寒地水稻控制灌溉技術(shù)在黑龍江省推廣應(yīng)用分析

何 權(quán)

(黑龍江省水利廳，哈爾濱150001)

1 推廣寒地水稻控制灌溉技術(shù)的必要性

黑龍江省是全國最大的粳稻生產(chǎn)基地，年平均粳稻產(chǎn)量占全國粳稻總產(chǎn)量的29%，約占全國粳稻商品量的45%。

2009年4月，國務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過了全國新增千億斤糧食產(chǎn)能工程規(guī)劃，將黑龍江省糧食生產(chǎn)能力建設(shè)列為重要內(nèi)容，對黑龍江省稻米生產(chǎn)提出了更高的要求。黑龍江省根據(jù)國家對糧食發(fā)展及優(yōu)質(zhì)粳稻生產(chǎn)的總體要求，每年將為國家提供優(yōu)質(zhì)商品粳稻2 000萬t，這對全省水資源保障能力提出了更高的要求

2010年，黑龍江省水稻灌溉面積293萬hm2，年用水量高達(dá)240億m3，水稻灌溉用水占農(nóng)業(yè)用水總量的96%，占社會(huì)總用水量的70%，因此，黑龍江省農(nóng)業(yè)節(jié)水的重點(diǎn)是水稻節(jié)水。

2011年全省水稻面積達(dá)到了333萬hm2，僅水稻灌溉用水就將達(dá)300億m3，占全省水資源總量近40%。導(dǎo)致我省的水資源將十分緊張，水資源可持續(xù)發(fā)展將面臨十分嚴(yán)峻的形勢。初步估算，全省需再節(jié)水50～60億m3才能在水資源用水總量不變的前提下，保證灌溉面積發(fā)展目標(biāo)。目前，黑龍江省實(shí)現(xiàn)田間灌溉凈定額高達(dá)400～500 m3/666.7 m2，自流灌區(qū)毛灌溉定額高達(dá)800～850 m3/666.7 m2，地表水灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)僅0.45～0.5，井灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)僅0.8左右，因此發(fā)展以水稻節(jié)水控制為主的節(jié)水新技術(shù)對全省水資源利用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 寒地水稻控制灌溉技術(shù)優(yōu)勢

寒地水稻控制灌溉技術(shù)是一項(xiàng)投入少、效益高、操作簡單的灌溉技術(shù)。

為探索適合寒地特點(diǎn)的控制灌溉技術(shù)模式，2004～2009年，在全省22個(gè)試驗(yàn)站開展了多年的理論和應(yīng)用研究，摸索出了適合寒地特點(diǎn)的技術(shù)模式，取得了良好的效果。控制灌溉的技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在7個(gè)方面:

2.1 水稻增產(chǎn)

據(jù)研究成果統(tǒng)計(jì)，控制灌溉水稻的理論測產(chǎn)比常規(guī)灌溉提高4.6%;實(shí)收產(chǎn)量比常規(guī)灌溉提高5% ～10%。

2.2 改善米質(zhì)

研究表明，控制灌溉模式的稻米品質(zhì)均略好于常規(guī)灌溉。其糙米率、精米率、整精米率、粒長、膠稠度、粗蛋白含量、脂肪含量均有提高。

2.3 節(jié)水效果顯著

研究表明，含泡田用水量在內(nèi)的全生育期灌水量與常規(guī)灌溉相比平均節(jié)水36%。與常規(guī)灌溉相比，生育期平均節(jié)水48%，節(jié)水效果極其顯著。

2.4 產(chǎn)出比高

水稻控制灌溉的效益主要體現(xiàn)在增產(chǎn)、節(jié)水和節(jié)支3個(gè)方面。自流灌區(qū)平均增收節(jié)支71元/666.7 m2;機(jī)井平均增收節(jié)支92元/666.7 m2。電井灌區(qū)平均增收節(jié)支81元/666.7 m2。充分顯示控制灌溉技術(shù)的效益是相當(dāng)顯著。

2.5 抗倒伏能力高

控灌水稻的底部節(jié)間長度短、壁厚、節(jié)間充實(shí)度等均優(yōu)于常灌對照區(qū)。對2005年田間實(shí)際倒伏狀況的調(diào)查表明:控制灌溉區(qū)水稻倒伏面積僅有4.8%，常灌區(qū)水稻平均倒伏面積高達(dá)23.1%。

2.6 抗病能力增強(qiáng)

試驗(yàn)表明，控制灌溉不但抗倒伏，而且在稻瘟病防治方面也具有非常好的效果。主要原因是:控制灌溉技術(shù)自水稻返青后，田間基本不建立明水層，使各層葉片都能受到陽光照射，增加了地溫，改善了農(nóng)田小氣候，有效抑制了水稻的發(fā)病率。

2.7 減少面源污染和溫室氣體排放

實(shí)施水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)大大減少稻田排水量和滲漏量，不僅提高了肥料的利用效率，而且減輕了肥料對地下水、承泄區(qū)和土壤的污染，河流富營養(yǎng)程度大大降低。同時(shí)，通過適時(shí)的水分調(diào)虧，控、曬結(jié)合，大大降低了土壤甲烷細(xì)菌的活性，抑制了甲烷的產(chǎn)生，通過曬田最終降低稻田甲烷排放速率和甲烷總排放量。

