雙季稻水肥耦合灌溉技術田間試驗設計方案

董必勝 安秋香 胡愷詩

（湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007）

《糧食主產區農業節水技術集成與示范》項目，是國家科技支撐計劃的內容之一，湖南省承擔了“雙季稻主產區農業節水技術集成與示范”研究課題，以雙季稻為主要對象，以提高區域水資源利用率，促進多產高產，確保糧食生產安全為主要目標。通過綜合節水技術，建立相應的灌溉模式，建設水稻高效綜合農業節水示范區。

1 試驗目的

通過試驗研究，獲得雙季稻不同品種、不同田間灌溉模式、不同施肥方案條件下，水稻需水量、施肥量、糧食產量等參數的變化，獲得節水節肥高產的最佳耦合灌溉技術，為“雙季稻農業節水技術集成與示范”研究提供技術支撐。

2 水肥耦合試驗方案

試驗設定3種灌溉模式耦合3種施肥方式，共組合9個試驗處理，每處理小區面積66.7m2（不含田埂、排水溝），不設重復，每小區種植兩個品種（1/2優質稻+1/2雜交稻）。另安排一個66.7m2的小區作為基礎數據區，不種水稻，專門用于觀測降雨、蒸發、土壤入滲等基礎數據。

3 試驗地點及主要觀測項目

試驗地點：益陽市赫山區筆架山鄉中塘村。

主要觀測項目：

（1）氣象要素：逐日降雨量，蒸發量。

（2）水利要素：逐日田間水深。每次灌排水量，灌排時起止田間水深。

（3）產品要素：水稻測量株高、產量、結實率、千粒重、有效穗數，收獲指數、水稻葉綠素含量、光合速率、葉面積指數、蒸騰速率、根系活力等。

4 試驗田灌排水模式及施肥方案

4.1 田間灌排水模式

根據湖南省雙季稻主產區的自然條件和灌排水管理經驗，擬定“薄淺濕曬灌溉”、“薄露灌溉”、“淺灌深蓄”3種灌排水模式開展試驗研究。各灌排水模式的概念與要點參見表1。

4.2 施肥方案

“常規化肥”、“適量化肥+適量有機肥”、“減量化肥+增量有機肥”3個不同量級的施肥方案，參見表2。

表1 不同灌排水模式的概念與實施要點

表2 施肥方案 kg/hm2

5 試驗場地布置與基本要求

5.1 平面總體布置

租用農田1.5畝（約1 000m2）劃分成9塊試驗田和1塊基礎數據采集區（即入滲試驗田），總凈面積 667m2（1畝）。 9塊試驗田的編號為Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅲ-1、Ⅲ-2、Ⅲ-3。

田間水深觀測井布置在10塊試驗田田埂旁?；A數據采集區布置雨量計、蒸發器，水位測井。田塊Ⅰ-2、Ⅱ-2、Ⅲ-2除安排水位測井外加布蒸發皿。

供水系統由加壓水泵、儲水箱、輸水管道、截止閥及水表等組成，分別接通到每個田塊。每個田塊設置單獨的出水表控制排水。

平面總體布置參見圖1。

5.2 試驗田基本要求

試驗田要求做到精細平整，平整后田面凹凸高差控制在±5mm以內。

種植水稻的9塊試驗田田埂寬40 cm，高20 cm，采用塑料膜防滲?；A數據采集區田埂寬40 cm，高30 cm，田埂采取土工膜防滲，土工膜伸入老土10 cm。

6 水位測井設計

根據任務要求，測量每個田塊水稻生育期每天的水位變化，即田面水深。由于田間水深變化幅度小，加上觀測精度高（△H≤0.5mm），當田面水深很?。℉≤50mm）時，水位計操作不方便，因此，在每塊田塊中預先設置1個測井，利用連通原理，井內水位與田面持平。參見圖2。

7 土壤入滲觀測場（田）設計

為獲得試驗區土壤入滲量參數，在試驗區內設置一個采集基礎數據的觀測場地——入滲觀測田。

7.1 設計原理

在土類相同，且忽略作物根系對土壤入滲的影響時，土壤性質與田面水深將成為影響入滲量的主要因素。在相同土類和相同種植界面條件下，入滲量與田間水深成正比。據此，可在同一試驗區內選擇一塊非種植田塊，稱為入滲試驗水田，向田中定量灌水，然后展開水面蒸發、降雨和田間水位觀測，通過計算求出逐日入滲量，以此代表水稻試驗田塊土壤入滲量。

圖2 水位測井示意圖

圖3 入滲試驗田布置示意圖

7.2 入滲水田設計

入滲田凈面積與試驗水稻田塊相同，為66.7m2，四周田埂采取防滲措施，形成四周封閉的水田。田面水平，田內分別安置雨量計、蒸發器和1個水位測井。入滲田不種植作物，保持一定水深（圖3）。

7.3 入滲量觀測與計算

入滲水田建好后，在灌水前，要先讓田中土壤含水率達到100%，即表層有一定的水深，在此前提下向田中灌水，使田中水深達到200mm，然后逐日觀測田中的水位，水面蒸發、降雨量，連續觀測到水稻全生育期結束為止。當田中水深H≤10mm時，及時灌水恢復到200mm水深。由此可按下式求出試驗田塊土壤入滲量與平均入滲率：

式中q入——入滲量（mm）；

P——降雨量（mm）；

T——入滲時間（d）；

E——蒸發量（mm）；

H——水深（mm）。

8 場地建設材料、設備、儀器清單（表3）

表3 主要材料、設備、儀器清單

9 觀測記錄方法

觀測期限：早、晚稻生育的全過程。對10個試驗田塊分別進行灌水量、排水量、田間水深、入滲量、降雨量、蒸發量等項目的連續觀測，除灌水與排水每次需記錄開啟水表的起、止時間，灌水前后水表讀數和田間水深外，其他觀測項目均規定在每天早晨8時（專用記錄計算簿從略）。