控制灌溉技术与常规灌溉技术的区别与效果比较

　　0、 引言

　　据统计，黑龙江垦区农业用水总量达 70． 46 亿m3，水稻灌溉用水量达 50． 98 亿 m3，占农业总用水量的 80． 87% ，如此高的耗水量对水稻种植的可持续发展构成了严峻的挑战。为进一步通过水稻灌溉技术革新，挖掘寒地水稻节水潜力，大幅度减少寒地水稻灌溉水的浪费，提高寒地水稻产量及品质，减轻农户的负担，进行水稻节水控制灌溉技术的研究是十分必要的。

　　试验在黑龙江省洪河农场水稻高科技示范园区进行。洪河农场总面积 6 580hm2(657km2) ，位于三江平原东北部、同江市境内，毗邻同江、抚远、饶河三大边境口岸、别拉洪河以北、浓江河以南的地区。洪河农场拥有水稻田 3． 9 万 hm2，水田机械化率达到70% ; 标准化育苗基地 4 处，钢骨架大棚近千栋，农业科技示范园区 1 处; 场内拥有垦区第 1 座污水处理站，实现了水资源的循环利用，促进了!农业生态结构加快。洪河农场属寒温带大陆性湿润季风气候，土壤条件及生态环境良好，光照充足，四季分明。全年日照时数 2 436h，年有效积温 2 500℃ 以上，年降雨600mm，无霜期 125 天以上。

　　该试验地区春旱且当地农民仍然采用大水漫灌种植方式，由于用水过量导致水稻在不同生育期出现缺水现象，严重制约了当地水稻生产的发展及农民的经济收入的提高。笔者自 2007 年起在黑龙江农垦建三江地区洪河农场应用水稻控制灌溉技术进行大田试验。试验连续进行 5 年，积累了大量试验数据，试验节水效果良好，目前已开始在水稻生产中推广应用。

　　1、 水稻节水控制灌溉的特点及机理

　　控制灌溉的特点: 水稻的各个生育期不同，对水分的需要有不同的敏感度，必须根据水稻生育期的不同生理状况给予适时适量的供水。同时，控制无用的蒸腾量和作物能量的消耗，减少植株间的蒸发量和田间的渗漏量，促进水稻朝着最优化组合的方向生长发育，以达到节水增效、优质高产的效果。

　　控制灌溉的机理: 水稻生理节水机制是通过控制土壤含水量来增高顶部茎叶水势，造成植株缺水，继而使水稻叶片减小气孔开合度，缩短开启的时间，以使气孔开合度、二氧化碳及水分蒸发量间达到不断相互协调的动态平衡。控制灌溉下田间渗漏量减少了48． 6% ，改变了根系生长发育，根层加深，土层加厚，提高了水稻的耐旱性，使水稻根系具有类似于旱作物的功能。从水稻生理角度看，水稻高产要有两个必要条件: 一是要有较大的光合器官; 二是要有发达、活力强的根系。构成水稻产量的三要素是穗数、粒数和千粒质量，这 3 者与叶片、茎杆和根系生长有关。节水灌溉要依据水稻的主要生育特点设计，水稻生长要求有较大叶面积，并促进分孽早生快发，需水敏感期稻田保持浅水层; 在需要叶片坚挺、叶色变淡、减少无效分孽、拔节、促进根系发育及深扎时，控制水分供给。

　　2、 控制灌溉技术与常规灌溉技术的区别

　　2． 1 依据不同

　　常规灌溉是根据稻田水层的厚度判断是否进行供水，而先进的节水控制灌溉技术则是根据土壤含水量是否达到控制标准来判断是否供水。

　　2． 2 方法不同

　　常规灌溉采取浅(30mm) 、湿(0mm) 或浅、湿、干(田面无水，脚窝有水) 循环交替; 而节水控制灌溉则采取浅、湿、干(土壤含水量下限值) 循环交替法。表1 为田面土壤含水量目测值，仅作参考。

　

　　2． 3 程度不同

　　常规灌溉是在水稻的全生长期保证充分灌溉; 而节水控制灌溉则会根据水稻不同生长阶段的特性人为进行调亏灌溉，是一种充分供水与非充分供水相结合的灌溉方式。

　　3、 试验设计

　　3． 1 试验品种

　　垦稻 11(垦 00—1113) : 主茎 11 片叶，生育日数128d 左右，需活动积温 2 320 ～ 2 350℃ ，株高 86． 8cm，穗长 17． 3cm，穗粒数 100 粒，千粒质量 26g，抗稻瘟病性及耐寒性强，抗倒性中等，外观米质优，食味好，平均公顷产量 7 987kg; 适宜黑龙江省第 3 积温带及第 2积温带下限地区进行插秧栽培，以及在中等肥力条件下栽培。

　　3． 2 材料与方法

　　试验在大田中进行，采用对比法。小区面积0． 035、0． 13、0． 21hm2不等，重复 5 次取平均值。2012年，控制灌溉采用田间测量与小面积埋桶测量法，处理与大田同，灌水下限分设地下水埋深 0． 1、0． 3、0． 5m，筒测重复 5 次，农艺措施一致，共设 3 个处理。

　　主要的气象因子降水量、蒸发量和水稻关联最大，使用试验田气象站自动测得的气象数据。观测是针对固定地点的固定植株进行，此次试验每区设定 3 个点，每点设定 3 丛。各个试验小区的稻谷单独收获后测定产量。

