水稻控制灌溉是指在秧苗本田移栽后的各個生育階段,田面不再長時間保留水層,而是通過觀測稻田土壤含水量多少判斷灌溉與否的一種水稻節水灌溉新技術。
控制灌溉技術既不屬于充分灌溉,也不屬于非充分灌溉范疇。在水稻生長發育過程中,適度進行水分脅迫,會使水稻產生一定的耐旱性,而且不會導致減產。其基本原理是:基于作物的生理生化作用受到遺傳特性和生長激素的影響,如果在其生長發育某些階段主動施加一定程度的水分脅迫,可以發揮水稻自身調節機能和適應能力,同時能夠引起同化物在不同器官間的重新分配,降低營養器官的生長冗余,提高作物的經濟系數,并可通過對其內部生化作用的影響,改善作物的品質,起到節水、優質、高效的作用。
這種灌溉新技術能使水稻在生長發育過程中,得到適度的干旱鍛煉,會使水稻產生一定的耐旱性,不但不會導致減產,還能起到增產、節水、省油、省電、抗倒伏、抗稻瘟病和提高米質的作用。
一是灌溉依據不同。常規灌溉依據水層多少判斷是否需要灌溉,控制灌溉依據土壤含水量大小是否達到控制標準判斷是否需要灌溉。
二是灌水方法不同。常規灌溉采取“淺、深、淺”“淺、曬、深、淺”或“淺、濕”等模式灌溉,而控制灌溉采取“淺、濕、干”循環交替法。“淺”為30mm,“濕”為0mm,“干”為土壤含水量控制下限值(一般為70~100%土壤飽和含水量)。
三是灌水程度不同。常規灌溉屬于充分灌溉,適時保證充足供水,不允許水稻受旱;控制灌溉則實行人為調虧,根據水稻不同生育期的生理特性,在分蘗等需水非敏感期實施人為脅迫,造成適度干旱。而在拔節孕穗和抽穗開花等需水敏感期又能保證供水,使水稻后期呈現生長的補償效應。是一種充分供水與非充分供水相結合的灌溉方式。
四是田間水層不同。常規灌溉長時間保留水層,僅在水稻分蘗末期曬田時和黃熟期不保留水層,而控制灌溉長時間不保留水層。
一是增產效果明顯。控制灌溉技術對水稻的根系生長、株型及群體結構形成,具有良好的促控作用,實現了水稻高產基礎上的再增產,控灌比常規灌平均增產5~10%。
二是節水效果顯著。全生育期平均節水30%以上。由于長時間不保留水層,蒸發少、滲漏少、排水少,自然省水。全生育期少灌2~5茬水。
三是減少了面源污染和溫室氣體排放。控制灌溉減少了溫室氣體排放,根據試驗研究表明,深水灌氨揮發是27.6kg,控灌8kg(尿素)/公頃。控灌排水少、滲漏少,減少了農藥化肥對地下水和河流的污染。稻田還是CO2(二氧化碳)、CH4(甲烷)和N2O(氧化亞氮)等溫室氣體的主要排放源。通過適時的水分調控,控曬結合,使稻田土壤EH值迅速上升,促進毒害物質的分解,降低了甲烷細菌的活性,最終降低稻田甲烷排放速率和甲烷排放量。
四是抗倒伏能力增強。控制灌溉水稻根深、節短、桿粗、壁厚,底部節間壁厚比常灌水稻提高了30%,基部節間距比常灌縮短21%,抗倒伏能力大大增強。
五是抗病能力大大提高。控制灌溉水稻由于縮短了水稻倒三葉的葉片,增加了透光性能,形成了上挺下批的理想株型,使各層葉片都能接受到陽光照射,降低了水稻底部濕度,從而形成不利于病菌存活發展的條件,有效抑制了水稻的發病率。
六是控制了無效分蘗,鞏固了有效分蘗,提高了成穗率。由于水分虧缺造成幼小分蘗(根系不健全),易脫水而死。這些分蘗在死亡的過程中尚有部分養分回流而轉入主莖,被主莖的大部分蘗所吸收利用,因而鞏固了有效分蘗,提高了成穗率。由于無效分蘗的減少與葉片的縮短,增加了田間的通風通光性能,并建立了良好的大田群體結構,群體協調生長形成高產株型,為水稻生殖生長孕大穗、積累碳水化合物打下堅實基礎,充分發揮水稻高產潛力的優勢。
