膜下滴灌水稻优化毛管配置模式及适宜灌溉强度的研究

何海兵　 杨茹　武立权　马富裕, *

(1安徽农业大学 农学院，合肥 230036； 2石河子大学 农学院， 新疆 石河子 832003； 3安徽省农业科学院 作物研究所，合肥 230031；*通讯联系人，E-mail: mfy_agr@shzu.edu.cn)



膜下滴灌水稻优化毛管配置模式及适宜灌溉强度的研究

何海兵1,2杨茹2武立权1马富裕2, *

(1安徽农业大学 农学院，合肥 230036；2石河子大学 农学院， 新疆 石河子 832003；3安徽省农业科学院 作物研究所，合肥 230031；*通讯联系人，E-mail: mfy_agr@shzu.edu.cn)

何海兵, 杨茹, 武立权, 等. 膜下滴灌水稻优化毛管配置模式及适宜灌溉强度的研究. 中国水稻科学， 2016， 30(1)： 75-84.

摘要:膜下滴灌水稻在干旱/半旱区(新疆、宁夏)表现出较高的生产潜力，而优化毛管配置模式和灌溉强度是其实现高产的前提。为此，本研究于石河子地区通过设置毛管配置模式和灌溉强度双因素多水平处理，开展为期一年的小区试验，旨在为膜下滴灌水稻获得高产高效的毛管配置模式和灌溉强度提供理论依据。研究结果表明，综合品种和灌溉强度因素，群体整齐度以1膜4管8行配置(R1)最优，其次是1膜2管8行配置(R2)，1膜1管8行配置(R3)最差。 R2模式通过促进近滴灌带行位株穴的生长发育来弥补远滴灌带行位株穴生长发育，最终R2模式的产量、水分利用效率及经济效益与R1差异不显著；由于R3模式下距滴灌带第3行位和第4行位的株穴生长严重受限，进而导致R3模式的产量、水分利用效率及经济效益显著低于R1和 R2模式；总体而言，增加灌溉强度有利于膜下滴灌水稻生长发育。在砂壤土质条件下，膜下滴灌水稻为获得较高的谷物产量，毛管间距以40～80 cm为宜。关键生育期灌溉强度为抽穗前11 mm /d，抽穗后需维持更高的灌量，可以考虑维持在20～25 mm /d。

关键词:水稻； 毛管配置； 膜下滴灌； 生长发育

淡水资源亏缺将威胁水稻安全生产，但随着人们对稻米需求量的不断增加，水稻产出需保持逐年增长趋势，由此不难看出，水资源不足和人们消费需求增加成为当今水稻生产的主要矛盾之一。人们对稻米需求量的不断增加成为当今水稻生产的主要矛盾[1]。在湿润半湿润区，水稻节水栽培技术如干湿交替灌溉、水稻强化栽培体系、旱作、覆盖栽培体系[2-6]在节水及高产两方面发挥重要作用，对缓解当前水稻生产矛盾具有极其重大的意义。而对于干旱半干旱区，水稻节水栽培技术鲜有报道，该区域水稻仍以传统淹灌种植为主。近年来，新疆天业集团在新疆石河子市(干旱半干旱区)初步探索出一种新型的水稻旱作节水栽培技术。水稻全生育期内无水层栽培并应用膜下滴灌技术，生育期内采取高频高灌制度[7]。其节水空间高达50%～60%, 且能维持较高的谷物产量[8-9]。

