間歇灌溉和淺水灌溉對(duì)水稻用水量及產(chǎn)量的作用比較,農(nóng)田水利論文

間歇灌溉和淺水灌溉對(duì)水稻用水量及產(chǎn)量的作用比較,農(nóng)田水利論文摘要：設(shè)置水稻間歇灌溉和淺水灌溉兩種灌溉形式，通過(guò)田間試驗(yàn)研究不同灌溉形式對(duì)水稻耗水特性與產(chǎn)量的影響。結(jié)果表示清楚，不同的灌溉形式下水稻的耗水經(jīng)過(guò)變化趨勢(shì)基本一致，均呈現(xiàn)出先逐步上升，到達(dá)頂峰，然后下降的趨勢(shì)。兩種灌溉形式的總耗水量比擬，顯示間歇灌溉形式較淺水灌溉形式具有明顯的節(jié)水效果。不同灌溉形式對(duì)水稻產(chǎn)量及其組成具有一定影響，間歇灌溉較淺水灌溉能夠顯著提高水稻有效穗、產(chǎn)量，對(duì)單穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等指標(biāo)影響不顯著。間歇灌溉較淺水灌溉在全生育期的耗水量更低，同時(shí)產(chǎn)量還略高，因而水分利用效率得到顯著提高。本文關(guān)鍵詞語(yǔ):水稻;間歇灌溉;淺水灌溉;耗水量;產(chǎn)量;水分利用效率;Abstract：Twoirrigationmodes,intermittentirrigationandshallowwaterirrigation,weresetuptostudytheeffectsofdifferentirrigationmodesonwaterconsumptioncharacteristicsandyieldofricethroughfieldexperiments.Theresultsshowedthatthechangetrendofwaterconsumptionprocessofriceunderdifferentirrigationmodeswasbasicallythesame,graduallyrisingfirst,reachingthepeak,thendecreasing.Thecomparisonoftotalwaterconsumptionbetweenthetwoirrigationmodesshowsthatintermittentirrigationmodehasobviouswatersavingeffectcomparedwithshallowwaterirrigationmode.Differentirrigationmodeshavecertaineffectsonyieldandcompositionofrice.Intermittentirrigationwithshallowwatercansignificantlyimproveeffectivepanicleandyieldofrice,buthasnosignificanteffectongrainnumberperpanicle,seedsettingrateand1000-grainweight.Intermittentirrigationconsumeslesswaterthanshallowwaterirrigationduringthewholegrowthperiodandyieldsareslightlyhigher,sowateruseefficiencyissignificantlyimproved.Keyword：Rice;Intermittentirrigation;Shallowwaterirrigation;Waterconsumption;Yield;Wateruseefficiency;0、引言水稻是江西省最重要的糧食作物；水稻常年的播種面積約占糧食總播種面積的85%～90%，同時(shí)水稻又是半水生性糧食作物，較小麥、馬鈴薯等糧食作物的耗水量大30%以上。傳統(tǒng)水稻種植一般采用淹水灌溉，對(duì)水資源的浪費(fèi)較大。因而能夠講，我省水資源能否高效集約使用就在于水稻灌溉能否高效集約。節(jié)水灌溉技術(shù)研究應(yīng)用成為最關(guān)鍵的技術(shù)之一。當(dāng)下，越來(lái)越多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，間歇灌溉形式也屬于華而不實(shí)一類(lèi)[1]。間歇灌溉形式是指在田間灌溉時(shí)，保持田間水層處于干濕交替的狀態(tài)，當(dāng)田間水層到達(dá)灌溉上限時(shí)停止灌水使其自然落干至田面無(wú)水層，然后干4天左右，再進(jìn)行灌溉補(bǔ)水至灌溉上限。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，間歇灌溉能夠有效降低水稻耗水量，提高水稻產(chǎn)量。