控制灌溉技術(shù)與常規(guī)灌溉技術(shù)的區(qū)別與效果比較,農(nóng)田水利論文

控制灌溉技術(shù)與常規(guī)灌溉技術(shù)的區(qū)別與效果比較,農(nóng)田水利論文據(jù)統(tǒng)計(jì)，黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)用水總量達(dá)70．46億m3，水稻灌溉用水量達(dá)50．98億m3，占農(nóng)業(yè)總用水量的80．87%，如此高的耗水量對(duì)水稻種植的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為進(jìn)一步通過(guò)水稻灌溉技術(shù)革新，挖掘寒地水稻節(jié)水潛力，大幅度減少寒地水稻灌溉水的浪費(fèi)，提高寒地水稻產(chǎn)量及品質(zhì)，減輕農(nóng)戶(hù)的負(fù)擔(dān)，進(jìn)行水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)的研究是特別必要的。試驗(yàn)在黑龍江省洪河農(nóng)場(chǎng)水稻高科技示范園區(qū)進(jìn)行。洪河農(nóng)場(chǎng)總面積6580hm2(657km2)，位于三江平原東北部、同江市境內(nèi)，毗鄰?fù)?、撫遠(yuǎn)、饒河三大邊境口岸、別拉洪河以北、濃江河以南的地區(qū)。洪河農(nóng)場(chǎng)擁有水稻田3．9萬(wàn)hm2，水田機(jī)械化率到達(dá)70%;標(biāo)準(zhǔn)化育苗基地4處，鋼骨架大棚近千棟，農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)1處;場(chǎng)內(nèi)擁有墾區(qū)第1座污水處理站，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，促進(jìn)了!農(nóng)業(yè)生態(tài)構(gòu)造加快。洪河農(nóng)場(chǎng)屬寒溫帶大陸性濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，土壤條件及生態(tài)環(huán)境良好，光照充足，四季分明。全年日照時(shí)數(shù)2436h，年有效積溫2500℃以上，年降雨600mm，無(wú)霜期125天以上。該試驗(yàn)地區(qū)春旱且當(dāng)?shù)剞r(nóng)民仍然采用大水漫灌種植方式，由于用水過(guò)量導(dǎo)致水稻在不同生育期出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)的發(fā)展及農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入的提高。筆者自2007年起在黑龍江農(nóng)墾建三江地區(qū)洪河農(nóng)場(chǎng)應(yīng)用水稻控制灌溉技術(shù)進(jìn)行大田試驗(yàn)。試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行5年，積累了大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)節(jié)水效果良好，當(dāng)前已開(kāi)場(chǎng)在水稻生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。1、水稻節(jié)水控制灌溉的特點(diǎn)以及機(jī)理控制灌溉的特點(diǎn):水稻的各個(gè)生育期不同，對(duì)水分的需要有不同的敏感度，必須根據(jù)水稻生育期的不同生理狀況給予適時(shí)適量的供水。同時(shí)，控制無(wú)用的蒸騰量和作物能量的消耗，減少植株間的蒸發(fā)量和田間的滲漏量，促進(jìn)水稻朝著最優(yōu)化組合的方向生長(zhǎng)發(fā)育，以到達(dá)節(jié)水增效、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的效果?？刂乒喔鹊臋C(jī)理:水稻生理節(jié)水機(jī)制是通過(guò)控制土壤含水量來(lái)增高頂部莖葉水勢(shì)，造成植株缺水，繼而使水稻葉片減小氣孔開(kāi)合度，縮短開(kāi)啟的時(shí)間，以使氣孔開(kāi)合度、二氧化碳及水分蒸發(fā)量間到達(dá)不斷互相協(xié)調(diào)的動(dòng)態(tài)平衡?？刂乒喔认绿镩g滲漏量減少了48．6%，改變了根系生長(zhǎng)發(fā)育，根層加深，土層加厚，提高了水稻的耐旱性，使水稻根系具有類(lèi)似于旱作物的功能。從水稻生理角度看，水稻高產(chǎn)要有兩個(gè)必要條件:一是要有較大的光合器官;二是要有發(fā)達(dá)、活力強(qiáng)的根系。構(gòu)成水稻產(chǎn)量的三要素是穗數(shù)、粒數(shù)和千粒質(zhì)量，這3者與葉片、莖桿和根系生長(zhǎng)有關(guān)。