淠史杭灌區(qū)中稻作物系數(shù)試驗(yàn)研究

李艷婷 石梅

摘要[目的]計(jì)算淠史杭灌區(qū)中稻作物系數(shù)。[方法]利用中稻各生育期參考作物蒸散量和實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量求得作物系數(shù)。[結(jié)果]淠史杭灌區(qū)參考作物蒸散量日均值拔節(jié)孕穗期最高為5.1 mm；作物實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量抽穗開花期日平均最大為6.3 mm，其次是拔節(jié)孕穗期，日平均為6.2 mm。拔節(jié)孕穗期作物系數(shù)為0.97～1.57，平均為1.33；其次是抽穗開花期為1.02～1.59，平均為1.31。因此，拔節(jié)孕穗期和抽穗開花期為中稻水分敏感期。在淺濕間歇的灌溉制度下，淠史杭灌區(qū)中稻作物系數(shù)與移栽后天數(shù)和積溫具有較好的3次多項(xiàng)式關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.985 7和0.993 2。[結(jié)論]該研究找出淠史杭灌區(qū)中稻需水敏感期，可為灌區(qū)水稻科學(xué)灌溉提供理論基礎(chǔ)；構(gòu)建作物系數(shù)曲線，可為淠史杭灌區(qū)中稻蒸散蒸騰量的計(jì)算提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞中稻；作物系數(shù)；參考作物蒸散量；實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量

中圖分類號(hào)S511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）23-07799-03

作者簡(jiǎn)介李艷婷（1984- ），女，安徽界首人，中級(jí)農(nóng)藝師，從事農(nóng)田灌溉工作。

收稿日期20140703目前，許多研究成果常采用計(jì)算參考作物蒸發(fā)蒸騰量后，考慮植株因素函數(shù)項(xiàng)即作物系數(shù)，換算出作物實(shí)際蒸散蒸騰量[1]。作物實(shí)際蒸散量也可以通過水量平衡方程直接求得。作物系數(shù)是作物實(shí)際蒸散量和實(shí)測(cè)或估算的參考作物蒸騰量的比值，是計(jì)算作物需水量的必要參數(shù)[2]。Steele等以播種后的天數(shù)為變量，采用5次多項(xiàng)式進(jìn)行回歸，分析確定了玉米的作物系數(shù)曲線。由于不同地點(diǎn)、不同年份的作物發(fā)育速率有所不同，許多研究者還提出了另一種構(gòu)建作物系數(shù)曲線的方法，即以熱量指標(biāo)為變量，將作物系數(shù)曲線與形態(tài)發(fā)育更好地聯(lián)系起來。在這類方法中，溫度指標(biāo)通常采用生長(zhǎng)過程中的累計(jì)積溫[3]。

為此，筆者利用Penman-Monteith公式計(jì)算參考蒸散量，通過觀測(cè)獲得中稻實(shí)際蒸散蒸騰量，求出作物系數(shù)；找出淠史杭灌區(qū)中稻需水敏感期，為灌區(qū)水稻科學(xué)灌溉提供理論基礎(chǔ)；并構(gòu)建作物系數(shù)曲線，為淠史杭灌區(qū)中稻實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量的計(jì)算提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況試驗(yàn)于2011～2013年在安徽省淠史杭灌區(qū)灌溉試驗(yàn)總站進(jìn)行。試驗(yàn)站位于六安市金安區(qū)城北鄉(xiāng)廿鋪村，地理位置116°33′E、31°51′N，海拔39 m（廢黃河口基面），處于北亞熱帶向暖溫帶轉(zhuǎn)換過渡地帶，屬低丘陵地區(qū)。作物種植以水稻為主，實(shí)行油-稻、麥-稻輪作，歷年平均日照時(shí)數(shù)為2 040 h，年平均氣溫為15 ℃左右，無霜期為220～230 d。多年平均降雨量為1 100 mm，水面蒸發(fā)量為700～900 mm（E601），地下水埋深為7 m。

試驗(yàn)在鋼筋混凝土有底測(cè)坑中進(jìn)行，回填土層厚度為1 m，測(cè)坑土壤耕作層屬重壤土，底土多為黏土，土壤容重（0～100 cm平均）為1.40 g/cm3，田間持水量為31.35%，土壤有機(jī)質(zhì)含量為1.96%，pH為7.5，全氮含量為1.24 g/kg，全磷含量為0.28 g/kg，全鉀含量為1.32 g/kg。

供試水稻品種為岡優(yōu)渝九，秧苗在35 d左右移栽，移栽密度為20 cm×25 cm，每年播種日期為4月15～5月1日，成熟日期為9月20～30日。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)灌區(qū)中稻生長(zhǎng)發(fā)育特征將中稻全生育期劃分為返青期、分蘗期、拔孕期、抽開期、乳熟期、黃熟期6個(gè)階段，采用淺濕間歇灌溉制度，各生育期水層設(shè)計(jì)、間歇天數(shù)、蓄雨深度和各生育期天數(shù)如所示。

測(cè)坑面積為2.5×1.6=4.0 m2，3次重復(fù)，采用淺濕間歇灌溉制度。測(cè)坑施紅四方復(fù)合肥0.5 kg/坑， 復(fù)合肥N、P、K有效含量分別為13%、5%、7%，相當(dāng)于施純N 150 kg/hm2，五氧化二磷60 kg/hm2。每個(gè)小區(qū)除水分管理外，其他管理方式完全一致。

