遼寧典型平原灌區(qū)水田灌溉定額試驗(yàn)分析

辛宏章

（遼寧巨隆達(dá)建設(shè)工程管理咨詢有限公司，沈陽110003）

近年來， 對(duì)于水田節(jié)水灌溉方式的研究取得一定的成果，韓靚靚［1-4］采用彭曼公式及水量平衡法對(duì)遼寧地區(qū)水田淺濕節(jié)水灌溉模式的節(jié)水潛力進(jìn)行分析。 李英［5］從遼中縣水田灌溉基本情況及水田灌溉節(jié)水現(xiàn)狀出發(fā)， 對(duì)遼中縣水田灌溉抗旱節(jié)水措施進(jìn)行了探討。 孫玉娟［6］基于水田灌溉抗旱節(jié)水的基本思路， 提出合理選擇節(jié)水灌溉制度對(duì)水田灌溉抗旱節(jié)水措施與辦法。 紀(jì)旭［7］利用微咸水灌溉技術(shù)對(duì)營口地區(qū)水田灌溉技術(shù)進(jìn)行了探析， 結(jié)果表明在水稻不同生長期， 控制水田的氯離子濃度可保障水稻的正常生長。 李炎［8］對(duì)淺水加秸稈、淺水、淺濕和覆膜四種水稻節(jié)水措施下水田土壤保墑能力的影響進(jìn)行分析， 分析表明收割后水稻覆膜處理對(duì)土壤保墑具有一定的優(yōu)越性， 而淺水和淺濕灌溉這兩種非覆膜處理之間無明顯差異。 盧彥［9］對(duì)三江平原墾區(qū)灌溉發(fā)展規(guī)模及灌溉用水現(xiàn)狀進(jìn)行分析， 提出減少提取地下水并利用地表水發(fā)展井渠結(jié)合灌溉的水田節(jié)水灌溉模式。 姜廣田［10］通過對(duì)遼寧省水田節(jié)水潛力存在主要問題進(jìn)行分析， 并對(duì)遼寧省水田節(jié)水改造的必要性和可行性進(jìn)行了闡述。 從這些研究成果中可發(fā)現(xiàn)， 對(duì)于水田節(jié)水灌溉方式的研究大都針對(duì)其取水、用水的方式進(jìn)行分析，而對(duì)水稻作物的灌溉用水定額以及不同節(jié)水灌溉方式下的水稻作物產(chǎn)量研究還較少。為此本文結(jié)合水稻需水田間試驗(yàn)的方式，對(duì)不同供水及地下水埋深條件下的水稻作物需水進(jìn)行試驗(yàn)分析［11］，從而得出不同地下水埋深下的遼寧典型平原灌區(qū)的水田灌溉定額。

1 試驗(yàn)方法

1.1 給水度試驗(yàn)

主要選取遼寧省6個(gè)典型灌區(qū)作為研究試驗(yàn)區(qū)，試驗(yàn)首選對(duì)各試驗(yàn)區(qū)的土壤的給水度進(jìn)行分析，土壤水達(dá)到飽和后在一段比較長的時(shí)段內(nèi)進(jìn)行疏水和排水，當(dāng)整個(gè)土壤水的疏水結(jié)束后，土壤釋放的單位體積水量為土壤的給水度，給水度和土壤特性、地下水埋深以及土壤內(nèi)部氣孔阻力具有較強(qiáng)的相關(guān)性，土壤給水度是水稻作物需水試驗(yàn)分析的重要參數(shù)。在給水度試驗(yàn)中主要采用環(huán)刀方法進(jìn)行土樣的采取，在各典型灌區(qū)每隔25cm進(jìn)行一個(gè)采樣點(diǎn)的設(shè)置，每隔采樣點(diǎn)采取2份土樣，測定采土的深度最大值為2.5m，本次試驗(yàn)共采集96個(gè)土樣，將不同土樣在水中浸泡48h后，在天平上進(jìn)行稱重，然后把采集的土樣放置到陰涼區(qū)域，進(jìn)行控水放置，靜置48h后再進(jìn)行稱重，結(jié)合式（1）進(jìn)行灌區(qū)給水度的測定。 各典型灌區(qū)測定的給水度結(jié)果如表1。

式中 u 為給水度；V水為土壤排出的水量（m3）；V土為土體對(duì)應(yīng)的體積（m3）。

表1 不同灌區(qū)測定給水度

1.2 水稻蒸騰耗水試驗(yàn)

為對(duì)水稻不同生長期的蒸騰耗水試驗(yàn)進(jìn)行分析，在水田間安裝2個(gè)E601蒸發(fā)皿測定天然條件下的蒸發(fā)量，并同時(shí)將2個(gè)蒸發(fā)皿放置到試驗(yàn)土樣中，并在試驗(yàn)土壤中種植水稻，觀測日蒸發(fā)量。此外，在水稻生長過程中葉面遮擋的區(qū)域放入一個(gè)蒸發(fā)皿觀測器，并將2個(gè)蒸發(fā)皿觀測的蒸發(fā)進(jìn)行差值計(jì)算得到水稻葉面的蒸騰量。 試驗(yàn)觀測的水稻蒸騰結(jié)果如表2。

表2 2013—2016年水稻葉面蒸騰量觀測值 單位：mm

1.3 水田灌溉定額實(shí)驗(yàn)