節(jié)水灌溉要根據(jù)水稻的主要生育特點(diǎn)設(shè)計(jì)，水稻生長(zhǎng)要求有較大葉面積，并促進(jìn)分孽早生快發(fā)，需水敏感期稻田保持淺水層;在需要葉片堅(jiān)挺、葉色變淡、減少無(wú)效分孽、拔節(jié)、促進(jìn)根系發(fā)育及深扎時(shí)，控制水分供應(yīng)。2、控制灌溉技術(shù)與常規(guī)灌溉技術(shù)的區(qū)別2．1根據(jù)不同常規(guī)灌溉是根據(jù)稻田水層的厚度判定能否進(jìn)行供水，而先進(jìn)的節(jié)水控制灌溉技術(shù)則是根據(jù)土壤含水量能否到達(dá)控制標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判定能否供水。2．2方式方法不同常規(guī)灌溉采取淺(30mm)、濕(0mm)或淺、濕、干(田面無(wú)水，腳窩有水)循環(huán)交替;而節(jié)水控制灌溉則采取淺、濕、干(土壤含水量下限值)循環(huán)交替法。表1為田面土壤含水量目測(cè)值，僅作參考。2．3程度不同常規(guī)灌溉是在水稻的全生長(zhǎng)期保證充分灌溉;而節(jié)水控制灌溉則會(huì)根據(jù)水稻不同生長(zhǎng)階段的特性人為進(jìn)行調(diào)虧灌溉，是一種充分供水與非充分供水相結(jié)合的灌溉方式。3、試驗(yàn)設(shè)計(jì)3．1試驗(yàn)品種墾稻11(墾001113):主莖11片葉，生育日數(shù)128d左右，需活動(dòng)積溫2320～2350℃，株高86．8cm，穗長(zhǎng)17．3cm，穗粒數(shù)100粒，千粒質(zhì)量26g，抗稻瘟病性及耐寒性強(qiáng)，抗倒性中等，外觀米質(zhì)優(yōu)，食味好，平均公頃產(chǎn)量7987kg;適宜黑龍江省第3積溫帶及第2積溫帶下限地區(qū)進(jìn)行插秧栽培，以及在中等肥力條件下栽培。3．2材料與方式方法試驗(yàn)在大田中進(jìn)行，采用比照法。小區(qū)面積0．035、0．13、0．21hm2不等，重復(fù)5次取平均值。2020年，控制灌溉采用田間測(cè)量與小面積埋桶測(cè)量法，處理與大田同，灌水下限分設(shè)地下水埋深0．1、0．3、0．5m，筒測(cè)重復(fù)5次，農(nóng)藝措施一致，共設(shè)3個(gè)處理。主要的氣象因子降水量、蒸發(fā)量和水稻關(guān)聯(lián)最大，使用試驗(yàn)田氣象站自動(dòng)測(cè)得的氣象數(shù)據(jù)。觀測(cè)是針對(duì)固定地點(diǎn)的固定植株進(jìn)行，此次試驗(yàn)每區(qū)設(shè)定3個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)設(shè)定3叢。各個(gè)試驗(yàn)小區(qū)的稻谷單獨(dú)收獲后測(cè)定產(chǎn)量。處理1(淹水灌溉):建立0～7cm水層(生育期土壤含水量不低于100%)，全生育期用水總量465m3。華而不實(shí)，插秧前95m3，分孽期140m3，生育轉(zhuǎn)換期92m3，長(zhǎng)穗期69．5m3，結(jié)實(shí)期68．5m3。處理2(淺濕交替節(jié)水灌溉):返青分蘗期4～7葉水層3～5cm，自然落干。5葉期為3～5cm，保持土壤含水量不低于80%。有效分蘗末期采用控制灌溉，生育轉(zhuǎn)換期采用0～3cm淺、濕循環(huán)交替灌溉方式，孕、抽穗期保持一定高度的水層，灌漿成熟期采用淺、濕、干循環(huán)交替灌溉方式。整個(gè)生育期總用水量為358m3。華而不實(shí)，插秧前92m3，分孽期103m3，生育轉(zhuǎn)換期71．5m3，長(zhǎng)穗期54．5m3，結(jié)實(shí)期37m3。處理3(控制灌溉):按泡田期、返青期、分蘗期、拔節(jié)孕穗到抽穗開(kāi)花期、乳熟期、黃熟期6個(gè)階段進(jìn)行控制灌溉。泡田前整平耙細(xì)能減少泡田用水，結(jié)合水耙地封閉滅草。稻田僅在返青期的水層高度保持在1～3cm之間，而其他生長(zhǎng)期稻田都不設(shè)立水層，土壤的濕度范圍要保持在飽和含水率與飽和含水率的60%～70%之間，黃熟期斷水(保持土壤含水率不低于80%)。全生育期用水總量234．5m3。華而不實(shí)，插秧前92m3，分孽期55．5m3，生育轉(zhuǎn)換期35．5m3，長(zhǎng)穗期35．5m3，結(jié)實(shí)期16m3。3．3試驗(yàn)地大概情況2020年在洪河農(nóng)場(chǎng)某試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，該地塊地勢(shì)平坦，改種水稻有5年歷史。其土質(zhì)為草甸白漿土，屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候。