寒地水稻土特性及非充分泡田节水

张焕跃，代 庆

（依兰县水务局，黑龙江 依兰 154800）

1 概况

黑龙江省稻作区被称为寒冷稻作区，年平均气温-5～4℃，有5个月在0℃以下，不小于10℃时积温为1 500～2 800℃，旱田冻土深度1.9～2.5 m，水田冻上深度1.6～2.0 m，水体冻层厚度1 m以上。黑河地区以北，终年存在冻土，从而造成寒地水稻土理化性状的特色。

2 寒地水稻土特性

2.1 水稻土冻融过程中的水分运动

以依兰县为例，冻土过程为10月下旬地面开始冻结，3月末达到最深1.4 m，在6月中下旬于埋深1.6 m处化通。冻土达到最深时，由于冻涨作用，地面比非冻土期高出29～34 cm。

上层土壤冻结之后，下层蓄热带着大量水分不断上升，凝结在冻土与非冻土的界面上，形成巨大的天然“抽水机”。将大量的地下水“抽”入冻土中。据测定，原茬稻田封冻前0～100 cm土层，深土层水分占干重的30%，形成冻土后可达37%～50%，有的土层水分达到超饱和状态。如果封冻前降雨10 mm以上（雨封地），0～10 cm冻土水分可达40%，10～30 cm土层水分可达45%～60%，再向下层依次递减，0～100 cm土层平均水分可达40%。一次冻土过程可使0～100 cm土层增加120 mm水（折合300 m3/hm2），从4月初到泡田期的40多天中，融冻层的水分以每天5～8 mm的速度急剧蒸发，使其呈非饱和状态。

通过土体的冻融涨缩，使其质地疏松，这主是寒地水稻土比温暖地区渗漏量大的主要原因之一。但黑龙江省在稻田的泡田期不会产生深层渗漏，因为下层还存在冻土。

2.2 寒地水稻土的保水物理性能

寒地水稻土虽然每年有一次冻溶涨缩过程使质地疏松，但由于融化失水后土粒自身重力和相互吸着力，又恢复原有的结构。稻田由于长期淹灌，且在水湿情况下频频耕耙，所形成的垂直剖面与旱田明显不同。

水稻土成因复杂，层次厚度不尽相同，但排列相类。自上而下可分为：淹育层、潜育层、潴育层、母质或土壤层、潜育层。泡田期保水防渗的研究主要集中在淹育层。

淹育层保水性的成因主要有：水湿情况下反复耕耙形成的犁底层，黏土粒沉积；铁质胶体的沉积；土壤微生物呼吸产生大量微气泡阻隔渗流；土壤微生物分泌多醣类胶体物，增加土壤粘结性减少渗漏速率。

3 寒地稻田的耕作与泡田定额

传统的耕作方法有秋翻或春翻。秋翻地经过冻垡和晒垡的自然处理，春翻是在冻土融化至犁底层时进行翻地再经过晒垡处理。垡片高度有20～25 cm，长度有半米至数米不等。泡田时水须淹没垡块的2/3，经6～8 d方可泡透。水耙地这后还要把过多的水排出，方可播种或插秧。这种整地方法泡田水定额需3 000～4 500 m3/hm2。

通过农机具的改进，并推行了旱整地技术，泡田时间缩短到5～6 d，泡田水定额减少到1 700～2 100 m3/hm2。

依兰县灌溉试验站《寒地水稻泡田需水特点及节水技术》研究成果1994年通过专家鉴定，为黑龙江省内领先水平。泡田水定额减少390～450 m3/hm2，并得到广泛使用。其技术要点是秋翻一茬，原茬旋耕三茬，4年为一周期，既节水又不减产。

4 泡田限制

以往泡田计划层深度是地表到冻土层（这样才算充分泡透）。以依兰县为例，计划层为80 cm深。计划用水量为：土壤总孔隙度减去现有的土壤容积含水率和对应时段的降水加上必要的地面水层和泡田期的蒸发量。据此一般年分泡田水定额须 1 950～2 100 m3/hm2。

后经试验研究表明，利用水稻土淹育层的保水特性，供水计划层可限制在20～25 cm的耕作层，在保证旱整地质量的情况下，随灌水随水耙，随之形成防渗层。试验证明，灌水之后不水耙，日耗水（蒸、渗）14～17 mm，水耙后日耗水只有 4～6 mm，泡田定额可降至 90 mm（900 m3/hm2）左右，且稻苗反青快，有利于根群发育。

作物有一共性，即水分不足或过多都将造成劣态逆境，在水肥、气、热诸因素的协调中水起着主导作用。以往泡田使冻层以上的土体所有孔隙中都充满了水，使水气不调。而只给耕作层充足供水，下层可逐渐向上层供气，使水气协调。作物处在常态顺境，水稻返青后，再施行以适宜土壤水分为指标（不以地面水层为指标）的“控制灌溉技术”，水稻土将改变其发展方向。

除耕作节水外，稻田不断施入有机肥，创造和巩固土壤团粒的水稳性，也可明显降低泡田和返青期渗漏速率。

另外土壤化学性质对其微团粒结构的形成也有一定关系。分散性土壤的浓泥浆干后形成坚实的大土块，很难保证整地质量。凝聚性土壤泥浆胶体吸附大量钙离子，泥浆干后多裂隙，土壤中含中性盐多，质地疏松多孔，易于耕作。

寒地种稻一年一熟，轮作间作难以实现。改良土壤的研究须从灌溉、耕作、施肥着手，从改变其土壤理化性状达到节水高产、优质高效之目标。

［1］张胜学.寒地水稻泡田需水特点及节水技术［M］.