滴灌较传统漫灌或喷灌能大幅有效地降低土壤深层渗漏量，且表现出更高的水分利用效率[10-11]，在经济作物如棉花[12-14]、加工番茄[15-16]、红枣[17-18]，粮食作物如玉米[19-20]、小麦[21-23]、大麦[24-25]等多种作物中得到广泛应用。在滴灌条件下，灌水以点源或者线源的形式进入土层并在根区重新分配[26-27]，土壤水分含量在水平/垂直方向随距滴头位点的增加而降低[28]。在这一分配过程中，毛管配置(或毛管间距)和灌量对其起着重要的调控作用。增加滴灌带之间的距离或降低灌溉量将加剧土壤水分在水平和垂直方向分配量的差异性[29]。研究表明，在膜下滴灌棉花栽培中，当滴灌带间的距离大于140 cm时，即使在充分的水分供给条件下，距滴灌带远行棉花位点(距滴灌带70 cm)的根阈所分配的水分含量仍不能满足棉株的正常生长发育，最终导致株高等农艺性状及产量显著降低[29]。廖江[30]和杨茹[31]分别于2010-2011年对滴灌春小麦大田调查及小区试验研究表明，当滴灌带之间距离为90 cm时，位于距滴灌带第三行位点(距滴灌带45 cm)根域的土壤含水量显著降低，进而导致该行小麦生长速率显著低于第一行和第二行位点，最终不利于产量的形成。当增加灌溉量时，第三行位点的土壤含水量明显增加，其与第一行(第二行)之间的生长速率差显著缩小[22,30-31]。由此可见，滴灌作物实现高产高效的前提即需要建立合适的毛管配置和灌溉强度，以此提高群体整齐度或促进行位间的同步生长速率。对水稻而言，由于水稻对土壤水分较其他作物敏感，且耐旱性较弱。毛管配置模式和灌溉强度对行位间个体及群体生长发育的调控效果可能会更加剧烈。为减小行位间的异速生长速率差，滴灌水稻的毛管配置间距可能较其他作物更小且维持较高的灌量。

基于已有的研究进展及研究假设，本研究设计3个毛管配置和4个灌溉强度双因素多水平处理，旨在探明：1)膜下滴灌水稻高产高效的毛管配置模式；2)膜下滴灌水稻获得高产的水分需求规律。明确上述问题，可为后续开展膜下滴灌水稻的科学研究或大面积生产有关毛管配置模式和关键生育期的灌溉密度提供理论依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

试验在新疆石河子市新疆天业集团农业干旱研究中心进行(北纬44°26′, 东经86°01′, 海拔高度429 m)。该区属大陆干旱性气候，平均年降雨量为223 mm，年蒸发量为1040 mm，年无霜期为168～171 d，昼夜温差大，近5年(2006-2010年)日平均气温为8.9℃，最高月平均气温在7月份，为25.6 ℃，4月-10月水稻生长季节内，平均温度、降雨量和蒸发量分别为20.2°C、130 mm和825 mm。试验地在1 m深土层内土壤质地为砂壤土；0～60 cm土层土壤有机质含量为25.46 mg/kg，碱解氮、速效磷及速效钾含量分别为60.83 mg/kg、25.46 mg/kg和342.54 mg/kg，土壤呈弱碱性(pH值8.1)，土壤饱和体积含水率为30.11%。

1.2试验材料与设计

于2011年4-10月开展田间小区试验。供试水稻材料为宁粳28和月光，在小区内采用膜下滴灌膜面开穴方式种植管理。铺膜铺管后以宽窄行方式在薄面上开穴播种，行距配置10-30-10-30-10-30-10-45 cm(图 1)，株距10 cm，4.5×105穴/hm2，种子发芽率95%，每穴下种7～9粒。当3叶期时，移除弱苗和病苗，每穴保留6株。膜下滴灌水稻采用干播湿出方法，于4月中下旬当0～20 cm土层温度维持在12 ℃以上时播种。于4月28日人工点播，播深3 cm，播种后(4月29日)按375～450 m3/hm2滴出苗水。生育期内田间精细管理，及时控制病虫草害。尿素750 kg/hm2(纯N为345 kg/hm2)，其中10%于播前作为基肥施入，15%于3叶1心期、30%于分蘖中期、35%于拔节孕穗期、10%于开花期施入。过磷酸钙、氯化钾和硫酸锌用量分别为750 kg/hm2、150 kg/hm2及30 kg/hm2，作为基肥一次性施入。

图 11膜2管8行(R2)栽培模式示意图

Fig. 1. Schematic diagram of planting mode of the R2mode.

