不同降水條件下的水稻作物蒸散發影響及入滲補給的試驗測定分析

胡 娜

(大連市水務事務服務中心，遼寧 大連 116021)

蒸散發和降雨入滲補給是影響水稻作物需水量的2個關鍵要素，如何定量分析這2項指標對水稻作物的需水影響是較為關鍵的科學問題。遼寧省是全國糧食主要產區，水稻作物是遼寧省南部區域主要的農作物之一，當前，農業用水矛盾日益突出，特別是遼寧地區連續出現干旱情況，使得水稻作物正常生長期的需水量難以得到有效保證。為盡力保證水稻作物的農業需水量，需要對其農業需水的規律進行分析。近些年來，對于水稻作物農業需水規律的研究較多[1- 6]，需水規律分析主要采用2種方式，一種方式為結合模型對農業需水進行預測，統計分析需水規律；第二種方式為采用需水觀測試驗的方式，對農作物的需水規律進行試驗分析[7- 10]。第二種方式較為貼合作物生長實際，但是大都針對需水量進行試驗分析，而對影響需水量的2個重要參數進行試驗分析的還較少，為此本文以大連為試驗區域，對試驗區域內主要農作物水稻生長期不同降水條件下的蒸散發和降雨入滲補給進行試驗分析。

1 試驗方案

(1)降雨入滲補給試驗方案。在進行降雨入滲補給分析時，考慮入滲儀器高度對其入滲量的影響，主要設置安裝滑動式儀器進行試驗測定，在每0.4m的梯度位置安裝一個儀器，當某一個高度的入滲量達到穩定變化后，逐步升高儀器的高度，主要設置3.5、3.0、2.5、2.0、1.5、1、0.5m共7個高度，儀器安裝現場如圖1所示。在對每個高度進行入滲量的觀測時，結合雨量計對整個觀測試驗進行同步試驗，這樣可以對整個試驗水田的降雨入滲情況進行準確把握。

(2)蒸發量試驗方案。本次試驗主要采用E601蒸發器進行水稻葉面蒸騰觀測，在具體觀測時，將E601蒸發器埋入水稻觀測試驗的土壤中，另外一個E601蒸發器主要用于觀測水稻葉面的蒸騰量，將2個蒸發觀測儀器的試驗數據相減得到水稻的蒸散發量。對于水稻作物的潛水蒸發，主要采用地中滲透儀對不同地下水埋深下的水稻潛水蒸發進行觀測試驗，儀器的埋深高度分別為0.25、0.5、0.75、1.2m。每個埋深高度進行2次觀測試驗，在儀器觀測到不同埋深下的潛水蒸發量后，結束觀測試驗。

圖1 試驗儀器現場安裝

2 試驗結果

2.1 不同降水條件下的降雨入滲補給關系試驗分析

結合降雨入滲觀測試驗方案，對2017年主要降水期間不同埋深高度下的降雨入滲補給量進行試驗分析，試驗分析結果見表1。

表1 不同降水條件下的降雨入滲補給關系的確定

從表1中可以看出，次降雨量和入滲補給量并非呈現單一變化關系，即降雨量大，其入滲補給量并不一定大，這主要是因為入滲補給量除受到降雨影響外，還與土壤前期影響雨量有關。若土壤前期影響雨量較大，在下滲水量達到土壤蓄水容量后，不再下滲。此外從表中還可看出，其下滲補給量和土壤埋深關系影響較大。

2.2 土壤類型對不同降水條件下的水稻入滲補給關系的影響

考慮到土壤特性不同，其蓄水能力不同，為此針對不同土壤類型分析不同降水及埋深條件下的降水入滲關系，試驗結果見表2—3，如圖2所示。

表2 不同埋深下壤土的降雨入滲補關系的試驗結果

表3 不同埋深下水稻作物生長期入滲補給試驗結果

圖2 降雨、埋深-入滲補給量關系曲線試驗結果

由表2的試驗分析結果可看出，對于同一種土壤類型而言，隨著土壤埋深的增加，相同降水量條件下的入滲補給量增加，其入滲補給系數也隨著埋深的增加而增加。對于不同土壤類型而言，相同降水條件下亞沙入滲補給量最大，按照入滲能力排序，分別為亞砂>亞黏>黏土>砂土。圖2給出了降雨、埋深-入滲補給量之間的變化曲線，從圖2中可看出，降雨-入滲補給關系曲線呈現較為明顯非線性變化關系，而埋深-入滲補給曲線呈現較為明顯的線性變化關系。

