幾種灌溉方式和施氮量對(duì)水稻產(chǎn)量影響的研究述評(píng)

崔婷婷　李王成，，　夏婷　吳艷（寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，銀川700；寧夏節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控工程技術(shù)研究中心，銀川700；旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心，銀川700；北方民族大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，銀川700；中電投寧夏青銅峽能源鋁業(yè)集團(tuán)有限公司青銅峽鋁業(yè)分公司質(zhì)檢站，寧夏青銅峽760；第一作者：770869@qq.com；通訊作者：liwangcheng@6.com）

幾種灌溉方式和施氮量對(duì)水稻產(chǎn)量影響的研究述評(píng)

崔婷婷1李王成1，2，3*夏婷4吳艷5
（1寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，銀川750021；2寧夏節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控工程技術(shù)研究中心，銀川750021；3旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心，銀川750021；4北方民族大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，銀川750021；5中電投寧夏青銅峽能
源鋁業(yè)集團(tuán)有限公司青銅峽鋁業(yè)分公司質(zhì)檢站，寧夏青銅峽751603；第一作者：771085369@qq.com；*通訊作者：liwangcheng@126.com）

針對(duì)不同灌溉方式和施氮量對(duì)水稻產(chǎn)量影響研究結(jié)論不統(tǒng)一的問題，本文在查閱國內(nèi)外研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，比較分析了傳統(tǒng)淹水灌溉、Y型灌溉和滴灌及施氮量對(duì)水稻產(chǎn)量影響的研究成果。結(jié)論表明，Y型灌水方式比傳統(tǒng)淹灌節(jié)水32%以上，滴灌比傳統(tǒng)淹灌節(jié)水60%以上；水稻產(chǎn)量隨著施氮量的增加均有顯著提高，但過量施氮反而會(huì)使產(chǎn)量降低；不同的種植條件，獲得最佳產(chǎn)量的水氮比不同，合理的水氮比應(yīng)結(jié)合種植環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)確定。

灌溉方式；施氮量；水稻；產(chǎn)量

水稻生長發(fā)育過程中水和肥是相互影響、相互制約的因子［1］。目前水資源日漸緊缺，因?yàn)椴缓侠硎┓试斐傻奈廴久娣e越來越大。因此，減少灌溉用水量、提高肥料利用率，實(shí)現(xiàn)水稻最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量已成為大家研究和關(guān)注的重點(diǎn)。但關(guān)于施氮水平在不同灌溉方式下對(duì)水稻品質(zhì)及產(chǎn)量影響的研究較少。本文通過查閱文獻(xiàn)，旨在探討何種灌溉方式以及多少施氮量才能達(dá)到水稻最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

1　國內(nèi)外研究進(jìn)展

1.1Y型灌溉方式的發(fā)展現(xiàn)狀

Y型灌溉方式即“濕潤灌溉+淺水灌溉+干濕交替灌溉”。自上世紀(jì)70年代末開始推廣，至今已經(jīng)有40多年的時(shí)間，這種灌溉模式在短短幾十年間已經(jīng)取得了顯著成功。但不同地域推廣技術(shù)略有不同，廣西推廣“薄、淺、濕、曬”的灌溉方式，推廣面積累計(jì)達(dá)178.2萬hm2，可使水稻增產(chǎn)7.72%，每hm2年平均減少耗水量1 069 m3（早、晚稻合計(jì)）［2］；而北方主要推廣“濕、淺”灌溉方式。

1.2國內(nèi)外膜下滴灌的發(fā)展現(xiàn)狀

由新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)形成和發(fā)展起來的膜下滴灌技術(shù)，將滴灌與地膜覆蓋結(jié)合在一起，充分發(fā)揮了滴灌的節(jié)水、節(jié)肥功能，可以做到小水勤灌，可以較為精確地控制灌水量，降低無效的株間蒸發(fā)、地面徑流、地下滲漏，可以減少水的浪費(fèi)［3］。但是滴灌技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用較少，經(jīng)查閱文獻(xiàn)，膜下滴灌技術(shù)應(yīng)用主要集中在新疆地區(qū)，截止到2011年，新疆膜下滴灌推廣面積超過了100萬hm2［4］。

1.3水氮互作的發(fā)展現(xiàn)狀

合理利用灌溉方式與施氮量對(duì)于農(nóng)田灌溉技術(shù)的發(fā)展而言具有重要意義［5-6］。國外研究多數(shù)集中在土壤物理化學(xué)性質(zhì)與作物產(chǎn)量之間的聯(lián)系［7-9］。國內(nèi)就灌水方式或施氮量單一因素對(duì)水稻產(chǎn)量的影響做了大量研究，但是在不同灌水方式以及水氮互作條件下，關(guān)于施氮水平與水稻品質(zhì)及產(chǎn)量形成的關(guān)系研究較少。