试验设置3种毛管配置模式，分别为1膜4管8行(R1，滴灌带位于窄行间，一条膜上铺设4条滴灌带，滴灌带间距为40 cm)； 1膜2管8行(R2，图 1，每条膜上铺设2条滴灌带，滴灌带间距为80 cm)；1膜1管8行(R3，滴灌带位于第4行和第5行间，每条膜铺设一条滴灌带，滴灌带间距为170 cm)。滴灌带的滴头间距为30 cm，滴头流量为3.2 L/h。为探明毛管配置模式和灌溉强度对滴灌水稻生长发育的影响，设4个水分处理(W1、W2、W3、W4)， 分别表示从3叶1心起(5月24日)按5 mm/d、8 mm/d、11 mm/d和14 mm/d灌溉强度进行补充灌溉(据膜下滴灌水稻整个生育期内平均耗水强度为11 mm/d的初步试验结果设定)，灌频2 d，直到成熟前15 d停止灌溉，任其自然落干。W4、W3、W2和W1在整个生育期耗水量分别为1.50×104m3/hm2、1.20×104m3/hm2、0.85×104m3/hm2和0.55×104m3/hm2。试验采用裂区设计，主区为品种，水分处理与毛管配置模式双因素多水平组合完全随机排列于主区下，每处理重复3次。小区规格为6.00 m×5.25 m。灌量用水表控制，雨量器收集降雨量并计算有效降雨量(本试验中的有效降雨量可忽略不计)。为防止水分在小区间侧移，各小区间埋设60 cm深的防渗膜。

1.3测量指标及方法

1.3.1干物质量的测定

自3叶1心至成熟期，每隔14～16 d进行破坏性取样。每个重复内取样面积为0.3 m2。取回样品分别按茎、叶、穗(花后)分开装袋并置于烘箱内105℃下杀青30 min，然后烘箱温度调至70 ℃烘至恒重，称量获得地上部生物量。生育期内干物质动态变化特征用Logistic生长发育模型拟合，Logistic模型表达式为Y=a/ (1+b×exp-kx)，其中x表示播种后天数，Y表示干物质量，a表示生育期内最大干物质累积量拟合值，b、k为模型形状参数。绿叶面积用Li-3100 (LI-COR Inc., Lincoln, NE, USA)仪器扫描, 测定叶面积指数(LAI)，并进行分析。

1.3.2水分利用效率

水分利用效率(WUE)即为水稻消耗1 m3水量的谷物产量(kg/m3)。

1.3.3经济效益

经济效益的评估主要包括产量、耗水量、播种量、肥料用量、薄膜用量、滴灌带用量及滴灌设备7种因素。经济效益(元/hm2)=产量(kg/hm2)× 3.6 元/kg- 耗水量(m3/hm2)× 0.5 元/m3- 播种量(kg/hm2)× 10 元/kg- 1500 元/hm2(肥料费用)-840 元/hm2(每1 hm2薄膜费用)- 滴灌带用量(m/hm2)× 0.18 元/m-1000 元/hm2(每1hm2滴灌设备如主管道、控水阀门及灌水电费等费用)。各因子单价均参照当年(2011年)市场价。

1.3.4考种测产

成熟期每小区选取8 m2的样株用于计算最终产量。并于成熟期在各处理中选择长势基本一致，按距滴灌带不同行位分别随机选取9穴稻株进行考种。对于R1栽培模式下的4个水分处理，取样数为9穴(理论上各行位土壤剖面分配的水量基本一致，不会产生行位差异效应)；对于R2毛管配置模式下的4个水分处理，在距离滴灌带的第一行和第二行分别取9穴；对于R3毛管配置下的4个水分处理，在距离滴灌带的第一行、第二行、第三行和第四行分别取9穴(取样标准：当第一行某一穴位选定后，其所对应的第二行、第三行、第四行的株穴也被选取)。R2取样标准也按照这一要求。当对R1、R2及R3整体统计分析比较时(非行位间比较)， R2和R3近行植株及其相对应的远行植株的各参数先平均(最终n=9)，然后再与R1的9穴植株的参数比较)。考种指标包括株高(茎基部到穗顶部间的距离)、每穗粒数、结实率[用比重为1.08的波尔溶液筛选，沉入溶液底部的籽粒为实粒，漂浮在溶液上层的为空秕粒、结实率(%)=实粒数×100/(实粒数+空秕粒数)]、单位面积有效穗数(每穗实粒数大于5粒的主茎及分蘖定义为有效穗)、千粒重、一次枝梗数、二次枝梗数以及无效穗长(穗颈处至穗底部一次枝梗着生位置)。

