作物需水規(guī)律與灌溉節(jié)水

張金平

水是生命的源泉，是一切作物正常生長(zhǎng)發(fā)育過程所必不可少的條件之一。一個(gè)地方的水分條件好壞，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響極大?！帮L(fēng)調(diào)雨順，五谷豐登”，“有收無(wú)收在于水，收多收少在于肥”這兩句農(nóng)諺，就是水分條件與農(nóng)業(yè)收成關(guān)系方面的簡(jiǎn)明總結(jié)。今天，我國(guó)已建成了許多水利設(shè)施，但旱澇問題尚未徹底解決，即便將來真正解決了旱澇問題，還是要講究科學(xué)用水，合理灌溉。因此，為了奪取農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，注重灌溉與節(jié)水的協(xié)調(diào)，就需要了解和掌握農(nóng)作物的需水規(guī)律，弄清降水、濕度、土壤水分與作物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系。

1 作物體含水

各種農(nóng)作物體內(nèi)含的水分很多，一般作物含80%左右，蔬菜和塊莖作物含90%～95%，某些水生作物含水竟達(dá)98%以上。作物體內(nèi)富含水分，是為了使細(xì)胞保持膨壓，以維持生長(zhǎng)狀態(tài)。同時(shí)，作物的生理活動(dòng)，包括光合作用、蒸騰作用、根系吸收作用和養(yǎng)分的運(yùn)輸?shù)?，均需有充足的水分供?yīng)，否則，作物就不能進(jìn)行正常的生長(zhǎng)和發(fā)育，也不能獲得較好的產(chǎn)量和品質(zhì)。

2 作物需水量

2.1 作物耗水量

各種農(nóng)作物，從播種出苗到結(jié)出新的種子，都需要大量的水分。例如，1株玉米，在生長(zhǎng)期中每天要消耗1.64公斤水，一生要消耗200多公斤水。小麥等糧食作物，形成1公斤干物質(zhì)，在潮濕的氣候條件下要消耗250～350公斤水；在較為干燥地區(qū)則要消耗450～500公斤水；在一般的氣候條件下，畝產(chǎn)350公斤干物質(zhì)需要消耗21萬(wàn)～28萬(wàn)公斤水，相當(dāng)于1畝地上積有310～420毫米的水層。每生產(chǎn)1公斤棉花莖、枝、葉等干物質(zhì)，需耗水400～600公斤。以畝產(chǎn)150公斤子棉計(jì)算，總干物質(zhì)重約500公斤，就要消耗20萬(wàn)～30萬(wàn)公斤水。隨著棉花產(chǎn)量的不斷提高，所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)逐漸增多，耗水量也相應(yīng)增加。但并不是產(chǎn)量越高，耗水量越多。據(jù)試驗(yàn)，一般畝產(chǎn)225～300公斤子棉的總耗水量需35萬(wàn)～45萬(wàn)公斤。

2.2 作物蒸騰量

作物所吸收的大量水分，除一小部分用于光合作用以制造有機(jī)物質(zhì)外，99%的水分都是用于蒸騰作用消耗掉的。由于蒸騰作用，使作物的體溫得到保持，不致于因溫度急變而過熱或過冷而影響正常生長(zhǎng)發(fā)育。各種作物的蒸騰量是不同的，因此可用蒸騰系數(shù)（作物有機(jī)體每合成1克干物質(zhì)所蒸騰的水分克數(shù)）來表示作物的需水程度。蒸騰系數(shù)大，表明作物需水多，但利用效率低，即蒸騰效率（作物有機(jī)體每消耗1公斤水所制造的干物質(zhì)克數(shù)）低；反之，表明作物需水少，利用率高。例如，有調(diào)查顯示：水稻的蒸騰系數(shù)達(dá)1000，豌豆為788，棉花為646，馬鈴薯為636，燕麥為597，大麥為534，小麥為513，而玉米、高粱、谷子僅為368、322、310。當(dāng)然，蒸騰系數(shù)不是固定不變的，隨著天氣、土壤條件和栽培措施的變化而變化。

2.3 作物需水關(guān)鍵期

在作物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中，各個(gè)時(shí)期均需有充足的水分供應(yīng)才能獲得高產(chǎn)。其中，有的時(shí)期不但需水量多，而且在遇到干旱時(shí)減產(chǎn)特別明顯，這個(gè)時(shí)期便是作物的需水關(guān)鍵期?？蒲泻蜕a(chǎn)實(shí)踐表明，各種作物的需水關(guān)鍵期是不同的。小麥在孕穗至抽穗開花期是需水的關(guān)鍵期，需水最多，若遇干旱，產(chǎn)量銳減。水稻在花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂期（從出穗前11天左右開始）到抽穗開花期，玉米在雌雄蕊分化至抽雄吐絲期，棉花在花鈴期，油菜在開花期需水都較多，遇旱明顯減產(chǎn)，均為需水的關(guān)鍵期?？梢?，作物的需水關(guān)鍵期基本上是在孕穗到抽穗開花這段時(shí)間。因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)期作物有機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育最旺盛，需水很多，加上新的生殖器官處于幼嫩階段，對(duì)外界不良環(huán)境的抵抗能力很差，所以一遇干旱必然造成明顯減產(chǎn)。作物的需水關(guān)鍵期愈長(zhǎng)，遇到不良環(huán)境的機(jī)會(huì)也愈多，愈需采取不懈的抗災(zāi)措施。當(dāng)作物需水關(guān)鍵期發(fā)生干旱的時(shí)候，就需要及時(shí)灌溉，緩解旱情。