2　灌溉方式與施氮量結(jié)合對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

灌溉方式、用水量、施氮量均對(duì)水稻的結(jié)實(shí)率、千粒重、有效穗數(shù)、葉面積指數(shù)、每穗粒數(shù)、干物質(zhì)積累等生理指標(biāo)產(chǎn)生影響［10-15］，分析這些因素與指標(biāo)間的相互關(guān)系，探明他們對(duì)水稻產(chǎn)量的影響，找出最佳水氮互作方式，對(duì)提高水稻產(chǎn)量有積極的意義。

通過查閱文獻(xiàn)，筆者對(duì)Y型灌溉和淹灌、淹灌和滴灌進(jìn)行對(duì)比，分析不同灌溉方式和施氮量對(duì)水稻生理指標(biāo)及產(chǎn)量的影響，其研究結(jié)果歸納如表1～表4。

結(jié)合表1、表2進(jìn)行分析：（1）在同等施氮量條件下，Y型灌溉方式不僅可以有效控制無效分蘗數(shù)，還可以提高有效穗數(shù)、有效分蘗數(shù)、結(jié)實(shí)率、干物質(zhì)積累量、每穗粒數(shù)、葉面積指數(shù)和千粒重。（2）與淹灌相比，Y型灌溉方式節(jié)水1.1%～47.0%（大部分學(xué)者認(rèn)為在32.0%以上）［10-11，16-17，19，26］、增產(chǎn)1.1%～35.0%（大部分學(xué)者認(rèn)為在6.0%～13.0%之間）。施用適量氮肥可以有效提高有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量［27-28］，比淹灌增產(chǎn)6.0%～8.0%［16，18］。（3）隨著施氮量的增加，有效穗數(shù)呈增加趨勢，對(duì)千粒重影響不顯著，每穗粒數(shù)、產(chǎn)量、結(jié)實(shí)率均先增后減。因此，在適量施氮情況下，Y型灌溉方式比淹水灌溉更節(jié)水，更有助于獲得高產(chǎn)。

表2　隨著施氮量的增加Y型灌溉方式對(duì)水稻各項(xiàng)生理指標(biāo)的影響

表3　滴灌對(duì)水稻各項(xiàng)指標(biāo)的影響（與淹灌相比）

表4　隨著施氮量的增加滴灌對(duì)水稻各項(xiàng)生理指標(biāo)的影響

結(jié)合表3、表4分析，不同學(xué)者做的試驗(yàn)具有不同的結(jié)論。王志軍等［20］認(rèn)為，采用膜下滴灌，水稻的有效分蘗數(shù)、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、干物質(zhì)積累都低于淹灌；而陳林等［4］認(rèn)為，滴灌條件下水稻的每穗粒數(shù)與結(jié)實(shí)率不同程度的高于傳統(tǒng)淹灌，分別增加31.7%、5.3%，且增產(chǎn)15.4%。隨著膜下滴灌技術(shù)的提高以及與機(jī)械化結(jié)合，膜下滴灌水稻平均產(chǎn)量為10 934 kg/hm2，最高點(diǎn)產(chǎn)量達(dá)12 045 kg/hm2?？梢姡は碌喂鄬?shí)現(xiàn)高產(chǎn)甚至超高產(chǎn)也不是不可能的。滴灌可以有效控制分蘗數(shù)，并且干物質(zhì)積累量較高，與淹灌相比節(jié)水60.0%以上［4，20-21，24］。對(duì)膜下滴灌水稻增施氮肥可以發(fā)現(xiàn)，隨著施氮量的增加，水稻的有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、干物質(zhì)積累呈先增后減的趨勢，對(duì)分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)以及根的發(fā)育均起到促進(jìn)作用［29］，葉面積指數(shù)也得到有效提高，適宜的施氮量可以提高水稻產(chǎn)量，甚至可達(dá)到12 045 kg/hm2的高產(chǎn)［21］。

對(duì)于水稻達(dá)到高產(chǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的施氮量不同學(xué)者有不同的觀點(diǎn)。何進(jìn)宇等［23］認(rèn)為，施氮量為282 kg/hm2時(shí)水稻可以達(dá)到最高產(chǎn)量；朱齊超等［23］認(rèn)為，270 kg/hm2施氮量具有最高生物學(xué)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)學(xué)產(chǎn)量；孫永健等［16］認(rèn)為，180 kg/hm2施氮量的水氮運(yùn)籌模式下產(chǎn)量最高；侯云鵬等［37］認(rèn)為，最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量氮肥用量在193～220kg/hm2。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國稻田單季水稻氮肥用量比世界平均水平高75%左右，過量的施用氮肥不僅造成氮肥污染，還會(huì)導(dǎo)致作物減產(chǎn)。綜上所述，施氮量在180～270 kg/hm2之間水稻可以達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