　　处理 1(淹水灌溉) : 建立 0 ～ 7cm 水层(生育期土壤 含 水 量 不 低 于 100% ) ，全 生 育 期 用 水 总 量465m3。其中，插秧前 95m3，分孽期 140m3，生育转换期 92m3，长穗期 69． 5m3，结实期 68． 5m3。

　　处理 2(浅湿交替节水灌溉) : 返青分蘖期 4 ～7 叶水层 3 ～5cm，自然落干。5 叶期为 3 ～ 5cm，保持土壤含水量不低于 80% 。有效分蘖末期采用控制灌溉，生育转换期采用 0 ～ 3cm 浅、湿循环交替灌溉方式，孕、抽穗期保持一定高度的水层，灌浆成熟期采用浅、湿、干循 环 交 替 灌 溉 方 式。整 个 生 育 期 总 用 水 量 为358m3。其中，插秧前 92m3，分孽期 103m3，生育转换期 71． 5m3，长穗期 54． 5m3，结实期 37m3。

　　处理 3(控制灌溉) : 按泡田期、返青期、分蘖期、拔节孕穗到抽穗开花期、乳熟期、黄熟期 6 个阶段进行控制灌溉。泡田前整平耙细能减少泡田用水，结合水耙地封闭灭草。稻田仅在返青期的水层高度保持在 1 ～3cm 之间，而其他生长期稻田都不设立水层，土壤的湿度范围要保持在饱和含水率与饱和含水率的60% ～ 70% 之间，黄熟期断水(保持土壤含水率不低于 80% ) 。全生育期用水总量 234． 5m3。其中，插秧前 92m3，分孽期 55． 5m3，生育转换期 35． 5m3，长穗期35． 5m3，结实期 16m3。

　　3． 3 试验地概况

　　2012 年在洪河农场某试验区进行试验，该地块地势平坦，改种水稻有 5 年历史。其土质为草甸白浆土，属于寒温带大陆性季风气候。经测定，每千克土壤中有机质含量为 40． 8g，碱解氮含量为 151． 7mg，速效磷含量为 28． 8mg，速效钾含量为 98． 9mg，pH值为 5． 89。耕层 20cm，每年秋春旋耕。2012 年大于等于 10℃有效积温 2 498． 6℃，无霜期 130 天，水稻生育期降水量456． 3mm，平均气温16． 3℃。水稻生育期降雨及气温正常，利于水稻生长。2012 年水稻生长阶段 4－9 月份降雨量340． 6mm，比2011 年少7． 8mm，比2010 年少 59． 4mm，较历年少 120． 9mm。 表 2 为2012 年 4－9 月气象资料统计表。

　

　　4、 试验结果与分析

　　4． 1 不同灌溉方式间株高变化

　　不同灌溉方式下的株高差异不明显: 控制灌溉处理的株高为 86． 4cm，节灌和淹水灌溉处理株高均为86． 8cm。由此可以看到，经过控制灌溉技术处理的株高矮了 0． 4cm。这表明，通过控制水稻的供水能够控制其生长。

　　4． 2 不同灌溉方式间泥温变化

　　应用控制灌溉技术田块的泥温要比节灌和淹水灌溉的高。这表明，在水稻生长分蘖期应用浅水灌溉更有利于提高泥温，从而促进分蘖。

　　4． 3 不同灌溉方式间在整个生育期的用水总量及节水效益对比分析

　　水稻灌溉定额是水稻在整个生育期内每次灌溉所用水的总量。影响水稻灌溉定额大小的外因较多，如环境温度、降水量及降水时长分布、采用的灌溉方式等。这些因素中，环境温度对作物的蒸发蒸腾量产生影响进而改变水稻灌溉定额的大小，降水量及降水时长分布值则直接对灌溉定额值产生影响。2012年在建三江分局洪河农场试验，淹水灌溉、浅水间歇节水灌溉和节水控制灌溉的全生育期 667m2灌溉总量分别为 465、358、154． 5m3，667m2，产量分别为 683． 3、690． 6、685． 3kg。控制灌溉模式值得推广，虽然比节水灌溉产量略有减少，但是节省了水资源，保证了农业可持续发展。表 3 为不同灌溉模式下用水量，表 4为不同灌溉模式考种结果。

　　5、 结论与讨论

　　1) 控灌处理对地势的要求高，池面不平很难进行水层的管理。

　　2) 试验表明: 采用水稻节水控制灌溉技术，不仅增强了水稻对倒伏和病虫害的抵御能力，并且扭转了水稻种植长久以来的用水观念，由深水层转变为浅水层，浅水层转变为无水层，长期有水层转变为阶段有水层。

　　3) 试验证明: 采用节水控制灌溉技术的水稻田块，在整个生育期使用的灌溉总用水量仅为 234． 5m3，远少于传统采用水淹田方式和常规灌溉方式的用水量。因此，在目前水资源普遍稀缺的种植环境里，采用节水控制灌溉技术种植水稻是一种既可以提高科学用水效率又能保证可持续发展的好方法。

　　5 年来，通过田块实验，水稻节水控制灌溉技术取得了较好的效果。在以后的推广中，要紧密结合当地自然条件、水稻长势和农艺措施，恰当地把握实施。本模式对寒冷区域水稻发展具有借鉴意义，不仅能节约用水，而且能有效地调节作物生长环境，降低生产成本，增加经济效益。

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