雙季稻水肥耦合灌溉技術(shù)田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

董必勝 安秋香 胡愷詩(shī)

（湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院 長(zhǎng)沙市 410007）

《糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)集成與示范》項(xiàng)目，是國(guó)家科技支撐計(jì)劃的內(nèi)容之一，湖南省承擔(dān)了“雙季稻主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)集成與示范”研究課題，以雙季稻為主要對(duì)象，以提高區(qū)域水資源利用率，促進(jìn)多產(chǎn)高產(chǎn)，確保糧食生產(chǎn)安全為主要目標(biāo)。通過(guò)綜合節(jié)水技術(shù)，建立相應(yīng)的灌溉模式，建設(shè)水稻高效綜合農(nóng)業(yè)節(jié)水示范區(qū)。

1 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

通過(guò)試驗(yàn)研究，獲得雙季稻不同品種、不同田間灌溉模式、不同施肥方案條件下，水稻需水量、施肥量、糧食產(chǎn)量等參數(shù)的變化，獲得節(jié)水節(jié)肥高產(chǎn)的最佳耦合灌溉技術(shù)，為“雙季稻農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)集成與示范”研究提供技術(shù)支撐。

2 水肥耦合試驗(yàn)方案

試驗(yàn)設(shè)定3種灌溉模式耦合3種施肥方式，共組合9個(gè)試驗(yàn)處理，每處理小區(qū)面積66.7m2（不含田埂、排水溝），不設(shè)重復(fù)，每小區(qū)種植兩個(gè)品種（1/2優(yōu)質(zhì)稻+1/2雜交稻）。另安排一個(gè)66.7m2的小區(qū)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)區(qū)，不種水稻，專門(mén)用于觀測(cè)降雨、蒸發(fā)、土壤入滲等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3 試驗(yàn)地點(diǎn)及主要觀測(cè)項(xiàng)目

試驗(yàn)地點(diǎn)：益陽(yáng)市赫山區(qū)筆架山鄉(xiāng)中塘村。

主要觀測(cè)項(xiàng)目：

（1）氣象要素：逐日降雨量，蒸發(fā)量。

（2）水利要素：逐日田間水深。每次灌排水量，灌排時(shí)起止田間水深。

（3）產(chǎn)品要素：水稻測(cè)量株高、產(chǎn)量、結(jié)實(shí)率、千粒重、有效穗數(shù)，收獲指數(shù)、水稻葉綠素含量、光合速率、葉面積指數(shù)、蒸騰速率、根系活力等。

4 試驗(yàn)田灌排水模式及施肥方案

4.1 田間灌排水模式

根據(jù)湖南省雙季稻主產(chǎn)區(qū)的自然條件和灌排水管理經(jīng)驗(yàn)，擬定“薄淺濕曬灌溉”、“薄露灌溉”、“淺灌深蓄”3種灌排水模式開(kāi)展試驗(yàn)研究。各灌排水模式的概念與要點(diǎn)參見(jiàn)表1。

4.2 施肥方案

“常規(guī)化肥”、“適量化肥+適量有機(jī)肥”、“減量化肥+增量有機(jī)肥”3個(gè)不同量級(jí)的施肥方案，參見(jiàn)表2。

表1 不同灌排水模式的概念與實(shí)施要點(diǎn)

表2 施肥方案 kg/hm2

5 試驗(yàn)場(chǎng)地布置與基本要求

5.1 平面總體布置

租用農(nóng)田1.5畝（約1 000m2）劃分成9塊試驗(yàn)田和1塊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集區(qū)（即入滲試驗(yàn)田），總凈面積 667m2（1畝）。 9塊試驗(yàn)田的編號(hào)為Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅲ-1、Ⅲ-2、Ⅲ-3。

田間水深觀測(cè)井布置在10塊試驗(yàn)田田埂旁?；A(chǔ)數(shù)據(jù)采集區(qū)布置雨量計(jì)、蒸發(fā)器，水位測(cè)井。田塊Ⅰ-2、Ⅱ-2、Ⅲ-2除安排水位測(cè)井外加布蒸發(fā)皿。

