半干旱區(qū)水稻旱直播噴灌技術(shù)初探

楊靜 高宏宇

摘 要：該文以沙壤土為試驗(yàn)區(qū)，龍慶稻2號和龍慶稻3號為主要種植品種，采用R327L型圓形噴灌機(jī)噴灌、旱直播的播種條件，探討了不同灌溉條件下品種間的生育期、生長態(tài)勢及產(chǎn)量的差異。結(jié)果表明，間歇灌溉相對于淹灌處理，可以更好地促進(jìn)水稻根系的發(fā)育和對水分、養(yǎng)分的吸收，促使葉片早生快發(fā)，從而為高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：水稻；圓形噴灌機(jī)；旱直播；灌溉制度

中圖分類號 S511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）22-0024-03

水稻是我國主要糧食作物之一，全國水稻總的種植面積約3 000萬hm2，占全國谷物種植面積的30%，世界水稻種植面積的20%[1]。隨著人們消費(fèi)水平的日益提高和生產(chǎn)技術(shù)的逐步現(xiàn)代化，對水稻品質(zhì)提出了更高的要求[2-3]。近年來，隨著黑龍江省水稻面積的擴(kuò)大，用水量增加明顯，水稻在農(nóng)業(yè)用水中所占比例達(dá)65%左右[4-6]。據(jù)統(tǒng)計，在我國農(nóng)作物的各種自然災(zāi)害中，旱災(zāi)占60%以上，所造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，因此必須大力開展節(jié)水栽培的研究[7-9]。

本研究利用美國Lindsay公司R327L型圓形噴灌機(jī)，用于水稻旱直播灌水技術(shù)，開展與水稻移栽常規(guī)灌水技術(shù)對比試驗(yàn)，在噴灌、高產(chǎn)田生產(chǎn)條件下，對比分析不同品種水稻的生育期、生長態(tài)勢及產(chǎn)量，從而優(yōu)選出適宜第二積溫帶的噴灌旱直播高產(chǎn)水稻品種。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 試驗(yàn)設(shè)備 （1）R327L型圓形噴灌機(jī)。設(shè)備一端固定在地塊中央，裝有電機(jī)和輪胎的機(jī)身互相連接，繞著中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。水流從中心點(diǎn)經(jīng)過機(jī)身上均勻分布的噴頭對地面進(jìn)行灌溉，堅固耐用、管理簡單、灌溉均勻、節(jié)省大量能源和勞動力。（2）JKY/watch dog2004土壤水分測定儀。監(jiān)測溫度、監(jiān)測太陽輻射、紫外輻射、光量子等。監(jiān)測葉面濕度、監(jiān)測大氣壓力、支持遠(yuǎn)距離無線傳輸數(shù)據(jù)、沒有內(nèi)置傳感器，可接四個外接傳感器。

1.1.2 水稻品種 選用10～12片葉的早熟品種作為主栽品種，本試驗(yàn)選用的兩個品種為龍慶稻2號、龍慶稻3號，粳稻品種，主莖均為10片葉，在適應(yīng)區(qū)出苗至成熟生育日數(shù)123d左右，需≥10℃活動積溫2 150℃左右。

1.2 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)于2012—2014年在大慶市讓胡路區(qū)紅驥牧場二連土金現(xiàn)代農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)位于東經(jīng)124°19′～125°12′，北緯45°46′～46°55′。屬于典型的中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降水量420mm，無霜期168d，年平均氣溫4.9℃，年活動積溫2 700～2 800℃，日照時數(shù)2 658h。試驗(yàn)區(qū)土質(zhì)為沙壤土，100cm土層內(nèi)的土壤平均容量1.39g/m3。試驗(yàn)區(qū)總灌溉面積15.8hm2。

