基于不同灌溉方式的水稻作物需水規(guī)律試驗(yàn)分析

王 樂(lè)

(遼寧省水文局，遼寧 沈陽(yáng) 110003)

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基于不同灌溉方式的水稻作物需水規(guī)律試驗(yàn)分析

王 樂(lè)

(遼寧省水文局，遼寧 沈陽(yáng) 110003)

本文結(jié)合觀測(cè)試驗(yàn)探討不同灌溉方式下水稻作物的需水量及需水的規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：在淹灌方式下，水稻完全封壟后的孕穗和抽穗開花期，葉面吸收熱能率最大，蒸騰量也最大，需水量也較大；相比于淹灌方式，淺濕灌溉方式下水稻的蒸騰強(qiáng)度都有不同程度的降低，其中以分蘗末期最為明顯，蒸騰強(qiáng)度減少了30%，其次是孕穗期的蒸騰強(qiáng)度也減少了27%，其它時(shí)期也有不同程度的減少，該灌溉方式下水稻作物需水量減少，有利于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉。研究成果對(duì)于水稻作物的節(jié)水灌溉方式具有指導(dǎo)價(jià)值。

不同灌溉方式；水稻作物；需水量分析；觀測(cè)試驗(yàn)

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)業(yè)用水量占全國(guó)用水量的60%，但由于不合理的灌溉方式，大約30%的水量在灌溉過(guò)程中被蒸發(fā)消耗，而真正用于作物的水量不到30%，因此合理的灌溉方式對(duì)于農(nóng)業(yè)節(jié)水十分重要。國(guó)內(nèi)有不少學(xué)者式展開過(guò)不同灌溉方式對(duì)作物需水的研究[1-5]，但大都從不同灌溉方式下作物用水量進(jìn)行分析，而對(duì)于作物不同生長(zhǎng)期的需水量特別是需水規(guī)律的研究還較少，而多項(xiàng)研究成果表明[6-9]，作物在不同生長(zhǎng)過(guò)程中受到水分蒸騰影響，其需水規(guī)律不同，需要探討不同灌溉方式對(duì)作物生長(zhǎng)過(guò)程中的需水規(guī)律的影響。為此本文結(jié)合觀測(cè)試驗(yàn)，以遼寧中部主要作物水稻為研究對(duì)象，探討兩種灌溉方式下水稻作物整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程需水量規(guī)律。研究成果可為水稻灌溉節(jié)水灌溉方式提供參考。

1 試驗(yàn)方案設(shè)置

為探討不同灌溉方式對(duì)水稻作物需水的影響，采用觀測(cè)試驗(yàn)的方式對(duì)水稻作物整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程的需水規(guī)律進(jìn)行分析，水稻葉面蒸騰耗水量采用水稻總蒸發(fā)量減去水面蒸發(fā)量來(lái)確定水稻葉面蒸騰量。實(shí)驗(yàn)時(shí)將兩個(gè)E601蒸發(fā)器安裝在水田中并保持自然的蒸發(fā)環(huán)境，作物區(qū)域水面蒸發(fā)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。再同時(shí)將兩個(gè)E601蒸發(fā)器中放入實(shí)驗(yàn)土樣，將其中一個(gè)E601蒸發(fā)器放入一個(gè)自然種植水稻中，每天觀測(cè)其蒸發(fā)情況，記錄蒸發(fā)數(shù)據(jù)。將另一個(gè)E601蒸發(fā)器中根據(jù)水稻的不同生長(zhǎng)期插入遮蔭物體(一般采用塑料制的模擬水稻或塑料制的風(fēng)景草，其可以起到遮蔭、擋風(fēng)的作用)，這樣可使得水稻下面水面一樣保持在自然環(huán)境。最后結(jié)合兩個(gè)E601蒸發(fā)器的蒸發(fā)值的差算出水稻葉面蒸發(fā)量。

2 試驗(yàn)結(jié)果討論

分別采用淹灌和淺灌方式對(duì)水稻進(jìn)行灌溉，并對(duì)兩種灌溉方式下的水稻葉面的蒸騰量進(jìn)行試驗(yàn)分析，分析不同灌溉方式下水稻作物的需水量。

2.1 淹灌方式下的水稻需水量試驗(yàn)分析

2.1.1 淹灌方式下水稻的需水量試驗(yàn)分析

水稻需水量包括葉面蒸騰和露天水面蒸發(fā)兩個(gè)部分，水稻需水量是保證水稻自身生長(zhǎng)的所需水量，該水量主要消耗與水稻作物的蒸騰，對(duì)采用淹灌方式下的水稻不同生長(zhǎng)期的需水量進(jìn)行了觀測(cè)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

從表1中可看出，水稻從返青到黃熟整個(gè)生育期為128 d，整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中其蒸騰消耗的水量為758.8 mm，其中在孕穗和抽穗開花期期蒸騰消耗量最大，占總蒸騰量的36.0%。模比系數(shù)主要表征水稻在不同生長(zhǎng)期的需水量分配程度，在孕穗期模比系數(shù)的最大，水稻在整個(gè)生育過(guò)程中的蒸發(fā)強(qiáng)度的均值為5.9 mm/d，整個(gè)水稻生育過(guò)程需水系數(shù)在1.0～2.389之間，需水系數(shù)的均值為1.9。

2.1.2 淹灌方式下水稻的需水規(guī)律

為對(duì)淹灌方式下水稻的需水規(guī)律進(jìn)行分析，探討了水稻葉面蒸騰和水面蒸發(fā)的關(guān)系，試驗(yàn)分析結(jié)果見表2和圖1。

