水田高效節(jié)水配套關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化集成研究

尚學(xué)靈 司昌亮 張生武

(吉林省水利科學(xué)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130022)

引言

水稻是我國最重要的口糧作物，也是用水量最大的作物[1]。東北寒地水稻在我國粳稻生產(chǎn)中的地位更為突顯，稻米優(yōu)質(zhì)化率可達(dá)70%以上[2]。在水稻栽培過程中，存在灌溉水量無據(jù)可依、水肥利用率低、田間管理制度缺失、綜合防控技術(shù)不完善等問題嚴(yán)重制約著水稻的規(guī)模化生產(chǎn)與產(chǎn)量提高。因此，因地制宜地開展化控育壯秧技術(shù)、綜合防治技術(shù)、種植模式、施肥制度等技術(shù)優(yōu)化集成，提升田間管理及綜合防控水平，提高水肥利用效率，從而確保糧食安全和水資源的可持續(xù)利用。

本文根據(jù)吉林省的自然氣候條件、水稻的需水規(guī)律，因地制宜地優(yōu)化集成化控育壯秧、綜合防治、種植模式、施肥制度等關(guān)鍵技術(shù)，合理構(gòu)建吉林省水田高效節(jié)水配套關(guān)鍵技術(shù)模式，力求充分發(fā)揮技術(shù)模式的節(jié)水、節(jié)肥、省工、增產(chǎn)、增收、增效等特點(diǎn)，促進(jìn)全省糧食增產(chǎn)、農(nóng)民持續(xù)增收和農(nóng)業(yè)不斷增效。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

田間試驗(yàn)資料來自于岔路河水田試驗(yàn)基地、前郭灌溉試驗(yàn)站、白沙灘灌溉試驗(yàn)站、龍井灌溉試驗(yàn)站。

岔路河水田試驗(yàn)基地位于永吉縣岔路河鎮(zhèn)，地處吉林省中東部，吉林省中東部，松嫩平原向長(zhǎng)白山區(qū)過渡地帶，四季分明，大陸性季風(fēng)氣候，多年平均蒸發(fā)量1316mm，多年平均降水量為673mm，平均風(fēng)速3.1m·s-1，年平均氣溫4.4℃，平均年積溫2704℃，多年平均日照時(shí)數(shù)2445h，年平均無霜期145d，最大凍土層深度1.5m。

前郭灌溉試驗(yàn)站位于吉林省前郭縣境內(nèi)，松遼平原東南部，松花江右岸沖積、堆積二級(jí)階地上，地勢(shì)總趨勢(shì)東南高西北低。氣候類型屬溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量447.07mm，年平均氣溫5.9℃；年平均風(fēng)速為3.4m·s-1，無霜期151d；≥10℃積溫3094.1℃，最大凍土深度為180cm。

白沙灘灌溉試驗(yàn)站位于吉林省鎮(zhèn)賚縣境內(nèi)，地處中緯度內(nèi)陸地區(qū)，地勢(shì)由西北向東南傾斜，拔海128～210m。屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。年平均氣溫4.9℃，年平均降水量402mm，年平均無霜期152d。全年盛行北風(fēng)，年平均風(fēng)速3.1m·s-1。土壤以草甸土、淡黑鈣土為主。種植作物以水稻為主。

龍井灌溉試驗(yàn)站位于吉林省龍井市，地處吉林省東南部，長(zhǎng)白山東麓。屬中溫帶半濕潤氣候區(qū)，春季干燥多風(fēng)，夏季溫?zé)岫嘤辏锛緵鏊儆辏韭L(zhǎng)寒冷。年平均氣溫5.5℃，全年無霜期160d，年平均降水量479.0mm，平均日照2447.2h，結(jié)冰日164d。種植作物以水稻為主。

1.2 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)吉林省的自然氣候條件、水稻的需水規(guī)律，在水稻栽培的全過程中，綜合運(yùn)用化控育壯秧技術(shù)、綜合防治技術(shù)、種植模式、施肥制度等多項(xiàng)節(jié)水增效技術(shù)措施并進(jìn)行優(yōu)化集成[3]，最大限度地節(jié)約灌溉用水。

2 高效節(jié)水配套關(guān)鍵技術(shù)

2.1 化控育壯秧技術(shù)[4-9]

水稻化控早育壯秧就是一種將化控和早育秧相結(jié)合的水稻育秧技術(shù)。化控就是根據(jù)農(nóng)戶的實(shí)際生產(chǎn)需要，應(yīng)用作物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑促進(jìn)或抑制作物的生長(zhǎng)。在水稻生產(chǎn)上，應(yīng)用較多的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，能起到使秧苗變矮、根系發(fā)育好、抗逆性增強(qiáng)的作用。