經(jīng)測(cè)定，每千克土壤中有機(jī)質(zhì)含量為40．8g，堿解氮含量為151．7mg，速效磷含量為28．8mg，速效鉀含量為98．9mg，pH值為5．89。耕層20cm，每年秋春旋耕。2020年大于等于10℃有效積溫2498．6℃，無(wú)霜期130天，水稻生育期降水量456．3mm，平均氣溫16．3℃。水稻生育期降雨及氣溫正常，利于水稻生長(zhǎng)。2020年水稻生長(zhǎng)階段4－9月份降雨量340．6mm，比2018年少7．8mm，比2018年少59．4mm，較歷年少120．9mm。表2為2020年4－9月氣象資料統(tǒng)計(jì)表。4、試驗(yàn)結(jié)果與分析4．1不同灌溉方式間株高變化不同灌溉方式下的株高差異不明顯:控制灌溉處理的株高為86．4cm，節(jié)灌和淹水灌溉處理株高均為86．8cm。由此能夠看到，經(jīng)過(guò)控制灌溉技術(shù)處理的株高矮了0．4cm。這表示清楚，通過(guò)控制水稻的供水能夠控制其生長(zhǎng)。4．2不同灌溉方式間泥溫變化應(yīng)用控制灌溉技術(shù)田塊的泥溫要比節(jié)灌和淹水灌溉的高。這表示清楚，在水稻生長(zhǎng)分蘗期應(yīng)用淺水灌溉更有利于提高泥溫，進(jìn)而促進(jìn)分蘗。4．3不同灌溉方式間在整個(gè)生育期的用水總量及節(jié)水效益比照分析水稻灌溉定額是水稻在整個(gè)生育期內(nèi)每次灌溉所用水的總量。影響水稻灌溉定額大小的外因較多，如環(huán)境溫度、降水量及降水時(shí)長(zhǎng)分布、采用的灌溉方式等。這些因素中，環(huán)境溫度對(duì)作物的蒸發(fā)蒸騰量產(chǎn)生影響進(jìn)而改變水稻灌溉定額的大小，降水量及降水時(shí)長(zhǎng)分布值則直接對(duì)灌溉定額值產(chǎn)生影響。2020年在建三江分局洪河農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)，淹水灌溉、淺水間歇節(jié)水灌溉和節(jié)水控制灌溉的全生育期667m2灌溉總量分別為465、358、154．5m3，667m2，產(chǎn)量分別為683．3、690．6、685．3kg。控制灌溉形式值得推廣，固然比節(jié)水灌溉產(chǎn)量略有減少，但是節(jié)省了水資源，保證了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。表3為不同灌溉形式下用水量，表4為不同灌溉形式考種結(jié)果。5、結(jié)論與討論1)控灌處理對(duì)地勢(shì)的要求高，池面不平很難進(jìn)行水層的管理。2)試驗(yàn)表示清楚:采用水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)，不僅加強(qiáng)了水稻對(duì)倒伏和病蟲(chóng)害的抵御能力，并且扭轉(zhuǎn)了水稻種植長(zhǎng)久以來(lái)的用水觀念，由深水層轉(zhuǎn)變?yōu)闇\水層，淺水層轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)水層，長(zhǎng)期有水層轉(zhuǎn)變?yōu)殡A段有水層。3)試驗(yàn)證明:采用節(jié)水控制灌溉技術(shù)的水稻田塊，在整個(gè)生育期使用的灌溉總用水量?jī)H為234．5m3，遠(yuǎn)少于傳統(tǒng)采用水淹田方式和常規(guī)灌溉方式的用水量。因而，在當(dāng)前水資源普遍稀缺的種植環(huán)境里，采用節(jié)水控制灌溉技術(shù)種植水稻是一種既能夠提高科學(xué)用水效率又能保證可持續(xù)發(fā)展的好方式方法。5年來(lái)，通過(guò)田塊實(shí)驗(yàn)，水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)獲得了較好的效果。在以后的推廣中，要嚴(yán)密結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件、水稻長(zhǎng)勢(shì)和農(nóng)藝措施，恰當(dāng)?shù)匕盐帐┬?。本形式?duì)嚴(yán)寒區(qū)域水稻發(fā)展具有借鑒意義，不僅能節(jié)約用水，而且能有效地調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。以下為參考文獻(xiàn):［1］丁亮．寒地水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)研究［J］．北方水稻，2018，42(1):27－33．［2］王青菊，胡金財(cái)，馬士學(xué)．水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)研究［J］．北方水稻，2018，42(2):34－35．［3］于冬潔．寒地水稻不同灌溉方式下的群體素質(zhì)研究［J］．農(nóng)業(yè)科技通訊