供水系統(tǒng)由加壓水泵、儲(chǔ)水箱、輸水管道、截止閥及水表等組成，分別接通到每個(gè)田塊。每個(gè)田塊設(shè)置單獨(dú)的出水表控制排水。

平面總體布置參見(jiàn)圖1。

5.2 試驗(yàn)田基本要求

試驗(yàn)田要求做到精細(xì)平整，平整后田面凹凸高差控制在±5mm以內(nèi)。

種植水稻的9塊試驗(yàn)田田埂寬40 cm，高20 cm，采用塑料膜防滲?；A(chǔ)數(shù)據(jù)采集區(qū)田埂寬40 cm，高30 cm，田埂采取土工膜防滲，土工膜伸入老土10 cm。

6 水位測(cè)井設(shè)計(jì)

根據(jù)任務(wù)要求，測(cè)量每個(gè)田塊水稻生育期每天的水位變化，即田面水深。由于田間水深變化幅度小，加上觀測(cè)精度高（△H≤0.5mm），當(dāng)田面水深很?。℉≤50mm）時(shí)，水位計(jì)操作不方便，因此，在每塊田塊中預(yù)先設(shè)置1個(gè)測(cè)井，利用連通原理，井內(nèi)水位與田面持平。參見(jiàn)圖2。

7 土壤入滲觀測(cè)場(chǎng)（田）設(shè)計(jì)

為獲得試驗(yàn)區(qū)土壤入滲量參數(shù)，在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)設(shè)置一個(gè)采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的觀測(cè)場(chǎng)地——入滲觀測(cè)田。

7.1 設(shè)計(jì)原理

在土類相同，且忽略作物根系對(duì)土壤入滲的影響時(shí)，土壤性質(zhì)與田面水深將成為影響入滲量的主要因素。在相同土類和相同種植界面條件下，入滲量與田間水深成正比。據(jù)此，可在同一試驗(yàn)區(qū)內(nèi)選擇一塊非種植田塊，稱為入滲試驗(yàn)水田，向田中定量灌水，然后展開(kāi)水面蒸發(fā)、降雨和田間水位觀測(cè)，通過(guò)計(jì)算求出逐日入滲量，以此代表水稻試驗(yàn)田塊土壤入滲量。

圖2 水位測(cè)井示意圖

圖3 入滲試驗(yàn)田布置示意圖

7.2 入滲水田設(shè)計(jì)

入滲田凈面積與試驗(yàn)水稻田塊相同，為66.7m2，四周田埂采取防滲措施，形成四周封閉的水田。田面水平，田內(nèi)分別安置雨量計(jì)、蒸發(fā)器和1個(gè)水位測(cè)井。入滲田不種植作物，保持一定水深（圖3）。

7.3 入滲量觀測(cè)與計(jì)算

入滲水田建好后，在灌水前，要先讓田中土壤含水率達(dá)到100%，即表層有一定的水深，在此前提下向田中灌水，使田中水深達(dá)到200mm，然后逐日觀測(cè)田中的水位，水面蒸發(fā)、降雨量，連續(xù)觀測(cè)到水稻全生育期結(jié)束為止。當(dāng)田中水深H≤10mm時(shí)，及時(shí)灌水恢復(fù)到200mm水深。由此可按下式求出試驗(yàn)田塊土壤入滲量與平均入滲率：

式中q入——入滲量（mm）；

P——降雨量（mm）；

T——入滲時(shí)間（d）；

E——蒸發(fā)量（mm）；

H——水深（mm）。

8 場(chǎng)地建設(shè)材料、設(shè)備、儀器清單（表3）

表3 主要材料、設(shè)備、儀器清單

9 觀測(cè)記錄方法

觀測(cè)期限：早、晚稻生育的全過(guò)程。對(duì)10個(gè)試驗(yàn)田塊分別進(jìn)行灌水量、排水量、田間水深、入滲量、降雨量、蒸發(fā)量等項(xiàng)目的連續(xù)觀測(cè)，除灌水與排水每次需記錄開(kāi)啟水表的起、止時(shí)間，灌水前后水表讀數(shù)和田間水深外，其他觀測(cè)項(xiàng)目均規(guī)定在每天早晨8時(shí)（專用記錄計(jì)算簿從略）。