1.3 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)區(qū)設(shè)3個處理（2個品種、3種密度），2次重復(fù)，1個對照（CK：3種密度），每個小區(qū)的形狀特征基本一致，試驗(yàn)區(qū)旁有氣象站一處。田間管理：用50%福美雙可濕性粉劑0.25%的劑量拌種包衣后，陰干2d；流動清水浸種6h，無流動清水的要每隔4～6h左右換水一次；催芽，控制溫度在35～38℃，經(jīng)20h左右，谷種即可露白破胸，露白后，瀝干水分，裝袋通風(fēng)陰干，防止高溫?zé)纭Ｓ弥修r(nóng)機(jī)美諾6288多功能覆土直播機(jī)播種（3個密度：105kg/hm2，125kg/hm2，150kg/hm2），5月5日前播種結(jié)束。基肥：以有機(jī)肥為主，如果有機(jī)肥不足，也可以化學(xué)氮肥為主?；手械收伎偟康?/2，磷肥全作基肥，鉀肥占總鉀用量的70%。一般施有機(jī)肥1.5萬kg/hm2左右，碳酸氫銨375～450kg/hm2或尿素150kg/hm2，過磷酸鈣375～450kg/hm2，氯化鉀90～105kg/hm2。

1.4 統(tǒng)計分析 采用旱直播R327L型圓形噴灌機(jī)噴灌控制水分方法，試驗(yàn)區(qū)安裝2臺美國JKY/watch dog2004土壤水分測定儀來實(shí)時監(jiān)測和記錄植物周圍的溫度、土壤水勢、太陽輻射、光量子、紫外輻射、葉面濕度、降雨量、大氣壓力等參數(shù)。每7d的14：00讀一次數(shù)據(jù)，使相關(guān)技術(shù)人員通過對數(shù)據(jù)的分析來判斷植物的生長情況，從而采取必要的措施使植物良好地生長。試驗(yàn)區(qū)用地溫計檢測土壤溫度，每日5：00、14：00兩次讀表。3個處理，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)來判斷稻苗的需水量來計算灌水量，一個對照區(qū)（CK）按照水稻水田栽培模式實(shí)行灌溉。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌溉條件下品種間產(chǎn)量比較 從表1可以看出，無論是龍慶稻2號還是龍慶稻3號，噴灌產(chǎn)量均低于正常灌溉處理的品種產(chǎn)量。龍慶稻2號正常灌溉（淹灌）下3年平均產(chǎn)量為4 660kg/hm2，噴灌條件下3年平均產(chǎn)量為4 256kg/hm2，龍慶稻3號正常灌溉下3年平均產(chǎn)量為

4 789kg/hm2，噴灌條件下3年平均產(chǎn)量為4 323kg/hm2；無論龍慶稻2號還是龍慶稻3號，噴灌灌溉條件下的穗數(shù)低于正常灌溉的穗數(shù)，2個品種間穗粒數(shù)在總數(shù)和實(shí)粒數(shù)上均無明顯差距。龍慶稻3號實(shí)粒千粒重高于龍慶稻2號水稻品種，正常灌溉（淹灌）的水稻實(shí)粒千粒重均高于噴灌種植方式。在非充分灌溉條件下，龍慶稻3號的平均產(chǎn)量高于正常灌溉的水稻產(chǎn)量，龍慶稻2號則低于正常灌溉的水稻產(chǎn)量。可見，品種因素對于水稻的產(chǎn)量有很大影響。