從已有資料分析[2]，關(guān)于間歇灌溉與淺水灌溉形式對(duì)水稻產(chǎn)量的研究，在江西省內(nèi)還較少。鑒于水稻對(duì)于保障我省糧食安全的重要性，以及當(dāng)下最嚴(yán)格水資源管理制度下的水安全重要性前提下，研究我省水稻不同灌溉形式對(duì)其耗水量與產(chǎn)量的影響具有重要意義。1、材料與方式方法1.1、試驗(yàn)區(qū)大概情況試驗(yàn)于2020年4月至11月在江西省灌溉試驗(yàn)中心站試驗(yàn)研究基地水稻試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)地理位置為N116°00′，E28°26′，平均海拔高度為22.00m，屬典型的亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候，多年平均氣溫18.1℃，年平均降雨量1634.3mm。試驗(yàn)在大田中進(jìn)行，整個(gè)試驗(yàn)區(qū)域長(zhǎng)13.0m，寬5.8m，總面積75.0m2。1.2試驗(yàn)材料早稻供試品種為陸兩優(yōu)996，晚稻為天優(yōu)華占。1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)置間歇灌溉和淺水灌溉兩種灌溉形式，三次重復(fù)，一共6個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。各灌溉形式小區(qū)間隔排列，各小區(qū)均有保衛(wèi)行。間歇灌溉〔0-20-50mm〕水分控制重點(diǎn)是，保持田面處于干、濕交替的狀態(tài)，田間灌水的上限為田面水層20mm，當(dāng)碰到降雨時(shí)小區(qū)水層上限為50mm，然后田面水層下降到無(wú)水層時(shí)，繼續(xù)控水4天左右，再進(jìn)行灌水使田面水層到達(dá)20mm，如此反復(fù)進(jìn)行。淺水灌溉〔20-50mm〕水分控制重點(diǎn)是，田面一直保持有水層，田面水層到達(dá)20mm下面時(shí)，進(jìn)行灌水，田面水層因降雨等情況到達(dá)50mm時(shí)進(jìn)行排水，田面水層保持在20mm至50mm之間。各處理全生育期水分控制標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1，不同處理的種植密度、施肥、農(nóng)藥、植保等技術(shù)措施保持一致。1.4測(cè)定指標(biāo)和方式方法(1〕灌溉量。每日早上8時(shí)定時(shí)進(jìn)行一次水位觀測(cè)，試驗(yàn)小區(qū)有水層時(shí)，在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)固定位置上用電測(cè)針按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)；在試驗(yàn)小區(qū)無(wú)水層時(shí)用補(bǔ)水法確定，采用量水表量水，將其換算成水深，與之前后水位差計(jì)為其灌水量；(2〕排水量。碰到較強(qiáng)降雨，小區(qū)需要排水時(shí)，用測(cè)針測(cè)定并記錄排前排后水面深度；(3〕產(chǎn)量測(cè)定。按各試驗(yàn)小區(qū)單收、單打、單曬，統(tǒng)計(jì)其產(chǎn)量；表1不同處理各生育期水深控制表注：后期曬田是指在分蘗后期莖蘗數(shù)到達(dá)高峰苗的80%時(shí)開(kāi)場(chǎng)讓田面處于無(wú)水層，持續(xù)時(shí)間為5-7天；后期落干是指在收割前10天時(shí)，斷水自然落干。(4〕產(chǎn)量構(gòu)造測(cè)定。在每個(gè)處理收割前取三株樣本，晾干后進(jìn)行室內(nèi)考種，統(tǒng)計(jì)其有效穗數(shù)、總粒數(shù)、空粒數(shù)、千粒重等數(shù)據(jù)。2、試驗(yàn)結(jié)果分析2.1、不同灌溉形式對(duì)水稻耗水量的影響圖1和圖2為間歇灌溉〔DI〕和淺水灌溉〔FI〕形式下早稻、晚稻不同生育期的耗水量。從圖1和圖2中可知，早、晚稻無(wú)論是在DI還是FI形式下，生育期的耗水量變化規(guī)律基本一致，均呈現(xiàn)先逐步升高到達(dá)頂峰，然后下降的趨勢(shì)，但是早稻在孕穗期時(shí)為耗水量最大生育期，晚稻則為分蘗后期。出現(xiàn)該現(xiàn)象主要是由于水稻耗水量是由作物蒸發(fā)蒸騰量和大田正常滲漏量組成，水稻生長(zhǎng)初期禾苗弱小，氣溫較低，導(dǎo)致水稻耗水量較低。隨著水稻的生長(zhǎng)，天氣溫度的升高，水稻耗水量逐步升高，到達(dá)頂峰。隨著水稻成熟，水稻蒸發(fā)蒸騰量的下降，水稻耗水量又逐步下降。