水稻化控早育壯秧技術(shù)以旱育稀播為基礎(chǔ)，全過程如下。

2.1.1品種選擇

通常要選擇熟性好、抗病抗倒伏、抗寒、耐旱、耐鹽堿性強(qiáng)、品質(zhì)優(yōu)良的中熟品種，適當(dāng)選擇早熟、晚熟品種。

2.1.2 苗床處理

2.1.2.1 苗床選擇

充分考慮到北方春季寒冷干燥的氣候條件，宜在育苗棚內(nèi)進(jìn)行控水旱育，育苗棚內(nèi)地面溫度需連續(xù)10d穩(wěn)定通過10℃；育苗土宜選用土壤肥沃疏松、熟化程度高、雜草和地下害蟲少、未被污染的土壤；苗床附近應(yīng)具有穩(wěn)定的水源，以便于灌溉管理，灌溉宜選用噴灌或微噴；應(yīng)保證育苗棚陽光充足。

2.1.2.2 苗床培肥

根據(jù)當(dāng)?shù)厥┓柿?xí)慣，采用一次培肥法，即播前培肥。

2.1.2.3 苗床土調(diào)酸和消毒

若生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑中已帶有調(diào)酸和殺菌成分，則不用重復(fù)施用；若無，則可使用100～150g·m-2硫磺粉或施入足量的有機(jī)肥料和一定量的酸性肥料來調(diào)節(jié)土壤pH值。床土消毒與調(diào)酸同時(shí)進(jìn)行，采用2～4g·m-2敵克松兌2kg水噴施。

2.1.3 種子處理[10]

2.1.3.1 播量

北方水稻以粳稻為主，一般6葉左右移栽的中苗為500～700g。

2.1.3.2 曬種和選種

曬種的方法一般是將種子平攤于干燥平整的地面，種子堆積厚度2～3cm為宜，每隔1～2h翻曬1次，翻曬1～2d，保證種子的干燥度基本一致。

脫芒與選種,利用水稻脫芒精選機(jī)進(jìn)行脫芒和選種處理。脫芒機(jī)無精選功能，則脫芒后宜用比重1∶1.13的鹽水選種，后用清水淘洗2遍。用以剔除混在種子中的草籽、雜質(zhì)秕粒、病粒等，選出粒飽、粒重和大小整齊度一致的種子。

2.1.3.3 浸種消毒

包衣，浸種前應(yīng)先使用拌種王進(jìn)行稻種包衣處理。包衣后的稻種必須靜置1～4d(溫度在15℃以上時(shí)靜放置1d即可，溫度在5～10℃須靜放置3d以上)。待種衣劑完全固化后方可浸種，靜放置時(shí)不可將包衣稻種置于陽光下暴曬。

浸種，浸種時(shí)務(wù)必先將包衣后的稻種放入容器中，再用浸種劑(25%咪鮮胺)浸種，每100kg稻種加100～120kg清水，水位剛好淹沒稻種即可，溫度15～20℃，浸種時(shí)間3～5d。

播種前1d撈出稻種在陰涼處晾干除去多余水分，等待催芽播種或直接播種。

2.1.3.4 催芽

有條件的情況下應(yīng)進(jìn)行機(jī)械催芽；無條件時(shí)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行人工催芽：高溫破胸、適溫催芽、低溫晾芽；若不進(jìn)行催芽處理，可選擇直播方式。

2.1.4 旱育秧播種技術(shù)[11]

苗床育秧前需進(jìn)行破土粉碎作業(yè)，使用水稻育秧粉土機(jī)將育苗土中的土塊、有機(jī)肥直接粉碎、混合，既有利于播種，也有利于增加有機(jī)質(zhì)的利用率，破土粉碎過程中同時(shí)加入生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，使過篩客土充分混拌均勻。

使用自走式水稻育苗擺盤一體機(jī)一次性完成擺盤、播土、播種、覆土；育苗土澆水宜采用微噴，澆勻、澆透，使5cm內(nèi)的土層保持飽和含水狀態(tài)；噴施壯秧和殺菌劑，等育苗土充分吸水后或立針期，應(yīng)按照使用說明噴施立枯凈來殺滅土壤中細(xì)菌，防止立枯病發(fā)生；噴除草劑，播種灑水后，用40%丁·撲，即丁草胺和撲草凈合劑1650mL·hm-2，兌水均勻噴霧；插秧前施肥，苗床插秧前3～5d，追(噴)施送嫁肥，按說明使用；插秧前施藥，追(噴)施送嫁肥的同時(shí)，隨水肥使用殺蟲劑，主要滅殺潛葉蠅、負(fù)泥蟲，按說明使用。

2.1.5 出苗前后田間管理[12]