關(guān)于Y型灌溉與滴灌兩種灌溉方式的研究比較少，二者并無交叉，但可以通過上述Y型灌溉方式與淹灌比較、滴灌與淹灌比較的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，可以得到以下結(jié)論：（1）Y型灌溉和膜下滴灌都可有效控制分蘗數(shù)，干物質(zhì)積累量均高于淹灌；（2）與傳統(tǒng)淹灌相比，Y型灌溉節(jié)水11.0%～47.0%［10-11，16-19］，滴灌節(jié)水60.0%［4，20-21，24］以上；（3）在有效分蘗數(shù)、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重方面Y型灌水方式優(yōu)于膜下滴灌，因此水稻產(chǎn)量方面Y型灌溉要高于膜下滴灌。

3　結(jié)論與討論

經(jīng)過上述分析，水稻膜下滴灌技術(shù)節(jié)水、高產(chǎn)、高效，通過膜下滴灌進(jìn)行滴水施肥不僅促進(jìn)水稻根系的生長還減少了肥料隨水流失，降低了因水肥滲漏而造成的地下水污染，使用膜下滴灌技術(shù)不僅可以獲得較高產(chǎn)量，而且還可以節(jié)約肥料，降低成本。該技術(shù)在干旱缺水的地區(qū)具有廣闊的應(yīng)用前景。而降水豐沛、水資源豐富的地區(qū)更適合應(yīng)用Y型灌溉方式。Y型灌溉與膜下滴灌相比，成本較低，操作更加方便，產(chǎn)量也相對(duì)較高。

目前，無論是Y型灌溉方式還是膜下滴灌方式仍有以下問題亟待解決：（1）雖然Y型灌溉技術(shù)可以節(jié)約水資源，但是用水量不確定，相應(yīng)的灌溉制度不明確，需要做進(jìn)一步的研究。（2）二者在用水量與施氮量的配合上仍存在很大問題，沒有明確給出滴肥量、滴肥次數(shù)、滴肥時(shí)間與灌水制度之間的耦合關(guān)系。（3）兩種灌溉方式均能起到控制分蘗數(shù)的作用，但如何通過水、肥精確調(diào)控分蘗數(shù)，確保一定的產(chǎn)量，這些仍需要大量試驗(yàn)驗(yàn)證。

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Review of Several Irrigation Methods and Nitrogen Rate on Rice Yield

CUI Tingting1,LI Wangcheng1,2,3,XIA Ting4,WU Yan5
（1College of Civil and Hydraulic Engineering,Ningxia University,Yinchuan 750021,China；2Ningxia Research Center of Technology on Water-saving Irrigation and Water Resources Regulation,Yinchuan 750021,China；3Engineering Research Center for Efficient Utilization of Water Resources in Modern Agriculture in Arid Regions,Yinchuan 750021,China；4College of Bioscience and Bioengineering,Beifang University of Nationalities, Yinchuan 750021,China；5Quality Inspection Station of Qingtongxia Branch Company,State Power Investment Corporation Ningxia Qingtongxia Energy Aluminum Group Co.Ltd.,Qingtongxia,Ningxia 751603,China；1st author:771085369@qq.com；*Corresponding author:liwangcheng@126.com）

In view of the fact that the conclusion of the impact of different irrigation methods and nitrogen rate on rice yield is inconsistent,the authors analyzed the impact of three different methods of irrigation,including traditional flooding irrigation,Y-irrigation and drip irrigation,and nitrogen rate on rice yield in this paper,on the basis of consulting the domestic research literature.The results showed that Y-irrigation saves more than 32%water than traditional flooding irrigation,and drip irrigation saves more than 60%water than traditional flooding irrigation.The yield significantly increases with the increase of nitrogen rate,but it will decreases with too much nitrogen fertilizer.What's more,water and nitrogen ratio for getting optimal yield will be different in different planting conditions,so the reasonable water and nitrogen ratio should be determined by the experiment under different planting conditions.

irrigation methods；nitrogen rate；rice；yield

S511.048

A

1006-8082（2016）04-0031-04

2016-02-20

國家自然科學(xué)基金（51169021，51569022）

表1Y型灌水方式與淹灌相比對(duì)水稻各項(xiàng)指標(biāo)影響地點(diǎn)有效分蘗數(shù)有效穗數(shù)每穗粒數(shù)結(jié)實(shí)率千粒重葉面積指數(shù)節(jié)水產(chǎn)量表現(xiàn)①16 ②10成都成都干物質(zhì)積累高利于干物質(zhì)積累根系發(fā)展情況-促進(jìn)47% 35%增產(chǎn)6.78%增產(chǎn)13.35% ④17 ⑤18 ⑦11射陽-溫江增加2.18%增加9.15% ～12.00%增加3.70%增加4.85%增加5.79% ～8.11%基本一致-----提高增加1.00%增加4.66% ～6.04%增加3.10%增加1.68%增加2.92% ～3.56%增加2.20% 大---32% ------增產(chǎn)9.31%增產(chǎn)7.72%高⑧19---提高增加3.17%增加3.38% ----------促進(jìn)大，但相差不大-11.0%～39.6%增產(chǎn)1.10%～35.00%