1.4数据分析

本研究数据均采用一般线性模型(GLM)(SPSS 17.0软件)进行统计分析；处理间在5%水平上的差异用最小极差法(LSD)比较。采用OriginPro 8.5软件作图。

2结果与分析

2.1不同毛管配置与灌溉强度对干物质动态累积的影响

在开花期(月光播种后80 d左右，宁粳28播种后100 d左右)前，干物质量在3种毛管配置模式下的各水分处理间存在不同程度的差异，低灌量处理(W1和W2)累积干物质量低于高灌量处理(W3和W4)。而开花后，干物质随着灌量的增加而明显增加 (图 2)，最终干物质量以W4处理最大，为1731.09～28882.86 kg/hm2，分别较W3、W2和W1处理高12.18% ～22.52%、29.34% ～42.59%和46.84%～60.45% (表 1)；不同毛管配置模式下，两品种的最终干物质量在不同水分处理间均表现为R1>R2>R3(表 1)；在R3毛管配置模式下，干物质量在水分处理间存在明显差异时的日期较其他两个毛管配置模式提前(图 2)。

表1不同毛管配置模式和灌溉强度下地上部干物质Logistic模型拟合参数

Table 1. Logistic parameters of dry matter weight of aboveground part in rice under different drip-tape configuration modes and irrigation quotas.

品种Variety处理Treatment模型参数LogisticparameterabkR2宁粳28Ninjing28R1W113959.621260.310.090.997R1W218552.181750.930.080.993R1W323059.99439.070.070.994R1W426257.15304.180.060.994R2W112690.571260.310.090.997R2W216865.621750.730.080.993R2W320963.23439.060.070.995R2W424870.13304.180.060.994R3W17183.76450.710.080.989R3W210071.74979.180.080.988R3W313414.73296.690.060.994R3W417313.09257.910.070.996月光YueguangR1W115355.591260.310.090.997R1W220407.411750.930.080.993R1W325365.51439.070.070.994R1W428882.86304.180.060.994R2W112275.231602.290.100.994R2W217252.87339.770.070.997R2W324052.43212.060.060.993R2W427433.39250.510.060.995R3W16932.29419.220.080.978R3W210446.03191.790.060.994R3W315671.68148.880.050.992R3W418198.03230.440.060.985

R1-1膜4管8行； R2-1膜2管8行；R3-1膜1管8行；W1-灌溉强度为0.55×104m3/hm2；W2-0.85×104m3/hm2；W3-1.20×104m3/hm2；W4-1.50×104m3/hm2。n=3。下同。

R1,One sheet of plastic film mulching with four drip tapes and eight rows of rice; R2,One sheet of plastic film mulching with two drip tapes and eight rows of rice; R3,One sheet of plastic film mulching with one drip tapes and eight rows of rice; W1,Water irrigation amount of 0.55×104m3/hm2;W2,0.85×104m3/hm2;W3,1.20×104m3/hm2;W4,1.50×104m3/hm2.n=3. The same as below.

图 2不同毛管配置模式和灌溉强度下水稻地上部干物质量

Fig. 2. Dry matter weight accumulated in aboveground part in rice under different drip-tape configuration modes and irrigation intensities.