2.1.5.1 控制床溫

為了保證寒冷地區(qū)的出苗率，出苗前需做好苗床和育苗棚的保溫工作。

控制苗床溫度，可在苗床上鋪一層防滲膜或塑料膜，用來調(diào)節(jié)苗床溫度，保溫增濕。

應(yīng)及時(shí)清除育苗棚薄膜上的雜物，增加薄膜的透光性，防止薄膜破損，出現(xiàn)破損時(shí)及時(shí)修補(bǔ)。有寒流發(fā)生時(shí)，夜間要在薄膜上適量加蓋稻草或草簾。

播種期至齊苗期時(shí)育苗棚內(nèi)溫度高于35℃時(shí)應(yīng)及時(shí)通風(fēng)降溫；齊苗期至1.5葉期開始降溫?zé)捗纾３钟缗飪?nèi)溫度在25℃左右；1.5～2.5葉期是立枯病的易發(fā)期，也是控溫?zé)捗缂盎氐年P(guān)鍵時(shí)期，應(yīng)適時(shí)通風(fēng)，使育苗土干燥，保持育苗棚內(nèi)溫度在25℃左右。

2.1.5.2 及時(shí)補(bǔ)水

播種前只要澆透底水，除表土趕早發(fā)白需補(bǔ)水外，出苗前不必補(bǔ)水。

2.1.5.3 追肥

旱育秧追肥宜選用優(yōu)質(zhì)的可溶性肥料，采用水肥一體化噴澆的方法。

2.1.6 壯秧標(biāo)準(zhǔn)

中稻宜選用中苗，壯秧的形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)：葉齡5～6葉，苗高15～16cm，帶蘗2～3個(gè)帶蘗株率80%以上，第1葉鞘高度小于3cm，基部扁平，秧齡約30～40d。

2.2 綜合防控技術(shù)[10]

移栽后應(yīng)根據(jù)各生育期的實(shí)際防控要求，采取配套的農(nóng)藝措施。

2.2.1 整地——泡田期

水稻本田移栽前要整地、泡田、滅草。整地，田面越平越好；泡田，泡田灌水做好調(diào)配，堅(jiān)持先遠(yuǎn)后近，先高后低的原則(井灌也相同)；結(jié)合泡田進(jìn)行封閉滅草5～7d。

2.2.2 移植——返青期

根據(jù)氣候條件適時(shí)插秧，根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥罓顩r確定插秧規(guī)格，土地肥沃的田塊稀插，土地貧瘠的地塊密插。

2.2.3 分蘗期

插完秧后，等到秧苗充分返青后，進(jìn)行封閉滅草8～12d。

注意防治3蟲2病。3蟲為二化螟、負(fù)泥蟲、潛葉蠅，2病為紋枯病、稻瘟病。

2.2.4 拔節(jié)孕穗期

此期要注意預(yù)防稻瘟病、二化螟和田間雜草(三楞草、鴨舌草、蘭花菜、水白菜、水草等)。

2.2.5 抽穗開花期

主要防治1蟲4病。1蟲為三化螟，4病為紋枯病、鞘腐病、稻瘟病、褐變穗。

2.2.6 乳熟期——黃熟期

主要防治1蟲2病。1蟲為三化螟，2病為稻瘟病、紋枯病。水稻成熟后要適時(shí)收割。收割最佳時(shí)期是稻穗上部的枝梗有2/3黃化變干，穗基部變黃色，全穗外觀失去綠色。如果谷粒已經(jīng)變黃，也應(yīng)及時(shí)收割(此時(shí)期稱作三黃期)。

2.3 種植方式[13]

水稻種植以移栽為主，即秧苗生長(zhǎng)到一定階段需移栽到大田里，秧齡天數(shù)一定要按出苗到移栽時(shí)達(dá)到35d，插秧時(shí)要使秧苗充分落黃后開始移栽，稱為一黃期。移栽稻分為人工移栽和機(jī)械移栽。

2.3.1 人工移栽

人工移栽是指按農(nóng)藝要求和規(guī)范，不借助機(jī)械設(shè)備把適齡秧苗以純?nèi)斯さ姆绞揭圃缘奖咎锏囊环N水稻栽培形式。

2.3.2 機(jī)械移栽

機(jī)械移栽是指借助機(jī)械設(shè)備如插秧機(jī)、拋擺機(jī)、噴苗器等，將適齡秧苗按農(nóng)藝要求和規(guī)范移栽到本田的一種水稻栽培形式。

2.4 施肥制度[14,15]