水稻控制灌溉技術操作不復雜,只要能分清水稻各生育期節點,了解本地水稻不同生育期土壤含水量的控制下限指標及相應的土壤表相(如土壤裂縫寬度、腳印深淺等),就可按不同生育期土壤水分控制指標要求進行灌溉操作。
籠統地講,就是“灌一茬水露幾天田”, “前水不見后水,見到裂縫再灌水”。這種灌溉方法只是在過去“淺、濕”灌溉模式的基礎上,再加上一個“干”的環節,即“淺、濕、干”。操作上基本按照“淺、濕、干”循環交替的方式進行灌溉。其操作要領主要在這個“干”的環節,不同生育期“干”的程度不同,不同土壤“干”的要求不同。到底應該“干”到什么程度,按照本地不同生育期要求的土壤含水量下限值控制即可。“淺”指灌溉水層上限為30mm,“濕”指水層為零,土壤含水量100%,“干”指各生育期土壤含水量要求的下限值,可通過儀器測試,或依據不同下限值對應的土壤裂縫寬度、腳印深度等經驗值判斷。一般不到土壤含水量下限值不灌溉。何時灌水依據土壤含水量而定,到了下限值就灌,不到就等。除了大量降水超過規定的蓄雨上限和鹽堿地排堿要求外,一般不排水。
操作關鍵在于沒有測定儀器的情況下,如何判斷土壤含水量有多少。多數地方沒有土壤水分測定儀器,因此,操作人員需要靠經驗判斷土壤水分。主要方法是通過對比不同土壤含水量對應的土壤裂縫寬度或腳印深度等土壤表相,確定是否需要灌水。
推廣控制灌溉技術要求水源保障程度要高,需要水時能及時補灌。因此,建議各地優先在井灌區推廣,其次是提水灌區和水庫灌區,最后是自流灌區。井灌區、水庫灌區和提水灌區水源可控能力強,需要水時能及時放水,最適合推廣控灌。特別是井灌區和提水灌區,省水、省油、省電效益很大。自流灌區要視河流來水情況擇時灌溉,水少時不到下限值時也應補水,否則到灌水時河水沒了,會出現干旱問題。
“肥田靠發、瘦田靠插”這是栽培水稻獲得高產的成功經驗,是確定栽培密度的一項重要措施。實際上是如何充分發揮分蘗在水稻生產上的作用問題。
一般情況下,肥力大的地塊控的重些,肥力低的地塊控的輕些。水稻栽培應主蘗并重,肥力差的田塊應該多發揮主穗的作用,對這樣的田塊就縮壟增穴,適當增加基本苗數來確保高產。
沙壤土等保水能力差的地塊土壤水分控的要輕些,適當的把土壤水分控制下限提高,不應該控制的太重。要少灌、淺灌、勤灌。要多加施一些基肥來增加有效分蘗,以保高產穩產。
降水中含有大量肥分,有效利用降雨對水稻灌溉十分重要。特別是7月份以后,我省降雨增多,利用雨水能大大減少灌溉水量,起到省工、節油、節電的作用。多數情況下不用灌溉土壤含水量就能滿足水稻生長要求,一般不到土壤含水量下限指標不用灌溉。但蓄雨不可過深(一般不超過50mm),時間不可過長(一般不超過7天),否則長時間田間保留水層,會出現爛根、根層積累有毒物質等問題,達不到控制灌溉的目的。平時要注意收聽天氣預報,把降雨與灌溉有機結合起來。
控制灌溉整地要上糊下松,要求格田要平整,高差不能太大,單個格田內土壤高差控制在2cm左右。如果土地不平,崗地在控制時就會超過土壤水分下限值,而洼地達不到土壤水分下限值,造成崗地干旱,洼地沒控好的現象,使崗處出現分蘗少而洼處卻出現漂苗和蟲害的現象等。
要處理好生產性用水與控制灌溉的關系。生產性用水指打藥、施肥用水,生產性用水要求必須有水層才行,特別是分蘗前期封閉滅草時一般要保留水層10天左右。控制灌溉的水層管理要服從生產性用水要求,什么時候需要生產性用水就什么時候建立水層,但施肥用水要與控制灌溉用水結合起來,以減少水層保留時間。