2.2不同毛管配置模式与灌溉强度对叶面积指数的影响

在不同毛管配置模式下，生育期内的叶面积指数均以W4处理最大，其次分别是W3、W2、W1处理。到开花期，各处理叶面积指数达最大值(图 3)。随后叶面积指数明显下降，总体而言，低灌量处理(W1和W2)较高灌量处理下降速度快(图 3)。表明随着灌量的降低，衰老进程加剧。在R1毛管配置模式下，最大叶面积指数为4.15～5.63，较R2和R3处理分别高出4.42%～9.05%和21.95%～36.14%(图 3)。对宁粳28而言，灌浆中后期LAI始终高于月光(图 3)，可能主要与月光较短的生育期有关。两品种叶面积指数在不同水分处理间下始终以R1最大，其次为R2和R3。

2.3不同毛管配置模式与灌溉强度对产量和水分利用效率及经济效益的影响

在不同毛管配置模式下，单位面积穗数、每穗粒数、结实率、千粒重、产量及水分利用效率皆以R1

图 3不同毛管配置模式与灌溉强度下水稻叶面积指数

Fig. 3. Leaf area index (LAI) of rice under different drip-tape configuration modes and irrigation quotas.

模式最大，其次是R2和R3模式。R1毛管配置模式与R2毛管配置模式在各参数间差异不显著(P>0.05)，但R1和R2毛管配置模式下的各参数均显著高于R3(P<0.05)。总体来说，产量及其构成因子均随灌溉强度的增加而显著增加(P<0.05，表 2)，W4和W3处理均显著高于W2和W1处理(P<0.05)，其中，W3处理较W4处理表现出略高的单位面积穗数和每穗粒数；水分利用效率对灌溉强度的响应与产量因子相反，即增加灌溉强度导致水分利用效率降低。对于经济效益而言，R2模式下经济效益最大，而R3模式下经济效益是负值，为最小；灌溉强度越大，经济效益越好。两品种在产量、产量构成因子及经济效益等指标间表现出相同的趋势。此外，毛管配置模式与水分处理在各参数间存在显著或极显著的互作效应(P<0.05，表 2)。

2.4不同毛管配置模式下各行位水稻农艺特性

在不同毛管配置模式下，两品种各农艺参数在行位间的变化趋势基本一致(表 3)。对R1毛管配置模式而言，由于滴灌带均匀分布在水稻行间，1条滴灌带给2行水稻供水(图 1)，各行土壤剖面内理论上所分配的水量基本一致，且默认各行株穴地上部个体及群体生长发育也基本一致。对于R2毛管配置模式，距毛管不同行位间存在明显的差异，第一行各农艺参数较第二行高3.61%～11.45%。在R3毛管配置模式下，农艺参数在行间的大小分布趋势具体表现为第一行>第二行>第三行>第四行，各行位间的差异达68.29%～96.71%。与R1模式相比，R2模式近行株穴各农艺参数值明显增大，而远行则表现出一定幅度的下降。在R3毛管配置模式下，第一行与第二行各参数无论较R1或是R2所对应的行位都略有增加，但第三行和第四行位稻株的生长发育受到明显的抑制。

表2不同毛管配置模式及灌溉强度下水稻产量、产量构成因子、水分利用效率及经济效益

Table 2. Grain yield, yield components, water use efficiency and economic benefit of rice under different drip-tape configuration modes and irrigation quotas.

品种与处理Varietyandtreatment每1m2穗数Paniclenumberpersquaremetre每穗粒数Spikeletnumberperpanicle结实率Seed-settingpercentage/%千粒重1000-grainweight/g产量Yield/(×103kg·hm-2)水分利用效率Wateruseefficiency经济效益Economicbenefit/(Yuan·hm-2)宁粳28Ningjing28 R1W4440.56105.6747.1422.015.890.395604 R1W3453.24108.9945.321.395.270.444872 R1W2386.5898.4237.7421.174.130.492518 R1W1328.7889.7731.3520.223.540.641894 R2W4423.24101.9846.1322.035.970.407872 R2W3435.76108.5242.8321.365.110.416276 R2W2354.1494.5237.6321.053.980.493958 R2W1311.5886.4330.8319.843.350.613190 R3W4357.5288.0741.3321.983.270.22-858 R3W3359.5887.5338.2721.012.890.25-744 R3W2264.3275.6827.3519.372.170.26-1568 R3W1229.6467.8923.6718.091.880.34-1112 毛管配置(R)*********** 灌溉强度(W)********** R×W***********月光Yueguang R1W4444.46109.4274.3822.876.230.426828 R1W3459.87112.3570.8822.435.440.455484 R1W2383.45100.7863.8821.964.370.513382 R1W1335.3195.3557.9421.453.790.692794 R2W4456.47105.3470.4322.526.170.418592 R2W3451.42113.5265.7822.035.320.447032 R2W2368.7997.5663.2421.674.290.515074 R2W1342.1589.8859.7720.513.490.643694 R3W4362.2475.3358.3421.362.640.18-3126 R3W3361.4372.1855.1621.272.260.19-2994 R3W2273.1561.8841.5920.551.690.21-3296 R3W1252.2953.3540.3819.641.480.27-2552 毛管配置(R)*********** 灌溉强度(W)********** R×W***********

