求，編寫(xiě)試驗(yàn)設(shè)計(jì)書(shū)。

2)設(shè)計(jì)書(shū)應(yīng)包含的主要內(nèi)容:①試驗(yàn)課題名稱;②試驗(yàn)的時(shí)間和地點(diǎn);③試驗(yàn)?zāi)康?、意義及其依據(jù);④試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，主要是確定試驗(yàn)處理和重復(fù)方法;⑤田間試驗(yàn)(小區(qū)或大區(qū))規(guī)劃設(shè)計(jì)，并附試區(qū)布置圖;⑥主要農(nóng)業(yè)技術(shù)措施;⑦試驗(yàn)的技術(shù)路線，觀測(cè)和調(diào)查的項(xiàng)目于方法;⑧試驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析方法與要求;⑨經(jīng)費(fèi)預(yù)算與必須的儀器設(shè)備、工具、材料計(jì)劃;⑩項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、試驗(yàn)人員(包括工人)的分工和職責(zé)。

1.2 試驗(yàn)處理原則與其它事項(xiàng)

1.2.1 試驗(yàn)處理應(yīng)遵循的原則

1)處理應(yīng)有針對(duì)性。應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)要求解決的問(wèn)題，選擇若干主要對(duì)比因素，將其劃分為幾個(gè)水平，組合成對(duì)比處理。

2)水平劃分時(shí)應(yīng)注意使用不同水平之間的差異和處理數(shù)目便于進(jìn)行試驗(yàn)和成果分析。各因素的最高和最低水平以及各水平之間的差別應(yīng)恰當(dāng)選定。

3)應(yīng)結(jié)合以往進(jìn)行的試驗(yàn)和以后可能的發(fā)展，保持試驗(yàn)成果的連續(xù)性和系統(tǒng)性。

4)對(duì)研究規(guī)律或探求各因素之間定量關(guān)系的試驗(yàn)，可安排惡劣狀態(tài)或受害水平的處理。

5)試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)應(yīng)有利于對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)。

6)應(yīng)設(shè)置對(duì)照處理，作為比較的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)照處理應(yīng)采用當(dāng)?shù)貞?yīng)用最廣泛的技術(shù)措施。

1.2.2 多因素試驗(yàn)條件下處理方法

在多因素試驗(yàn)條件下，對(duì)于只有2～3個(gè)因素且各因素只有2～3個(gè)水平的試驗(yàn)，宜采用全面實(shí)驗(yàn)法安排處理;試驗(yàn)處理數(shù)目過(guò)多時(shí)，可采用部分實(shí)驗(yàn)法(如正交實(shí)驗(yàn)法、旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)法和最優(yōu)實(shí)驗(yàn)法等)安排處理。

1.2.3 其它事項(xiàng)

1)除了多點(diǎn)的大田示范性試驗(yàn)以外，灌溉試驗(yàn)都應(yīng)設(shè)置重復(fù)試區(qū)。小區(qū)試驗(yàn)應(yīng)≥3次重復(fù)，中間示范性試驗(yàn)應(yīng)≥2次重復(fù)。

2)有植物或土壤采樣要求，并可能引起試驗(yàn)代表性發(fā)生變化的試驗(yàn)，重復(fù)數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加。

1.3 試驗(yàn)小區(qū)布置

1)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)場(chǎng)地總面積、土壤肥力分布狀況，并結(jié)合試驗(yàn)的設(shè)計(jì)任務(wù)，統(tǒng)一規(guī)劃試驗(yàn)小區(qū)。試驗(yàn)小區(qū)規(guī)劃包括各項(xiàng)試驗(yàn)的試區(qū)布置，每個(gè)試區(qū)的小區(qū)排列，保護(hù)區(qū)、隔離區(qū)的布置，渠道、溝道及附屬建筑物的布置，并應(yīng)繪出田間規(guī)劃布置平面圖。

2)在同意重復(fù)試區(qū)內(nèi)，各處理試驗(yàn)小區(qū)的形狀、方向、面積應(yīng)一致。每個(gè)試區(qū)的面積應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目、作物種類、試驗(yàn)地總面積和土壤肥力差異程度以及處理數(shù)和重復(fù)數(shù)等因素來(lái)確定。對(duì)于作物蒸發(fā)蒸騰量、灌溉制度、作物水分生產(chǎn)函數(shù)、劣質(zhì)水安全利用、灌溉方法、灌水技術(shù)和灌溉效益試驗(yàn)，低矮或終止密度大的作物每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積應(yīng)＞60 m2，植株高大或終止密度小的作物每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積應(yīng)＞130 m2，中間示范區(qū)試驗(yàn)每個(gè)試區(qū)的面積宜＞300 m2。

灌溉方法試驗(yàn)中若有噴灌，其試區(qū)面積應(yīng)根據(jù)噴頭類型和組合方式確定:采用搖臂式噴頭，試區(qū)面積應(yīng) ＞30 m2;采用折射式噴頭，試區(qū)面積應(yīng) ＞60 m2。設(shè)施農(nóng)業(yè)條件下的灌溉試驗(yàn)，應(yīng)結(jié)合溫室或大棚內(nèi)的小氣候條件和栽培管理要求等安排試區(qū)，小區(qū)面積可適當(dāng)減小。