水稻雖然是水生植物,但研究表明,不同生育期對水分的敏感程度是不同的。掌握關鍵生育期的用水管理十分重要。返青—分蘗末期(一般是5月20日—7月5日)是水稻需水非敏感期,也是控制灌溉的關鍵期,是最需要節水的時期,要嚴格控制。拔節孕穗期和抽穗開花期是需水敏感期,不能控的太重。
控灌要求育壯秧,帶蘗插秧。提高秧苗素質必須稀播旱育秧,預防以濕代旱。早晚看秧苗是否頂上露珠,有露珠就不需要灌水。秧齡從出苗到移栽必須達到35天,以確保移栽后秧苗扎根和返青快。
推行控制灌溉抑制草荒很關鍵。采用控制灌溉提倡兩次用藥,第一次是水耙地后施藥進行封閉滅草,使用丁草胺、農思它、稻思達等(按農藥的說明使用)。第二次是插后8~10天水稻充分返青后及時滅草。二次封閉滅草時必須有水層,水層保留天數在10~15天。要根據稗草的葉齡選擇殺稗劑的種類,稗草在1葉期前使用瑞飛特+小包藥15袋,稗草在1.5葉前使用丁草胺+小包藥15袋或阿羅津+小包藥15袋。稗草在3葉期前使用殺草丹+小包藥15袋/kg,稗草在3~4葉期前使用禾草敵(禾大壯)+小包藥15袋,稗草超過4葉期以后就只能用快殺稗和稻杰做莖葉噴霧處理。
第一、第二積溫區一般不用特殊處理,正常控制管理即可。第三、第四、第五積溫區和山地冷涼等地區可通過加深水層防止冷害。低溫過后應及時排水。
從根本上講,防止冷害應從水稻植株體自身抗寒能力上抓起。通過水稻的中期重控和孕拔期的干干濕濕管理改善土壤環境,提高土壤通氣供氧能力,排出有毒物質危害,防止爛根并促進根系發育,增加碳氮比,使植株體內蓄積大量的碳水化合物,增加植株體內的干物質對預防外界的低溫、冷害起到了決定性的作用。
分蘗不足是有效分蘗期土壤水分控制太重造成的,分蘗前期要封閉滅草,需建立水層。分蘗中期的土壤水分控制下限不能低于土壤飽和含水量的85~90%,如果低于這個下限就會造成分蘗不足現象。分蘗期不建立水層是為了增大黑白溫差來刺激生長點,促大分蘗早生快發,提高成穗率,減少無效分蘗,使水稻成熟時向整齊一致方向發展。
控制灌溉的施肥方法是前促、中控、后調節。前促,促分蘗早生快發;中控,控制無效分蘗;后調節,調節水稻的后期光合作用和促進根系發育,保證后期有較多的綠葉面積,為后期干物質的積累打下堅實的基礎。
如果全生育期氮、磷、鉀施肥量按100%計算,各期施肥量可參照如下標準:
基肥:氮45%+磷100%+鉀50%;
分蘗肥:氮肥30%;
穗莖分化期鉀50%;
出穗前15天施氮肥25%。
為了減氮素的揮發和滲漏,提高氮肥的利用率,施氮肥時必須使田面出現裂縫后,灌淺水層20~25mm左右施入,然后等其自然落干1~2天后再復水正常管理。這樣可提高氮肥利用率(如果水層深時施氮肥利用率占20%,以水帶肥的方法提高利用率60%左右)。
生育轉換期是指水稻由營養生長向生殖生長轉換的時期。即幼穗分化為中心的前后一段時間,其葉齡指標以倒四葉為中心,前后1個葉齡期為生育轉換期。11葉品種為7、8、9葉期間為轉換期,12葉品種為8、9、10葉期間為轉換期。
生育轉換期前要求提前曬田重控,主要目的是控制無效分蘗,增加碳水化合物。生育轉換期是水稻生育中的一大轉折,是由營養生長轉向生殖生長,由氮代謝為主轉向碳代謝為主,由莖葉生長為主轉向穗粒生長為主的時期。通過重控實現生育期轉換至關重要。重控時間一般從田間總莖數達到80%時開始控田,或在有效分蘗期結束前7~10天開始控田。