結(jié)合已有得參考資料，根據(jù)水稻的需肥規(guī)律，確定水稻的施肥制度。

2.4.1 整地——泡田期施肥

泡田前施基肥，氮肥占本田期總用量的40%；磷肥占本田期總用量的100%；鉀肥占本田期總用量的60%。

2.4.2 分蘗期

移植返青期控完水后結(jié)合灌水施分蘗肥，第1次氮肥占本田期總用量的10%，第2次施氮肥占本田期總用量的20%。

2.4.3 拔節(jié)孕穗期

結(jié)合分蘗末期(二黃期)重控后灌水時(shí)施調(diào)節(jié)肥，氮肥占本田期總用量的10%，鉀肥占本田期總用量的40%。

倒二葉形成時(shí)，施穗肥，氮肥占本田期總用量的20%。

3 技術(shù)模式集成

針對(duì)吉林省水田灌溉水利用效率低、水分管理模式模式適應(yīng)性不強(qiáng)等問題，以節(jié)水為出發(fā)點(diǎn)，以節(jié)本增效為目的，項(xiàng)目重點(diǎn)開展高效節(jié)水水分管理模式研究、配水優(yōu)化適宜土壤水分試驗(yàn)研究等試驗(yàn)，建立以“化控育壯秧—控制灌溉—水肥聯(lián)合調(diào)控—綜合防控”為主體框架的吉林省水田高效節(jié)水配套關(guān)鍵技術(shù)模式，使工程、農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)有機(jī)結(jié)合，滿足吉林省水田高效節(jié)水的技術(shù)需求。

吉林省水田高效節(jié)水配套關(guān)鍵技術(shù)模式有效解決了水稻控制灌溉土壤水分閾值缺失、全生育期水肥脫節(jié)等主要技術(shù)難題，可實(shí)現(xiàn)化控育壯秧、水肥精準(zhǔn)調(diào)控、田間綜合防控，節(jié)水20%以上，水稻單產(chǎn)提高2%以上，達(dá)到農(nóng)業(yè)節(jié)水、糧食增產(chǎn)、增效，農(nóng)民增收的目的。

4 技術(shù)模式應(yīng)用與驗(yàn)證

為有效推廣水田高效節(jié)水灌溉技術(shù)，驗(yàn)證吉林省水田高效節(jié)水配套關(guān)鍵技術(shù)模式的實(shí)用性，在白城市白沙灘灌區(qū)、松原市前郭縣、吉林市永吉縣、龍井市等4個(gè)地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用示范。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考種測(cè)產(chǎn)，應(yīng)用示范區(qū)內(nèi)水稻整體生長(zhǎng)平衡，株高、穗形均勻，結(jié)實(shí)率高，落色好，無明顯病蟲危害，無倒伏，莖桿青壯。

結(jié)合調(diào)查測(cè)產(chǎn)結(jié)果，匯總分析結(jié)果見表2。

表1 吉林省水田高效節(jié)水配套關(guān)鍵技術(shù)模式簡(jiǎn)表

表2 技術(shù)模式應(yīng)用示范區(qū)綜合對(duì)比表

由表2可知,4個(gè)地區(qū)的水稻控制灌溉較常規(guī)灌溉平均增產(chǎn)18kg·667m-2，667m2均增產(chǎn)率2.93%；節(jié)約灌溉水量142m3·667m-2，667m2均節(jié)水率29.09%。

經(jīng)驗(yàn)證，吉林省水田高效節(jié)水配套關(guān)鍵技術(shù)模式在吉林省具有較好的適應(yīng)性與實(shí)用性，可達(dá)到技術(shù)模式集成應(yīng)用效果。

5 結(jié)論

根據(jù)吉林省的自然氣候條件、水稻的需水規(guī)律，因地制宜地優(yōu)化集成化控育壯秧技術(shù)、綜合防治技術(shù)、種植模式、施肥制度等多項(xiàng)節(jié)水增效技術(shù)措施。

合理構(gòu)建以“化控育壯秧—控制灌溉—水肥聯(lián)合調(diào)控—綜合防控”為主體框架的吉林省水田高效節(jié)水配套關(guān)鍵技術(shù)模式。該技術(shù)模式可有效解決水稻控制灌溉土壤水分閾值缺失、全生育期水肥脫節(jié)等主要技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)化控育壯秧、水肥精準(zhǔn)調(diào)控、田間綜合防控，節(jié)水20%以上，水稻單產(chǎn)提高2%以上，達(dá)到農(nóng)業(yè)節(jié)水、糧食增產(chǎn)、增效，農(nóng)民增收的目的。

在白城市白沙灘灌區(qū)、松原市前郭縣、吉林市永吉縣、龍井市等4個(gè)地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用示范，得出4個(gè)地區(qū)的水稻控制灌溉較常規(guī)灌溉平均增產(chǎn)18kg·667m-2，667m2均增產(chǎn)率2.93%；節(jié)約灌溉水量142m3·667m-2，667m2均節(jié)水率29.09%。