3)對(duì)于矩形試驗(yàn)小區(qū)，其長(zhǎng)邊應(yīng)順著土壤差異的方向。

4)布設(shè)小區(qū)時(shí)，應(yīng)使同意重復(fù)試區(qū)內(nèi)各處理小區(qū)之間的自然條件(土壤、地形、水文地質(zhì)、前茬作物等)差異最小。

5)小區(qū)排列應(yīng)有利于消減土壤差異帶來(lái)的誤差，宜采用隨機(jī)排列、隨機(jī)區(qū)組排列或拉丁方排列，不應(yīng)采用順序排列和集中排列。

6)整個(gè)試驗(yàn)區(qū)中與小區(qū)長(zhǎng)邊平行的兩端應(yīng)設(shè)保護(hù)區(qū)，每一保護(hù)區(qū)的寬度不宜小于寬度的一半。與小區(qū)短邊方向平行的兩端應(yīng)設(shè)保護(hù)袋，寬度宜為1～2 m。保護(hù)區(qū)中應(yīng)安排與相鄰小區(qū)同樣的處理，保護(hù)袋的處理應(yīng)與所在的小區(qū)相同。保護(hù)區(qū)、保護(hù)帶不計(jì)入試區(qū)面積。

對(duì)于旱作，當(dāng)田埂防滲條件差時(shí)，應(yīng)在每?jī)蓚€(gè)小區(qū)之間設(shè)置1～-2 m寬的隔離帶。噴灌試驗(yàn)各小區(qū)之間以及噴灌與其他灌溉方法的試區(qū)之間，應(yīng)設(shè)置隔離區(qū)，其寬度的確定應(yīng)使相鄰小區(qū)的噴灑水滴不發(fā)生相互交叉。隔離帶及隔離區(qū)中種植與試驗(yàn)區(qū)內(nèi)相同的作物，但不計(jì)入試驗(yàn)區(qū)面積。

7)試驗(yàn)區(qū)的灌溉渠道(管道)與排水溝道(管道)應(yīng)分開(kāi)布設(shè)。

2 水田作物灌溉制度試驗(yàn)

在我省不同區(qū)域，如三江平原、松嫩平原、中部地區(qū)以及黑河市等地域均設(shè)有灌溉試驗(yàn)站。它們隨地域土壤、積溫、水源、品種等條件的不同，作著不同的灌溉試驗(yàn)。雖然有些相異，但總體要求基本是相同的。其試驗(yàn)內(nèi)容如下:

2.1 應(yīng)根據(jù)田間水分控制方式確定相應(yīng)灌溉制度

水稻本田期的灌溉制度試驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)田間水分控制方式(淹水、濕潤(rùn)、落干、曬田等)、天面水層深度或土壤水分控制上下限及曬田和落干的次數(shù)、時(shí)間及成都等因素安排處理，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，確定會(huì)議的水分控制方式、水層標(biāo)準(zhǔn)、土壤水分適宜控制指標(biāo)、曬田技術(shù)及相應(yīng)的灌溉制度。

2.2 做好試驗(yàn)觀測(cè)

應(yīng)每天定時(shí)(上午8時(shí))觀測(cè)田間水層，灌水、降水及排水前后應(yīng)加測(cè)，讀書(shū)精度達(dá)到0.1 mm。在曬田落干期間，土壤含水率應(yīng)5～10 d觀測(cè)一次，灌水前后，降水前后和生育階段轉(zhuǎn)化時(shí)應(yīng)加測(cè)。

2.3 水層標(biāo)準(zhǔn)與曬田技術(shù)要求

2.3.1 水層標(biāo)準(zhǔn)

1)濕潤(rùn):0～20 cm土層內(nèi)平均土壤含水率為飽和含水率的90%至天面水層深度為10 mm。

2)淺水層:天面水層深度為10～30 mm。

3)中水層:天面水層深度為30～60 mm。4)深水層:天面水層深度＞60 mm。

2.3.2 曬田標(biāo)準(zhǔn)

1)輕曬:曬田末時(shí)0～20 cm土層內(nèi)平均土壤含水率不低于飽和含水率的80%。

2)中曬:曬田末時(shí)0～20 cm土層內(nèi)平均土壤含水率為飽和含水率的60%～80%。

3)重曬:曬田末時(shí)0～20 cm土層內(nèi)平均含水率低于飽和含水率的60%。

2.4 其他方面要求

1)泡田用水試驗(yàn)應(yīng)針對(duì)省水、增產(chǎn)的泡田技術(shù)(泡田用水與耕、耙、耖田的配合方式等)與用水定額進(jìn)行。試驗(yàn)中應(yīng)測(cè)記泡田時(shí)間、用水定額、泡田技術(shù)以及泡田期間的降水量、排水量、田面蒸發(fā)量和滲漏量。

2)秧田的灌溉制度試驗(yàn)，宜根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，選擇2～3種育秧方法以及相應(yīng)的灌溉制度，做不同的安排處理并進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

3)水田生長(zhǎng)的其他經(jīng)濟(jì)作物或緣肥作物的灌溉制度試驗(yàn)，可根據(jù)田面有無(wú)水層情況，按水稻灌溉制度試驗(yàn)要求進(jìn)行。

［1］水利部.SL13—2004灌溉試驗(yàn)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2004.

［2］李鎮(zhèn)西.種植水稻是利用改良鹽堿化土壤的一個(gè)好途徑［J］. 黑龍江水利科技，1990，18(03):51-55.