在生育期轉換問題上,提出“時到不等苗,苗到不等時”的調控方法。“時到不等苗”,即不管水稻處于哪個生育期(分蘗末期除外),土壤水分到了土壤控制下限則灌水至上限,土壤水分未達到控制下限,不需要灌水;“苗到不等時”,即水稻生長發育到分蘗末期,不管土壤水分是否控制到下限,都要及時排水曬田重控。過了分蘗末期,到了拔節孕穗期(需水敏感期)則必須灌水至土壤水分上限。
大米出現堊白現象往往是分蘗后期控田太晚造成的。控的太晚,會使生育期拖后。當分蘗達到總苗數的80%,或在有效分蘗期結束前7~10天就開始控田(大約在6月20日左右),如果進入7月再控田就會使生育期拖后,出現堊白現象。
因為春季干旱時常發生,泡田用水時常緊張,旱整地、旱耙地和泡田插秧一茬水,使泡田時間縮短,減少了灌水次數,不僅可以緩解春季水資源短缺(可省泡田用水30~50m3/畝),還提高了基肥的氮素利用率。
通過提前通風和有效肥水管理,可使秧苖落黃,其好處是能使秧苗更多地積累碳水化合物,增加秧苗的干物重,使插到地里的秧苗增加抗旱與抗寒能力,從而加速秧苗返青與分蘗速度。
第一和第二積溫區通過育壯秧,使秧苗充分落黃,積累碳水化合物,增加秧苗干物重來增強抗逆性能即可。第三、第四、第五積溫帶和山邊子等地區,如遇低溫和凍害要及時加灌深水護苗,等低溫過后及時排水以利于根系下扎,并能預防漂苗現象。
鹽堿地種稻,排堿很重要。管好本田水,協調土壤水、鹽、氣三者關系,促使稻苗移入本田后全苗早發是關鍵。一般PH值8.0以下不用特殊處理,正常控制灌溉即可。PH超過8.0要重視洗堿排堿。可以采取淺-濕交替、淺灌勤換、適時深灌洗堿的辦法進行灌溉。鹽堿地種稻要通過看天、看苗、看水質靈活掌握,即大風烈日灌深水,多云天暖灌淺水,無風陰天可排水,雨天排堿灌淡水;苗勢旺、灌淺水,苗勢弱、灌深水,水質咸時要換水,水質淡時正常灌。分蘗末期要適當控田5天左右,控制無效分蘗,促進生育期轉換。
要注意以下幾個環節:一是建立完整的灌排系統,最好單灌單排;二是泡田洗鹽,淡化耕層;三是種植綠肥,增施有機肥;四是淺-濕交替。掌握田間排灌技術是鹽堿地種好水稻的重要環節。
水稻不同生育期對鹽堿反應是不同的。
1~2葉期對鹽堿反應比較敏感,土壤含鹽量0.2%以下時,生育正常。全鹽量達0.32%,PH為8.5時則產生抑制。分蘗以后,耐鹽堿不斷增強,全鹽量在0.25%以下,PH為7.6以下時,生育正常。當全鹽量超過0.38%,PH為8.8時,則產生抑制。從幼穗形成到開花期,又進入比較敏感期,孕穗期全鹽量在0.3% 以下,PH在7.9以下時,生育發育良好。當全鹽量超過0.42%,PH超過9.1時則生長受抑制。抽穗開花期全鹽量在0.38%以下,PH在8.2以下時,生育正常。當全鹽量超過0.5%,PH超過8.7時生長發育受到抑制。
在選用高產品種和旱育壯秧、稀植早插的基礎上,以合理的肥水管理來達到預期的調控效果,是奪取水稻高產的關鍵。鹽堿地施肥宜采用“早促蘗、中壯苗、后攻粒”的原則。具體措施是早促早控,超前控田,促早發分蘗,降低無效分蘗,提高成穗率、結實率和千粒重,達到穩產、高產的目的。一般地力條件下,基肥:尿素100kg+磷酸二胺100kg+硫酸鉀50kg/公頃。插后7~10天施分蘗肥65kg,二次蘗肥插后20天施40kg/公頃,抽穗前15天施尿素40kg/公頃,穗莖分化期施硫酸鉀50kg/公頃。另外,分蘗期最好追施硫酸銨,按 尿素的含氮量折合成硫酸銨(硫酸銨大約2.5斤頂1斤尿素)。