3 灌溉

3.1 漫灌危害

灌溉也需要講科學(xué)。大水漫灌是一種原始、落后的灌溉方法，在我國(guó)北方地區(qū)尤為多見，對(duì)土地及作物等的破壞十分嚴(yán)重，如：用水量多，成本增加；土壤流失，沖根拉苗；“饑”“飽”不勻，高處的莊稼渴死，低處的則被淹死，等等。由于大水漫灌后，過量的水分滲入土壤深層，使地下水位抬升，耕地易產(chǎn)生次生鹽堿。土壤次生鹽堿化后，輕則減產(chǎn)，重則變成不毛之地。大水漫灌使土壤肥力因素之間的協(xié)調(diào)受破壞，地越澆越“瘦”。在正常情況下，土壤中的水、肥、氣、熱4個(gè)因子相互影響，比較協(xié)調(diào)。水分適宜，可促進(jìn)肥、氣、熱作用的發(fā)揮。大水漫灌時(shí)，過多的水分?jǐn)D跑了土壤空隙中的空氣，使氧氣缺少，作物根系的呼吸、有機(jī)物質(zhì)的分解、氨化和硝化作用等活動(dòng)均不能正常進(jìn)行，土壤中積累的二氧化碳也不能暢快地向空氣中排放。土壤中的有效氮和鉀等營(yíng)養(yǎng)元素又很容易溶解在水中，于是一部分養(yǎng)分就會(huì)隨多余的水分下滲而流失掉。這樣，澆水量越大，土壤也就越“瘦”，產(chǎn)量也越低。

3.2 土壤持水量

土壤吸收和保持水分的能力是有限的，這個(gè)限度叫做土壤最大持水量。土壤持水量是指灌水或降透雨后，借毛管力保持在土壤上層未能下滲的水分的最大數(shù)量，和地下水沒有聯(lián)系，為田間自然條件下土壤所能保持水分的最大數(shù)量。土壤中的水分超過這個(gè)限度，就會(huì)下滲到土壤深層，補(bǔ)充地下水去了。比如輕壤質(zhì)黃土的最大持水量為23%，即每100公斤干土最多只能吸持23公斤水，超過此值就會(huì)造成水資源的浪費(fèi)。土壤最大持水量隨土質(zhì)不同而異，如黏土為78%～85%，黏壤土為50%～75%，砂壤土為40%～50%，壤質(zhì)黃土僅為20%～25%。

這里要說的是土壤濕度的能量概念，土壤濕度是表征土壤潮濕程度的物理量，土壤可依靠毛管力和分子引力等吸持水分，從能量概念來說，這種力可概稱為土壤吸水力，或稱張力、負(fù)壓力。土壤濕度愈小，土壤吸持水分的潛能愈大；土壤濕度愈大，土壤吸持水分的潛能愈小。如干燥土壤吸水能力極強(qiáng)，可達(dá)上千甚至上萬(wàn)個(gè)大氣壓；當(dāng)土壤為水分所飽和后，土壤吸水力就等于零，這時(shí)土壤就不再增加其水分含量了。因此，土壤吸水力強(qiáng)弱及其能量大小，與土壤濕度存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3.3 作物分期耗水

不同作物及同一作物的不同生育期，需水量是不同的。如果供水（包括自然降水）超過田間需水量，會(huì)造成水資源浪費(fèi)。糧食作物從播種到拔節(jié)期是營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，植株體積較小，生長(zhǎng)速度較慢，耗水較少；拔節(jié)到開花期是營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)同時(shí)進(jìn)行的階段，植株體積和重量都迅速增加，生長(zhǎng)速度快耗水量急劇增多；開花以后，植株體積不再增大，作物有機(jī)體逐漸衰老，耗水量也逐漸減少。據(jù)廣東試驗(yàn)，水稻各生育期的需水情況是：早稻全生育期需水量為560毫米，其中，返青前占11%，分蘗期占21%，拔節(jié)至開花期占39%，成熟期占29%；晚稻全生育期需水量為620毫米，其中，返青以前占12%，分蘗期占29%，拔節(jié)至開花期占41%，成熟期占18%。棉花出苗到現(xiàn)蕾階段每晝夜每畝耗水量為0.5～1.5立方米，最多2立方米，消耗的水分占全生育期總耗水量的15%以下，現(xiàn)蕾到開花初期，每晝夜每畝耗水量為1.5～2立方米，最多3立方米，消耗的水分占全生育期總耗水量的12%～20%，開花結(jié)鈴期（吐絮以前）每晝夜每畝耗水量為2.5～3立方米，最多5立方米，消耗的水分占全生育期總耗水量的45%～65%，吐絮成熟期每晝夜每畝耗水量在2立方米以下，消耗的水分占全生育期總耗水量的10%～20%。試驗(yàn)表明，華北平原中北部及京津一帶，在正常雨量年份，壤質(zhì)土壤上的小麥冬季每畝次灌水50立方米左右，返青水每畝次30～40立方米，拔節(jié)水每畝次45～55立方米，孕穗水每畝次50～60立方米，灌漿水每畝次45～55立方米，總共灌水220～260立方米，就可以滿足小麥生育期需要。但在大水漫灌區(qū)，每畝麥地平均年用水量高達(dá)1500～2500立方米，超過前者好幾倍，造成了極大的浪費(fèi)。

3.4 選優(yōu)灌溉法

我國(guó)水資源短缺，北方地區(qū)農(nóng)作物常受干旱威脅頻繁，因此充分而有節(jié)制地利用土壤水資源勢(shì)在必行。灌溉方式急需改進(jìn)，科學(xué)推廣畦灌、溝灌、噴灌、滴灌及水田的濕潤(rùn)灌水法，不僅能避免大水漫灌的弊端，改善土肥狀況，又可節(jié)約用水，增加灌溉面積，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收的目的，一舉兩得。