水田的灌溉定額試驗(yàn)主要采用蒸滲儀進(jìn)行試驗(yàn)觀測，將各典型灌區(qū)的土樣放入到試驗(yàn)筒中，并設(shè)置不同地下水埋深的深度，地下水埋深從0.5m起，每個(gè)0.5m進(jìn)行一個(gè)試驗(yàn)控制點(diǎn)的設(shè)置。 由于試驗(yàn)土樣與試驗(yàn)筒之間無縫隙且土樣未沉實(shí)， 因此土壤滲漏的水量隨著地下水埋深的增加而增加。 此外在進(jìn)行水田灌溉定額試驗(yàn)的同時(shí)， 進(jìn)行了充分供水方式和淺濕灌溉方式下的水田灌溉定額試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 不同灌溉方式下的水稻需水結(jié)果

對(duì)淹沒灌溉和淺濕灌溉兩種方式下的水稻需水進(jìn)行了試驗(yàn)分析，分析結(jié)果如表3～表4。

表3 淹沒灌溉方式下水稻作物的需水規(guī)律試驗(yàn)結(jié)果

表4 淺濕灌溉方式下水稻作物的需水規(guī)律試驗(yàn)結(jié)果

從表3為淹沒灌溉方式下的水稻需水規(guī)律試驗(yàn)結(jié)果可看出，水稻整個(gè)生長期為128d，孕穗和抽穗開花期的騰發(fā)量占整個(gè)生長期比重最高， 分別可達(dá)到36.5%和34.9%。 模比系數(shù)主要用于反映水稻不同生長期水量分配的特點(diǎn)。 整個(gè)生長期水稻蒸發(fā)強(qiáng)度均值高于6.0mm/d，其中抽穗開花期蒸發(fā)強(qiáng)度最大。 水稻蒸騰和氣候相關(guān)性較大， 太陽輻射對(duì)水稻蒸騰影響最為敏感，溫度影響度最低，總體排序分別為太陽輻射＞飽和壓差＞風(fēng)速＞溫度。 從表4淺顯灌溉方式下的水稻需水規(guī)律分析結(jié)果可看出， 相比于淹沒灌溉方式，淺顯灌溉方式下的蒸騰量減少率為28%，水稻不同生長期相比于淹沒灌溉方式下的騰發(fā)量都有所減少，其中分蘗末期遞減率最大。這表明采用淺顯灌溉方式下水稻耗水減少，不同生長期蒸騰量遞減。從不同灌溉方式下的水稻需水規(guī)律分析結(jié)果表明，采用淺顯灌溉方式， 水稻的土壤水狀況得到不同程度的改變，水稻需水量得到有效調(diào)節(jié)，騰發(fā)強(qiáng)度也明顯遞減， 淺顯灌溉方式主要通過調(diào)整水田間的水分來影響水稻作物的蒸騰強(qiáng)度，達(dá)到節(jié)水目的。

2.2 水田灌溉定額試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)選取的7個(gè)典型灌區(qū)兩種地下水埋深條件下的水田灌溉定額進(jìn)行試驗(yàn)分析，結(jié)果如表5。

表5 不同灌區(qū)水田灌溉定額分析結(jié)果

各典型灌區(qū)的水田灌溉定額表現(xiàn)出較好的規(guī)律性，即隨著地下水埋深的增加，各灌區(qū)的水田灌溉定額增加， 這主要是因?yàn)樗锕喔榷~結(jié)合各灌區(qū)有效降水量， 這里的有效降水量表示為未能產(chǎn)生直接徑流的那部分雨量， 并通過滲漏試驗(yàn)分析測定了滲漏量， 并結(jié)合水稻不同生長期蒸騰量的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)水田的灌溉定額進(jìn)行分析。

2.3 不同灌溉方式對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

結(jié)合水田灌溉定額分析結(jié)果， 對(duì)淺顯和淹水兩種灌溉方式下的水稻產(chǎn)量影響進(jìn)行分析，結(jié)果如表6。

表6 不同灌溉方式下的水稻產(chǎn)量影響試驗(yàn)結(jié)果

淺濕灌溉對(duì)水稻根系、整體構(gòu)造及株型均有不同程度的影響，利用水稻的生長，從兩種灌溉方式下的水稻產(chǎn)量分析結(jié)果可看出，淹水灌溉方式下的平均水稻產(chǎn)量介于9673.5～9991.5kg/hm2之間，淺顯灌溉方式下的水稻產(chǎn)量平均值介于10110～10513.5kg/hm2之間，相比于淹水灌溉方式下，淺顯灌溉方式的增產(chǎn)率達(dá)5.6%，產(chǎn)量遞增較為明顯。

3 結(jié)語

（1）采用淺顯灌溉方式，水稻土壤水狀況得到不同程度改變，水稻需水量得到有效調(diào)節(jié)，騰發(fā)強(qiáng)度也明顯遞減， 淺顯灌溉方式主要通過調(diào)整水田間的水分來影響水稻作物的蒸騰強(qiáng)度，可達(dá)到節(jié)水目的。

（2）淺濕灌溉對(duì)水稻根系、整體構(gòu)造及株型均有不同程度影響，利用水稻生長，相比于淹水灌溉方式下，淺顯灌溉方式增產(chǎn)率達(dá)5.6%，產(chǎn)量遞增較為明顯。