寒地水稻旱作作物需水量研究

尹鋼吉　郎景波　侯新月　王俊　于洋

摘要近些年黑龍江省水稻種植面積逐年擴(kuò)大，2017年達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的400萬(wàn)hm2。目前黑龍江省水稻生產(chǎn)用水量占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量的95%，占社會(huì)總用水量的74%，是黑龍江省名副其實(shí)的第一大用水大戶(hù)。黑龍江省社會(huì)用水總量已逼近全省水資源控制紅線，部分地區(qū)地下水資源嚴(yán)重超采。在這種水資源日趨緊張的嚴(yán)峻形勢(shì)下，開(kāi)展了水稻直播常規(guī)灌溉、旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉的作物需水量對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明，旱作噴灌灌溉節(jié)省10.99%的作物需水量，旱作滴灌灌溉節(jié)省17.76%的作物需水量，水稻旱作噴滴灌技術(shù)較現(xiàn)有常規(guī)灌溉可節(jié)省30%～50%總用水量，但是在現(xiàn)有噴滴灌技術(shù)水平條件下，產(chǎn)量水平低于現(xiàn)有常規(guī)灌溉。

關(guān)鍵詞 水稻;旱作;作物需水量;稱(chēng)重式蒸滲儀;寒地

中圖分類(lèi)號(hào) S511

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1007-5739（2019）07-0024-03

水稻是我國(guó)第一大糧食作物，以高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)而著稱(chēng)川。黑龍江省是我國(guó)重要的水稻種植大省是我國(guó)重要的優(yōu)質(zhì)粳稻商品糧生產(chǎn)基地。黑龍江省稻作區(qū)是我國(guó)緯度最高、生育期最短、發(fā)展?jié)摿ψ畲蠛蜕唐仿首罡叩男滦偷咀鲄^(qū)，具有我國(guó)寒地水稻生態(tài)區(qū)的代表性、特殊性、復(fù)雜性和典型性！2。2017年黑龍江省水稻種植面積達(dá)到了400萬(wàn)hm2，社會(huì)用水總量逼近全省水資源控制紅線，部分地區(qū)地下水資源嚴(yán)重超采。目前，黑龍江省水稻生產(chǎn)用水量占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量的95%，占社會(huì)總用水量的74%，是黑龍江省名副其實(shí)的第一大用水大戶(hù)。在這種水資源日趨緊張的嚴(yán)峻形勢(shì)下，黑龍江省正在大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水工作，嚴(yán)格控制水作農(nóng)業(yè)，大力發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)，通過(guò)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，緩解用水供需矛盾。在這種大力倡導(dǎo)農(nóng)業(yè)節(jié)水的社會(huì)環(huán)境條件下，研究探索水稻旱作高效節(jié)水栽培技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

水稻旱作也叫作在旱田里種水稻一），從播種至成熟以土壤含水率為灌溉控制指標(biāo)，依托現(xiàn)代高效節(jié)水灌溉設(shè)備進(jìn)行灌溉管理，為水稻生產(chǎn)節(jié)省灌溉用水、擴(kuò)大稻作面積、增加稻谷產(chǎn)量而發(fā)展起來(lái)的一種嶄新的水稻栽培技術(shù)模式。2017年《水稻旱作噴滴灌技術(shù)研究》課題把試驗(yàn)基點(diǎn)設(shè)立在位于哈爾濱市的黑龍江省水利科技試驗(yàn)研究中心和位于克山縣的北部戰(zhàn)區(qū)空軍保障部克山農(nóng)副業(yè)基地，分別開(kāi)展了年度水稻旱作噴滴灌技術(shù)的試驗(yàn)研究，在克山試驗(yàn)基點(diǎn)還利用已有的稱(chēng)重式蒸滲儀進(jìn)行了水稻直播常規(guī)灌溉、旱作噴灌灌溉.旱作滴灌灌溉的作物需水量對(duì)比試驗(yàn)?，F(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)如下。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