2.2 不同灌溉條件下品種間葉面積指數(shù)比較 在正常灌溉條件下，水稻的葉面積指數(shù)在營養(yǎng)生長末期最大，但在非充分灌溉條件下，植物體內(nèi)的水分脅迫抑制了細(xì)胞的分化和擴(kuò)張，葉片生長緩慢，葉面積指數(shù)減小的程度與水稻受到水分脅迫程度，所發(fā)生的時間和歷時有關(guān)。首先，水稻在同一時期受到的水分脅迫越重，葉面積指數(shù)減小的幅度越大；其次，水分脅迫在非充分灌溉條件下，水稻生長發(fā)育及生理機(jī)制研究發(fā)生時間越早，葉面積指數(shù)減小的相對幅度越大，但在恢復(fù)灌溉后，葉片生長迅速，再次，對葉面生長影響最大的是水分脅迫的歷時，兩個階段以上的連續(xù)輕旱處理，葉面積指數(shù)甚至比重早處理還要小的多，長時間的抑制細(xì)胞擴(kuò)大，使細(xì)胞分裂產(chǎn)生了反饋效應(yīng)，從而限制了葉面的潛在大小。因此，使水稻截取陽光并進(jìn)行光合作用的能力降低。由圖1可知，對照區(qū)密度三在分蘗期、幼穗分化期、抽穗揚(yáng)花期和成熟期葉面積指數(shù)均高于其他處理，而控制灌溉密度一葉面積指數(shù)最小。方差分析表明，在分蘗期和幼穗分化期，對照區(qū)葉面積指數(shù)比控制灌溉區(qū)顯著提高。其中控制灌溉區(qū)分蘗期分別提高了13.63%和18.50%，幼穗分化期分別提高了9.11%和10.50%；而對照區(qū)密度一葉面積指數(shù)顯著下降，在成熟期，較對照區(qū)分別下降了5.61%和7.94%。控制灌溉區(qū)密度三和對照區(qū)密度三在成熟期葉面積指數(shù)較高，各處理間差異顯著。從抽穗揚(yáng)花期到成熟期，不同灌溉處理植株葉面積指數(shù)降低幅度最大，從7.68下降至1.62。由此可見，控制灌溉對增加群體葉面積有益，生育后期間歇半干旱栽培有利于保持較高的葉面積指數(shù)，干旱栽培使葉面積指數(shù)下降速度加快。

2.3 不同灌溉方式品種間耗水情況比較 不同灌溉技術(shù)不僅使水稻耗水量發(fā)生很大變化，而且也改變了水稻的耗水規(guī)律。從圖2可以看出，在水稻生長前期，淹水灌溉處理耗水量過程線有一個很大的高峰，全生育期起伏較大；而噴灌的水稻耗水量過程線變化則較為平緩，前期略高，后期較低，在各生育階段均低于淹水處理，削去了乳熟期以前的耗水高峰期?？刂仆寥浪趾?，對蒸發(fā)蒸騰和田間滲透均起著限制作用。在蒸騰蒸發(fā)較大的分蘗、拔節(jié)孕穗和抽穗開花3個階段，噴灌使得水稻蒸騰蒸發(fā)耗水明顯降低。

3 討論

在一定的種植密度下，調(diào)節(jié)稻田水分狀況，對水稻葉面積指數(shù)的變化起著至關(guān)重要的作用。在水稻分蘗期和幼穗分化期，間歇灌溉處理使水稻蹲苗穩(wěn)長，促進(jìn)根系的良好發(fā)育和對水分、養(yǎng)分的吸收，促使葉片早生快發(fā)，葉面積指數(shù)增長快于淹灌處理，為水稻生長提供了更大的光合面積，為水稻高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)灌溉是以作物全生育期均需給予根層土壤充分的水分，且充分滿足作物需水為前提的，認(rèn)為在農(nóng)作物生育期內(nèi)，如果不能夠給予作物根層土壤充足的水分，就必將導(dǎo)致農(nóng)作物的減產(chǎn)。R327L型中心支軸式噴灌機(jī)灌溉技術(shù)試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，農(nóng)作物僅僅在關(guān)鍵需水期才必需充足或較為充足的供應(yīng)水分。在非關(guān)鍵需水期，就不必要充分供水，按照農(nóng)作物各個生育期對水分的敏感程度，調(diào)節(jié)土壤水分合理供應(yīng)，能有效地減少作物無效蒸騰量、棵間蒸發(fā)量和天田間耗水量均明顯降低。蒸騰蒸發(fā)量的減少，不僅沒有減產(chǎn)，而且有益于增產(chǎn)。因此，在降低淡水利用率，將有利于我國節(jié)水灌溉事業(yè)的健康發(fā)展。因此，在我國將降低水分利用率作為農(nóng)業(yè)的灌溉重要指標(biāo)之一，是走可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的主要方式，發(fā)展高效節(jié)水灌溉迫在眉睫。

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（責(zé)編：張宏民）