安徽省淠史杭灌溉試驗(yàn)總站小區(qū)為有底鋼筋混凝土測(cè)坑，無水分滲漏和側(cè)滲。在水分覆蓋田面的時(shí)候每天08：00用測(cè)針測(cè)定水面蒸發(fā)，來確定有水層時(shí)的田間實(shí)際蒸發(fā)蒸散量；當(dāng)?shù)乇砺冻鏊鏁r(shí)用土鉆法測(cè)定0～100 cm土壤水分，每隔20 cm測(cè)定一次，各生育階段初末、灌溉前后，降水前后加測(cè)，確定有水層時(shí)的田間實(shí)際蒸發(fā)蒸散量。

2結(jié)果與分析

2.1中稻各生育階段參考作物蒸散量分析利用最近3年淠史杭灌區(qū)灌溉試驗(yàn)總站自動(dòng)氣象站的氣象資料，根據(jù)式（2）計(jì)算逐日參考作物蒸散量及該灌區(qū)氣候條件下各生育階段內(nèi)總參考作物蒸散量和日平均值。

從可以看出，3年內(nèi)中稻生長(zhǎng)季內(nèi)各生育階段參考作物蒸散量總量最大的為分蘗期，其次是拔節(jié)孕穗期，3年中分蘗期參考作物蒸散量分別占全生育期參考作物蒸散量的29.6%、34.4%、27.2%，拔節(jié)孕穗期分別占全生育期參考作物蒸散量的26.6%、24.4%、29.8%。因?yàn)榉痔Y期和拔節(jié)孕穗期適逢7、8月份，這兩個(gè)階段的氣候特點(diǎn)是輻射強(qiáng)、氣溫一年中最高。此外，階段性參考作物蒸散量與作物該階段持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，分蘗期和拔節(jié)孕穗期是中稻生長(zhǎng)

續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的兩個(gè)階段，分別為33和25 d，所以這兩個(gè)階段的總參考作物需水量占全生育期的57.3%。 參考作物蒸散量日均值拔節(jié)孕穗期最高為5.1 mm，其次是分蘗期為4.3 mm。

2.2中稻各生育階段實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量從可以看出，中稻在整個(gè)生育期內(nèi)平均實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量為546.1 mm。中稻各生育階段的日均蒸發(fā)蒸騰量和總蒸發(fā)蒸騰量都呈現(xiàn)明顯的單峰變化趨勢(shì)。其中，抽穗開花期日均蒸發(fā)蒸騰量最大平均為6.3 mm，其次是拔節(jié)孕穗期平均為6.2 mm；分蘗期ETc總量最大為156.8 mm，其次是拔節(jié)孕穗期為152.9 mm； 返青期日均和總量都是最小分別為3.9和31.2 mm。從生育階段作物系數(shù)來看，拔節(jié)孕穗期和抽穗開花期為中稻日均需水量最大的兩個(gè)生育階段。

2.3中稻各生育階段作物系數(shù)分析從可以看出，中稻全生育期的作物系數(shù)在0.97～1.23，平均為1.16。中稻的作物系數(shù)在生育期內(nèi)各生育階段呈現(xiàn)明顯的單峰變化趨勢(shì)。其中，拔節(jié)孕穗期最大為0.97～1.57，平均為1.33；其次是抽穗開花期為1.02～1.59，平均為1.31；返青期最小為0.78～1.24，平均為0.93。從生育階段作物系數(shù)來看，拔節(jié)孕穗期和抽穗開花期為中稻水分敏感期。這一結(jié)果與前人對(duì)旱稻作物系數(shù)的研究結(jié)果一致[4]。

2.4作物系數(shù)與積溫及移栽后天數(shù)的關(guān)系分析根據(jù)3年的田間試驗(yàn)結(jié)果，構(gòu)建了作物系數(shù)與積溫和移栽后天數(shù)的相關(guān)關(guān)系。作物系數(shù)與作物生長(zhǎng)發(fā)育有直接的關(guān)系，而積溫和移栽后天數(shù)反映了作物生長(zhǎng)發(fā)育過程特征。因此，該研究以熱量指標(biāo)為變量，建立作物系數(shù)與作物生長(zhǎng)發(fā)育過程的直接關(guān)系，為簡(jiǎn)易求算中稻作物系數(shù)提供直接方法。

2011～2013中稻各生育階實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量 mm

在相似的氣候背景條件下，可以根據(jù)中的方程系數(shù)，在已知積溫或移栽后天數(shù)的前提下，估算中稻的作物系數(shù)，使用較為方便。

3結(jié)論

（1）3年內(nèi)中稻生長(zhǎng)季內(nèi)各生育階段參考作物蒸散量總量最大的為分蘗期，其次是拔節(jié)孕穗期。參考作物蒸散量日均值拔節(jié)孕穗期最高為5.1 mm，其次是分蘗期為4.2 mm。中稻在整個(gè)生育期內(nèi)總的實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量為546.1 mm。抽穗開花期日均最大，平均為6.3 mm；其次是拔節(jié)孕穗期，日均為6.2 mm；返青期最小，日均為3.9 mm。從而得出抽穗開花期和拔節(jié)孕穗期為水稻對(duì)水分的敏感程度最高。

（2）中稻作物系數(shù)在全生育期內(nèi)各生育階段內(nèi)呈現(xiàn)很好的單峰變化趨勢(shì)。拔節(jié)孕穗期最大平均為1.33，其次是抽穗開花期平均為1.31，返青期最小平均為0.93。

（3）中稻作物系數(shù)與移栽后天數(shù)和積溫都呈3次多項(xiàng)式關(guān)系，回歸曲線與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)擬合很好，且相關(guān)系數(shù)（R2）分別為0.985 7和0.993 2，在相似氣候背景條件下，可利用移栽后天數(shù)和累積積溫估算作物系數(shù)，使用較為方便。

42卷23期李艷婷等淠史杭灌區(qū)中稻作物系數(shù)試驗(yàn)研究參考文獻(xiàn)

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