早稻DI與FI灌溉形式下全生育期耗水量分別為419.7mm和454.0mm，華而不實(shí)DI灌溉形式較FI灌溉形式耗水量少7.56%；晚稻DI與FI灌溉形式下全生育期耗水量分別為466.9mm和505.5mm,DI灌溉形式較FI灌溉形式耗水量少7.64%。上述結(jié)果表示清楚DI灌溉形式較FI灌溉形式能明顯節(jié)水。造成這一現(xiàn)象的主要原因在于DI灌溉形式的田間水層處于干濕交替的狀態(tài)，相比與FI灌溉形式下田間卻一直處于有水層的狀態(tài)，能夠大大的減少田間的滲漏量以及田間的無(wú)效棵間蒸發(fā)，進(jìn)而使整個(gè)生育期耗水量下降。圖1DI、FI灌溉形式下早稻不同生育期耗水量變化圖2DI、FI灌溉形式下晚稻不同生育期耗水量變化2.2、不同灌溉形式對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量組成的影響不同灌溉形式對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育、生理活動(dòng)產(chǎn)生的影響最終都具體表現(xiàn)出在產(chǎn)量上[3]。因而對(duì)產(chǎn)量各項(xiàng)指標(biāo)的分析至關(guān)重要。表2為DI、FI灌溉形式下早晚稻產(chǎn)量指標(biāo)比照，能夠看出，從最終產(chǎn)量上看，晚稻產(chǎn)量要高于早稻，DI處理高于FI處理，且具有顯著性差異；從有效穗上分析，晚稻有效穗高于早稻，DI處理高于FI處理，且具有顯著性差異；從單穗粒數(shù)分析，晚稻有效穗高于早稻，且具有顯著性差異，DI處理與FI處理差異不顯著；從結(jié)實(shí)率分析，早稻與晚稻DI處理與FI處理之間的差異不顯著；從千粒重分析，晚稻低于早稻，且具有顯著性差異，DI處理與FI處理差異不顯著。上述結(jié)果表示清楚，晚稻的生長(zhǎng)發(fā)育經(jīng)過(guò)溫度較高，生育期較長(zhǎng)導(dǎo)致其產(chǎn)量較早稻高。DI處理較FI處理具有一定程度的增產(chǎn)效果。主要原因在于在DI灌溉形式下，水稻田面土層處于干濕交替，有利水稻根系交換氣體同時(shí)加強(qiáng)了養(yǎng)分汲取能力。2.3、不同灌溉形式對(duì)水稻水分利用效率的影響單位面積上水稻產(chǎn)量與水稻全生育期耗水量的比值稱(chēng)為水稻水分利用效率[4]。根據(jù)圖1、圖2與表2的結(jié)果能夠計(jì)算出DI與FI灌溉形式下水稻的水分利用效率，結(jié)果見(jiàn)表3。從表3能夠看出，無(wú)論是早稻還是晚稻，DI的水分利用效率均較FI高。早稻DI與FI灌溉形式的水分利用效率分別為1.84和1.57；晚稻DI與FI灌溉形式的水分利用效率分別為1.89和1.68,DI灌溉形式的水分利用效率較FI灌溉形式分別高17.14%和12.63%。結(jié)合圖1、圖2和表2的分析結(jié)果可知，DI較FI在全生育期的耗水量更低，同時(shí)產(chǎn)量還略高，因而其水分利用效率要顯著高于FI的。由此可見(jiàn)，DI灌溉形式能夠有效提高水稻水分利用效率，到達(dá)節(jié)水增產(chǎn)的目的。表2DI、FI灌溉形式下早晚稻產(chǎn)量性狀比照注：表中不同小寫(xiě)字母表示在同一列內(nèi)P0.05水平的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性。表3DI、FI灌溉形式下早晚稻水分利用效率注：表中不同小寫(xiě)字母表示在同一列內(nèi)P0.05水平的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性。3、結(jié)束語(yǔ)本文通過(guò)田間試驗(yàn)，分析研究了不同灌溉形式對(duì)水稻的耗水特性和產(chǎn)量的影響，得出下面主要結(jié)論：(1〕水稻在各生育期的耗水量變化規(guī)律呈先逐步上升到達(dá)頂峰，然后下降的趨勢(shì)，且不同的灌溉形式下水稻耗水量的變化趨勢(shì)基本一致；間歇灌溉形式較淺水灌溉形式更具有節(jié)水特性。(2〕不同灌溉形式對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量組成具有一定影響。間歇灌溉較淺水灌溉能夠顯著提高水稻有效穗數(shù)和產(chǎn)量，但對(duì)單穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等指標(biāo)影響不顯著。(3〕間歇灌溉較淺水灌溉在全生育期的耗水量要低，同時(shí)產(chǎn)量略高，造成其水分利用效率得到顯著提高。以下為參考文獻(xiàn)[1]茆智.水稻節(jié)水灌溉及其對(duì)環(huán)境的影響[J]