3 寒地水稻節(jié)水優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)調(diào)控原理

水稻節(jié)水控制灌溉突破了稻田水層管理的傳統(tǒng)觀念，在非需水關(guān)鍵期適當(dāng)減少水分供應(yīng)，造成適度的水分虧缺，大幅度的減少深層滲漏和棵間蒸發(fā)，可以有效控制葉面蒸騰，從而大幅度的節(jié)約用水。同時(shí)可以促進(jìn)根系發(fā)育，使株型和群體結(jié)構(gòu)更為合理，達(dá)到高產(chǎn)的目的。主要的調(diào)控原理體現(xiàn)在以下4個(gè)方面:

3.1 調(diào)控水稻需水規(guī)律，降低無效耗水

水稻各生育階段對水分的需求不同，應(yīng)根據(jù)不同階段水稻對水分需求的敏感度，適時(shí)、適量地供應(yīng)水分，從而顯著減少水稻耗水量。控制灌溉通過各生育階段不同的水分供應(yīng)，使蒸騰速率出現(xiàn)一定程度的下降。控制灌溉全生育期水稻蒸發(fā)蒸騰量平均減少23.7%。大部分時(shí)間田間無水層的水分狀態(tài)改變了稻田深層滲漏的發(fā)生機(jī)制，深層滲漏量平均降低49.4%。

3.2 調(diào)控水稻特有的水分適應(yīng)性，促控群體質(zhì)量

水稻屬于“半水生性”植物，耐旱性介于旱生性植物與水生性植物之間，同時(shí)水稻在長期進(jìn)化和人類馴化的過程中形成了對水旱的雙重適應(yīng)性。通過不同階段的合理促控使水稻生長形態(tài)發(fā)生變化，通過根系與冠層結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性調(diào)整，彌補(bǔ)群體數(shù)量降低的影響，并通過根系活力的提高實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。通過不同的灌溉補(bǔ)水量，對農(nóng)作物進(jìn)行有促、有控的生理生態(tài)調(diào)整，充分利用根層土壤水分與稻作之間的相互反饋?zhàn)饔煤妥魑飳λ值淖晕疫m應(yīng)與調(diào)節(jié)能力，促使水稻向“最佳群體結(jié)構(gòu)”和“理想豐產(chǎn)株型”兩者的優(yōu)化組合方向發(fā)展，以達(dá)到節(jié)水、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的目的。

3.3 調(diào)控水稻根系和光合作用，為后期補(bǔ)償效應(yīng)的發(fā)揮創(chuàng)造了條件

控灌水稻根深、根壯、分布范圍廣、汲取水和養(yǎng)分的能力強(qiáng)，為控灌水稻中后期補(bǔ)償效應(yīng)的發(fā)揮創(chuàng)造了條件。控制灌溉抑制了無效分蘗，保持了適宜的葉面積指數(shù)，擴(kuò)大了光合作用的面積，有利于有機(jī)物的合成和運(yùn)輸;有利于植物營養(yǎng)體的發(fā)育和延長功能葉的壽命;有利于光合產(chǎn)物和蛋白質(zhì)的合成;有利滿足水稻后期吸氮，提高了結(jié)實(shí)率，達(dá)到了節(jié)水增產(chǎn)的目的。

3.4 調(diào)控水稻抗逆能力，優(yōu)化稻株與環(huán)境的協(xié)調(diào)狀態(tài)

水稻控制灌溉減少了無效分蘗，莖稈厚度增加，在生育后期抗莖稈倒伏的能力增加，與此同時(shí)增加了土壤密實(shí)度，根系扎根深度增加，整體抗倒伏能力增強(qiáng)。田間無水層狀態(tài)使冠層內(nèi)部濕度降低，同時(shí)群體生長的適應(yīng)使冠層內(nèi)的空氣流通增加，水稻發(fā)生稻瘟病等的幾率降低。科學(xué)的水分調(diào)控，在改變水稻本身的生長的同時(shí)，使根層土壤環(huán)境發(fā)生變化，打破了厭氧條件，改善了根系生長環(huán)境，提高了稻田肥料的利用效率。同時(shí)田間溫度升高、濕度降低，提高了光溫資源的利用效率，并減少了潮濕環(huán)境中容易爆發(fā)的稻瘟病等的發(fā)病率。使水稻植株與根區(qū)土壤環(huán)境、田間微氣候環(huán)境之間形成了更為協(xié)調(diào)的狀態(tài)。

4 推廣寒地水稻控制灌溉技術(shù)的建議

經(jīng)過全省7 a的水稻控制技術(shù)探索和實(shí)踐，針對不同積溫和地區(qū)推出了水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)組合模式圖。但想要在全省大范圍的推廣，還需要在以下6個(gè)方面有所突破:

4.1 土地平整

黑龍江省大部分水稻田塊高差＞50 mm，水稻控制灌溉技術(shù)要求水層≦30 mm。在封閉滅草期，要在田間保留30 mm淺水，并施放化肥和滅草農(nóng)藥，如果土地不平整，高地滅草效果不好，肥效達(dá)不到地勢高處。土地平整是水稻控制灌溉技術(shù)推廣的前提，因此，對于高差不大的較小地塊，可由群眾自己進(jìn)行平整。對于較大的地塊，最好能整合國土、農(nóng)發(fā)等部門的資金，集中進(jìn)行平整。

4.2 選好突破口，突出推廣重點(diǎn)

控制灌溉技術(shù)的推廣首先要選好突破口，優(yōu)先在新建灌區(qū)和井灌區(qū)進(jìn)行推廣。要讓老稻區(qū)的農(nóng)戶改變已經(jīng)形成了多年的耕作模式，不是一件容易的事，但對于新建灌區(qū)農(nóng)戶來說，對于灌溉技術(shù)的認(rèn)識就像張白紙，傳統(tǒng)的灌溉方式和控制灌溉方式?jīng)]有區(qū)別，只要能及時(shí)對農(nóng)戶進(jìn)行控制灌溉技術(shù)培訓(xùn)，反而更能夠接受控制灌溉方式。井灌區(qū)的農(nóng)戶要承擔(dān)燃油動(dòng)力、電費(fèi)等額外費(fèi)用，只要宣傳好控灌節(jié)水、節(jié)油、節(jié)電、省藥、省肥等技術(shù)優(yōu)勢，井灌區(qū)的農(nóng)戶會(huì)逐漸接受和使用控制灌溉技術(shù)。

4.3 建立真正的控制灌溉示范區(qū)

在全省范圍內(nèi)，已經(jīng)建立了近30個(gè)控灌示范區(qū)，但是這些控灌示范區(qū)，僅僅是工程節(jié)水示范區(qū)，示范區(qū)內(nèi)并沒有采用控制灌溉技術(shù)進(jìn)行灌溉。只有建立起真正的控灌示范區(qū)，通過與周邊傳統(tǒng)灌溉對比，把控制灌溉的優(yōu)勢展現(xiàn)出來，帶動(dòng)示范區(qū)周邊農(nóng)戶，并逐漸輻射到所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣、市乃至全省。

4.4 建立有效的保障和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制

現(xiàn)在國家對農(nóng)戶購買良種，有良種補(bǔ)貼，購買農(nóng)機(jī)，有農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼。控制灌溉技術(shù)作為一項(xiàng)節(jié)水效益顯著的新技術(shù)，應(yīng)該由政府出資，補(bǔ)貼農(nóng)戶。在全省建立一套有效的保障和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制:①應(yīng)在控制灌溉示范區(qū)建立保障機(jī)制，政府和示范區(qū)農(nóng)戶簽訂合同，保證農(nóng)戶在應(yīng)用控灌技術(shù)時(shí)的收益高于傳統(tǒng)灌溉。②在全省選擇試點(diǎn)縣，對應(yīng)用控制灌溉技術(shù)的農(nóng)戶進(jìn)行資金補(bǔ)貼。③逐步在全省推廣，并形成一套有效、長期的機(jī)制。

4.5 積極在全省進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)改革

目前，我省絕大部分農(nóng)村仍在實(shí)行按畝收費(fèi)的舊水價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)出臺于1997年，水田收費(fèi)僅為20元/666.7 m2，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足灌溉事業(yè)發(fā)展的需要。用水戶只要繳納水費(fèi)后，用水量就不再受限制。上游農(nóng)戶大水漫灌，浪費(fèi)水嚴(yán)重，而下游農(nóng)戶卻無水可用。因此，積極推行水價(jià)改革，按方收費(fèi)，用水價(jià)約束灌溉用水量，這樣農(nóng)戶能更主動(dòng)的接受控制灌溉這種更節(jié)約的灌溉技術(shù)。

4.6 提高自流灌區(qū)的灌溉保證率

控灌技術(shù)對于灌溉的保證率要求較高，在水稻需水時(shí)，必須保證供水。而我省自流灌區(qū)由于渠首及骨干工程不配套、老化失修等限制，導(dǎo)致自流灌區(qū)的灌溉保證率低，制約了控制灌溉技術(shù)在自流灌區(qū)的發(fā)展。因此我省應(yīng)該設(shè)立專項(xiàng)資金，加強(qiáng)灌區(qū)渠首及骨干工程建設(shè)，以提高灌區(qū)灌溉保證率，保證控制灌溉技術(shù)在我省5000萬畝(333萬hm2)水稻種植面積中全面推廣。

［1］黑龍江省水利廳，黑龍江水稻灌溉試驗(yàn)中心.寒地水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)手冊［K］.哈爾濱:黑龍江省水利廳，黑龍江水稻灌溉試驗(yàn)中心，2010.

［2］中華人民共和國水利部.GB50288－99灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范［K］.北京:中國計(jì)劃出版社，1999.

［3］水利部農(nóng)村水利司，水利部農(nóng)田灌溉研究所.SL207－98節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范［K］.北京:中國水利水電社，1998.