克山縣地處小興安嶺南緣，隸屬黑龍江省齊齊哈爾市，位于齊齊哈爾地區(qū)東北部，處于黑龍江省第三積溫帶下限，屬于大陸性季風(fēng)氣候，氣候多冷涼，晝夜溫差大。多年平均無(wú)霜期為125d，有效活動(dòng)積溫2250～2550C，年平均氣溫1.4C，7月平均氣溫21C，年平均降水量為483mm，降雨多集中在6-8月。試驗(yàn)區(qū)土壤為黑土，黑土層厚度30cm左右，0～100cm土層容重為1.20～1.50g/cm'，有機(jī)質(zhì)含量較高，保水保肥能力較強(qiáng)。

1.2供試設(shè)備

水稻直播常規(guī)灌溉.旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉的作物需水量對(duì)比試驗(yàn)由稱(chēng)重式蒸滲儀進(jìn)行，稱(chēng)重式蒸滲儀由測(cè)筒、稱(chēng)架、稱(chēng)架臺(tái)及電子秤、平衡錘等部分組成"。其特點(diǎn)是把稱(chēng)架一端的力臂進(jìn)行加長(zhǎng)，以提高觀測(cè)精度，系統(tǒng)稱(chēng)架的倍比率為6.362，配置的電子秤稱(chēng)量為15kg，感量為0.5g。模擬水稻直播常規(guī)灌溉、旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉的3個(gè)試驗(yàn)測(cè)筒均為有底測(cè)筒，測(cè)筒高為1.45m，直徑為0.90m，面積為0.6362m2。

1.3試驗(yàn)控制

水稻作物需水量對(duì)比試驗(yàn)中把水稻全生育期劃分為初始生長(zhǎng)期、生長(zhǎng)發(fā)育期生長(zhǎng)中期、生長(zhǎng)后期等4個(gè)生育階段8-10。直播常規(guī)灌溉的水分控制采用土壤水分和水深控制的方式，當(dāng)土壤水分或筒面水深達(dá)到各生育階段土壤耗水下限時(shí)灌水至測(cè)筒：土面上限水位;旱作噴灌灌溉和旱作滴灌灌溉均采用土壤水分控制方式10-12，當(dāng)土壤水分達(dá)到各生育階段土壤耗水下限時(shí)灌水至土壤水分控制上限。水稻直播常規(guī)灌溉、旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉的水分控制指標(biāo)如表1所示。

1.4試驗(yàn)方法

水稻作物需水量對(duì)比試驗(yàn)采用的水稻品種為龍粳47號(hào)8，是適宜黑龍江省第三、四積溫帶種植的10葉品種。5月12日播種，播種標(biāo)準(zhǔn)為105kg/hm2，施肥標(biāo)準(zhǔn)為600kg/hm2緩釋肥3，作為底肥一次施人。水稻作物需水量對(duì)比試驗(yàn)觀測(cè)自播種開(kāi)始至收獲為止，每日8：00觀測(cè)直播常規(guī)灌溉、旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉各測(cè)筒重量以及降水量，并采用水量平衡法計(jì)算直播常規(guī)灌溉、旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉各個(gè)測(cè)筒的水稻日作物需水量，不同測(cè)筒的水稻作物需水量即為從播種至收獲各個(gè)測(cè)筒（圖1）的日需水量之和。作物需水量試驗(yàn)的灌溉用水取用地下水，采用儲(chǔ)水設(shè)施自然升溫處理后進(jìn)行灌溉。

2結(jié)果與分析

2.1作物需水量

根據(jù)水稻作物需水量對(duì)比試驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)資料計(jì)算的水稻直播常規(guī)灌溉、旱作噴灌灌溉旱作滴灌灌溉條件下的水稻各生育階段作物需水量以及全生育期作物需水量如表2所示。