2.3 不同埋深下水稻作物整個生長期入滲補給關系的試驗分析

考慮水稻作物生長期需水量不同，分別對0.25、0.5、0.75m 3個埋深下的水稻生長期的入滲補給進行試驗分析，分析結果見表4—5。

表4 水稻作物不同埋深下整個生長期的入滲補給試驗結果(壤土)

表5 不同土壤下不同埋深的降雨入滲補給關系試驗結果

由表4可看出，水稻不同生長期隨著埋深的增加，其入滲補給量逐步增加，上層入滲補給量明顯高于下層。在整個作物生長期，乳熟期和分蘗末期的入滲量最大，這2個時期也是水稻作物需水量最大的2個時期。在水稻的分蘗初期，其作物需水量最低，因此在乳熟期和分蘗末期應該加大其降水入滲補給量，可以考慮在前期不進行人工澆水。由表5可看出，各土壤特性下水稻不同生長期的下滲能力較為相似，和總的下滲能力變化特點一致。

2.4 水稻作物整個生長期潛水蒸發試驗分析

結合水稻蒸發試驗方案，對水稻作物不同生長期的潛水蒸發進行觀測試驗，試驗結果見表6。

表6 不同生長期水稻作物的潛水蒸發試驗結果 單位：mm/d

圖2 不同生長期各埋深下水稻作物水面蒸發試驗結果

表7 不同埋深下水稻作物整個生長期的潛水蒸發量試驗結果 單位：mm

由表6可看出，地下水埋深越淺，水稻的潛在蒸發越大，潛在蒸發最大值出現在拔節孕穗期，各生長期潛在蒸發能力的排序為：拔節孕穗期>抽穗開花期>乳熟期>黃熟期>分蘗末期>分蘗初期，分蘗初期水面蒸發最大，這主要是因為水稻生長初期葉面較小，其蒸發主要為水面蒸發，而黃熟期由于葉面較大，葉面蒸騰量較大，使得其水面蒸發最小。就水面蒸發能力而言，其排序為：分蘗初期>分蘗末期>拔節孕穗期>抽穗開花期>乳熟期>黃熟期。

2.5 水稻作物單日潛水蒸發試驗分析

綜合考慮水稻作物總體潛水蒸發變化規律，對其單日的潛水蒸發進行觀測試驗分析，分析結果見表7。

從表7中可看出，14∶00水稻作物潛水蒸發最大，這只要是受到地區日平均氣溫影響，基本上各個時間點水稻潛水蒸發即為當日氣溫的變化表征。日平均氣溫最高的時段段，其潛水蒸發最大，日平均氣溫最低時間段，其潛水蒸發量最小。

3 結論

(1)水稻的場次降水-入滲補給呈現明顯非線性變化，水稻的入滲補給除受到降水影響外，還受土壤蓄水能力的影響。

(2)同一降水條件下，埋深-入滲補給呈現明顯線性變化關系，對于同一土壤而言，其埋深越大，其入滲補給量越小，不同土壤類型按照入滲能力排序，分別為亞砂>亞黏>黏土>砂土。

(3)水稻各生長期潛在蒸發能力的排序為：拔節孕穗期>抽穗開花期>乳熟期>黃熟期>分蘗末期>分蘗初期，水稻日潛水變化和氣溫變化相關度較高。

(4)本文還未討論水稻耕作方式對其下滲量和潛水蒸發的影響，在以后還需要進一步深入研究。