*，**分别表示处理间或互作效应的方差分析结果达5%和1%显著水平。

*，**represent significance in the results of variance analysis among treatments or interaction effects at 0.05 and 0.01 levels.

3讨论

就本研究而言，R1毛管配置模式所形成的群体结构和产量水平优于其他2个毛管配置模式。但综合行位间的干物质量(图 2)、叶面积指数(图3)、产量及产量构成因子等参数来看(表 2)，R2模式的各参数均能与R1模式持平，同时还能减少滴灌耗材的使用量，最终经济效益增加1.25～1.68倍(表 2)，因此，R2模式(滴灌带间隔80 cm，或每个滴灌带的湿润距离为40 cm)是膜下滴灌水稻实现高产高效栽培的重要参考模式。虽然R2模式下稻株生长发育速度在远近行间存在行位差异(表3)，但其可通过促进近行个体及群体生长发育来弥补远行个体及群体生长发育(表3)。2010年在滴灌春小麦的高产田中也发现类似的高低行位现象。说明滴灌条件下，小麦和水稻在作物群体间适当的高低位利于产量形成。高低行位现象有利于光、温、气在冠层内分布，对改善群体内部微生态系统具有积极作用，进而易于建成高产群体。关于这一假说机制需后续试验验证。

表3不同毛管配置模式下距滴灌带不同行位的水稻主要农艺特性

Table 3. Agronomic traits of rice at different rows under various drip-tape configuration modes.

品种、处理和行位Variety,treatmentandrow株高Plantheight/cm每1m2穗数Paniclenumberpersquaremetre每穗粒数Spikeletnumberperpanicle结实率Seed-settingpercentage/%一次枝梗数Primaryrachisbranchnumber/(No.m-2)二次枝梗数Secondaryrachisbranchnumber/(No.m-2)无效穗长Lengthofinvalidpanicle/cm宁粳28Ningjing28 R182.11405.2691.2340.1510.5814.651.05 R2 第一行Firstrow82.83411.2495.0740.9010.6714.671.16 第二行Secondrow80.07371.1086.9338.6010.2313.331.31 差值Differece/%3.69.78.65.64.19.111.5 R3 第一行Firstrow82.53417.1599.1438.3711.1313.890.89 第二行Secondrow81.47422.12107.6740.1512.2514.350.56 第三行Thirdrow50.13168.6759.412.136.605.144.34 第四行Fourthrow32.1592.3334.141.322.303.228.79 差值Differece/%0.8～60.51.0～78.67.9～68.34.4～96.79.1～81.23.2～77.650.6～93.6月光Yueguang R173.51412.13104.5566.518.1210.350.28 R2 第一行Firstrow75.74421.62109.3469.337.929.980.31 第二行Secondrow71.93381.6399.0263.377.349.240.42 差值Differece/%3.99.55.18.67.37.426.2 R3 第一行Firstrow73.26424.56106.6867.337.5310.010.25 第二行Secondrow74.31436.69108.4765.418.2110.680.19 第三行Thirdrow41.14229.8741.5935.213.254.113.88 第四行Fourthrow30.57134.8923.7423.551.672.059.17 差值Differece/%4.1～58.96.6～68.88.1～78.13.2～64.08.3～79.76.3～80.857.7～97.9