圖1 淹灌方式下水稻需水量過(guò)程線

從表2中可以看出，水稻的騰發(fā)量等于葉面蒸發(fā)量和株間的水面蒸發(fā)量的和，葉面蒸騰量在生育初期較小，在水稻成熟期逐漸增加，這主要是受水稻葉面變化的影響，初期，葉面較小，葉面蒸騰相對(duì)較小，而在后期葉面較大，葉面蒸騰量也隨之增加。而株間的水面蒸發(fā)在水稻初期較大，在水稻成熟期受到水稻葉面遮蔭影響，逐漸較小。水稻需水量過(guò)程線受蒸騰影響變化較大，而株間水面蒸發(fā)影響作物需水量但對(duì)需水量變化趨勢(shì)影響較小。

2.2 淺濕灌溉方式下水稻的需水量和需水規(guī)律

2.2.1 淺濕灌溉條件下水稻的需水量

根據(jù)淺濕灌溉試驗(yàn)結(jié)果，在淺濕灌溉方式下的水稻作物整個(gè)生長(zhǎng)期需水量見表3。

表1 插秧水稻淹灌方式下的需水量試驗(yàn)結(jié)果

表2 淹灌方式下水稻葉面蒸騰和水面蒸發(fā)關(guān)系表 mm

從表3中可以看出，采用淺濕灌溉方式下的水稻生長(zhǎng)周期內(nèi)其蒸騰量為612.3 mm，小于淹灌方式下水稻的蒸騰量，其中同樣在孕穗和抽穗開花期期蒸騰消耗量最大，占總蒸騰量的33.7%，水稻的蒸發(fā)強(qiáng)度相比于淹灌方式也有所減弱，在水稻整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程其蒸發(fā)強(qiáng)度的均值為4.78 mm/d。

2.2.2 淺濕灌條件下水稻的需水規(guī)律

淺濕灌溉可以有效地減少田間滲漏量，減少水分的無(wú)效騰發(fā)量，達(dá)到節(jié)水的目的。圖2為淺濕灌溉條件下水稻需水量在水稻不同生長(zhǎng)時(shí)期的變化過(guò)程。

表3 插秧水稻淺濕灌溉條件下的需水量

圖2 淺濕灌溉條件下需水量的變化過(guò)程

2.3 不同灌溉方式下水稻需水對(duì)比分析

根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定的作物需水資料分析可知，采用淺水灌溉，改變了水稻根層全生育期土壤水分條件，從而使需水量發(fā)生了很大變化，在其他條件相同的淺濕灌溉和淹水灌溉需水量發(fā)生了很大變化，淺濕灌溉和淹水灌溉騰發(fā)量見表4。

根據(jù)表4可知在孕穗期，淺濕灌溉騰發(fā)量為146.8 mm，比淹水灌溉的騰發(fā)量201.6 mm減少了27%，分蘗末期，淺濕灌溉騰發(fā)量為51.1 mm，比淹水灌溉的騰發(fā)量73.7 mm減少了30.7%，抽穗開花期, 淺濕灌溉騰發(fā)量為59.9 mm，比淹水灌溉的騰發(fā)量71.5 mm減少了16.2%。其他生育期淺濕灌溉騰發(fā)量都要比淹水灌溉的騰發(fā)量有不同程度的減少，也就是說(shuō)節(jié)水灌溉有效的減少了水稻各生育期的葉面蒸騰和棵間蒸發(fā)，孕穗期和分蘗末期尤為明顯。從而使水稻在淺濕灌溉條件下的水稻耗水量明顯降低。

表4 淺濕灌溉和淹水灌溉騰發(fā)量表

3 結(jié)語(yǔ)

試驗(yàn)結(jié)果表明實(shí)行水稻淺濕灌溉，可改變水稻田間的土壤水分狀況，并調(diào)節(jié)水稻需水，作物的騰發(fā)強(qiáng)度也隨之相應(yīng)改變，可實(shí)現(xiàn)水稻的節(jié)水灌溉，其灌溉方式好于淹沒(méi)灌溉。

[1]韓光波.節(jié)水灌溉對(duì)玉米田間土壤水分的影響[J].吉林水利.2016,(09):13-15.

[2]薛海榮,李健.不同灌溉方式下核桃土壤水分動(dòng)態(tài)變化[J].吉林水利.2010,(07):59-60+63.

[3]才碩,時(shí)紅,許亞群,崔遠(yuǎn)來(lái),等. 贛撫平原灌區(qū)雙季稻優(yōu)化灌溉方式研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電.2014,(04):11-14.

[4]董合林,伍維模,毛樹春,等. 南疆棉區(qū)地面灌溉棉田高效節(jié)水灌溉方式研究[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào).2007,(04):96-100+105.

[5]白瑋.西北干旱區(qū)節(jié)水灌溉方式研究[J].價(jià)值工程.2016,(24):252-254.

[6]劉小剛,符娜,李闖,等. 河南省主糧作物需水量變化趨勢(shì)與成因分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào).2015,(09):188-197.

[7]閆苗祥,楊軍耀. 鄭州市作物需水量影響因素主成分回歸分析[J]. 節(jié)水灌溉.2014,(07):22-24.

[8]劉曉英,李玉中,郝衛(wèi)平. 華北主要作物需水量近50年變化趨勢(shì)及原因[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).2005,(10):155-159.

[9]鐘兆站,趙聚寶,郁小川,等.中國(guó)北方主要旱地作物需水量的計(jì)算與分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象.2000,(02):2-5+53.

2017-03-23

王樂(lè)(1984-)，男，遼寧東港人，經(jīng)濟(jì)師，主要從事水文水資源工作。

S274.2

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1004-1184(2017)03-0096-03