由表2可知，水稻各生育階段作物需水量以及全生育期作物需水量均呈現(xiàn)直播常規(guī)灌溉>旱作噴灌灌溉>旱作滴灌灌溉的趨勢(shì)，旱作噴灌灌溉較直播常規(guī)灌溉節(jié)省10.99%的作物需水量，旱作滴灌灌溉較直播常規(guī)灌溉節(jié)省17.76%的作物需水量。但是，實(shí)際水稻生產(chǎn)中現(xiàn)有常規(guī)灌溉還存在深層滲漏現(xiàn)象，深層滲漏量一般約占作物需水量的50%，所以水稻旱作噴滴灌技術(shù)與現(xiàn)有常規(guī)灌溉技術(shù)比較，相對(duì)可節(jié)省30%～50%總用水量。

由圖2可知，水稻直播常規(guī)灌溉、旱作噴灌灌溉，旱作滴灌灌溉的日需水量多項(xiàng)式擬合曲線均呈現(xiàn)初始生長(zhǎng)期至生長(zhǎng)中期逐漸增加并達(dá)到峰值，再由生長(zhǎng)中期的峰值至生長(zhǎng)后期逐漸減少，直到收獲為止，水稻作物需水量峰值范圍在5～7mm/d之間。

2.2作物產(chǎn)量

由表3可知，水稻產(chǎn)量按直播常規(guī)灌溉、旱作滴灌灌溉、旱作噴灌灌溉的順序逐漸遞減。其中，旱作滴灌灌溉較直播常規(guī)灌溉減產(chǎn)8.86%，旱作噴灌灌溉較直播常規(guī)灌溉減產(chǎn)21.79%。

3結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，水稻旱作噴灌灌溉、滴灌灌溉技術(shù)與直播常規(guī)灌溉技術(shù)比較，節(jié)水潛力很大。從作物需水量角度看，旱作噴灌灌溉節(jié)省10.99%的作物需水量，旱作滴灌灌溉節(jié)省17.76%的作物需水量。但是實(shí)際生產(chǎn)中水稻直播常規(guī)灌溉還存在深層滲漏現(xiàn)象，深層滲漏量一般約占作物需水量的50%，所以水稻旱作噴灌灌溉和滴灌灌溉技術(shù)與直播常規(guī)灌溉技術(shù)比較相對(duì)可節(jié)省30%～50%總用水量。

水稻旱作噴灌灌溉、旱作滴灌灌溉技術(shù)與直播常規(guī)灌溉技術(shù)比較，增產(chǎn)潛力很大。從本次試驗(yàn)結(jié)果看，旱作滴灌灌溉較直播常規(guī)灌溉減產(chǎn)8.86%，旱作噴灌灌溉較直播常規(guī)灌溉減產(chǎn)21.79%。但是，這是在灌溉技術(shù)、施肥技術(shù)、除草技術(shù)尚未完善的情況下獲得的試驗(yàn)結(jié)果，隨著水稻旱作技術(shù)的成熟尚有很大增產(chǎn)潛力。

水稻旱作噴灌灌溉和滴灌灌溉技術(shù)的作物需水量分別為534.8mm和494.1mm，與黑龍江省作物生長(zhǎng)季降水量比較均在一定程度上偏高。因此，水稻旱作噴灌灌溉和滴灌灌溉技術(shù)必須在具備一定灌溉設(shè)施條件的地塊才能實(shí)施。

水稻旱作噴灌灌溉和滴灌灌溉技術(shù)的生育進(jìn)程較常規(guī)育秧移栽技術(shù)緩慢，在品種選擇上應(yīng)選用早熟品種為宜，并把握好氣候條件適時(shí)進(jìn)行早播，提高作物生長(zhǎng)早期的水肥管理，爭(zhēng)取趕上育秧移栽技術(shù)的生育進(jìn)程，從而奪取較好的產(chǎn)量水平。

同年進(jìn)行的水稻旱作噴、滴灌灌溉技術(shù)的大田試驗(yàn)結(jié)果表明，目前應(yīng)用的除草技術(shù)效果不甚理想，應(yīng)大力研發(fā)確實(shí)可行的除草技術(shù)，要確保除草作業(yè)成本的大幅下降，才能有效提高水稻旱作噴、滴灌灌溉技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益。

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