在本研究中，滴灌水稻产量降低主要归因于较低的结实率(表 2～3)。究其原因，可能与关键生育期(开花期)低土壤水势有关。从我们对R2模式土壤水势的监测结果来看，即使是灌溉强度最大的W4处理，孕穗期到开花期间的平均土壤水势为-25 kPa[32]。低土壤水势不能有效保障颖花正常开放并完成授粉[33-34]。此外，2010-2011年滴灌水稻高产示范田灌溉记录显示：当宁粳28抽穗后每天的灌溉强度维持在20～25 mm，结实率可达80%。这一结果进一步证实本研究较低的结实率与关键生育期灌溉强度不足有关。结合干物质累积、单位面积穗数及每穗粒数等指标来看(图1，表2)，抽穗前维持11 mm/d的灌溉强度并不会显著抑制滴灌水稻的生长，抽穗后需维持更高灌溉定额。

除灌量外，土质、滴头流量等因素对土壤水分在土层中的二次分配结果也起着重要的调控作用。从砂土质地渐变到黏土质地过程中，水分的二次分布特性从趋于以垂直分布为主渐变到以水平分布为主。即在砂土质地下，水分二次分配主要趋于竖直方向，在水平方向分配的量及距离皆受限；而在黏土中，水分主要朝水平方向分配[35]；此外，随着滴头流量的增加，更有利于水分在水平方向的分布[36-37]。关于膜下滴灌水稻在不同土壤质地和不同滴头流量条件下实现高产高效的毛管配置模式还需进一步研究。

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Optimal Capillary Configuration Modes and Irrigation Intensities for Drip Irrigation with Plastic Film Mulching in Rice

HE Hai-bing1,2， YANG Ru2， WU Li-quan1， MA Fu-yu2， *

(1College of Agronomy, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China；2College of Agronomy, Shihezi University,Shihezi 832003, China；3Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230031, China;*Corresponding author, E-mail: mfy_agr@shzu.edu.cn)

HE Haibing， YANG Ru， WU Liquan, et al. Optimal capillary configuration modes and irrigation intensities for drip irrigation with plastic film mulching in rice. Chin J Rice Sci, 2016, 30(1): 75-84.

Abstract:Rice under drip irrigation with plastic film mulching performances a potential and high productivity in arid and semiarid regions. Capillary configuration mode and irrigation intensity are key factors for high grain yield. To determine optimum capillary configuration mode and irrigation intensity in key growth stages, plot experiments were conducted with two cultivars in 2011 in Shihezi City of northern Xinjiang under various capillary configuration modes and irrigation intensities. The population showed the most uniform growth under one sheet of plastic film mulching (1.6 m wide) with four drip tapes and eight rows of rice (R1), followed by one sheet of plastic film mulching with two drip tapes and eight rows of rice (R2) and one sheet of plastic film mulching with one drip tape and eight rows rice (R3). In the R2 treatment, the rapid growth of rice plants in the row near to the drip tape made up for the slower growth of rice plants in the second row from the drip tape. There were no significant differences in grain yield, water use efficiency, and economic return between the R1 and R2 treatments. However, in the R3 treatment, rice growth and development was seriously reduced throughout the growing season in the two rows farthest from the drip tape (i.e., the third and fourth rows). As a result, grain yield, water use efficiency, and economic return were significantly lower in the R3 treatment than the R1 and R2 treatments across two cultivars and four irrigation intensities. Generally speaking, rice growth and development were significantly improved as irrigation intensity increased under drip irrigation with plastic film mulching. In conclusion, the distance between drip tapes should be in the range of 40-80 cm to obtain high grain yield under drip irrigation in silty loam soil. In addition, the irrigation regime of 11 mm /d was beneficial to growth and development of rice plants before heading, and 20-25 mm /d after heading.

Key words:rice; capillary configuration mode; drip irrigation with plastic film mulching; growth and development

文章编号:1001-7216(2016)01-0075-10

中图分类号:S511.071

文献标识码:A

基金项目:国家高技术研究发展计划资助项目(2011AA100508)； 安徽省科技计划资助项目(1501031088)； 安徽农业大学引进与稳定人才项目科研资助项目(yj2015-03)。

收稿日期:2015-04-02； 修改稿收到日期: 2015-07-02。