基于不同灌溉方式的水稻作物需水规律试验分析

2017-06-19王乐

地下水 2017年3期

关键词：水面蒸发需水需水量

王乐

(辽宁省水文局，辽宁沈阳 110003)

基于不同灌溉方式的水稻作物需水规律试验分析

王乐

(辽宁省水文局，辽宁沈阳 110003)

本文结合观测试验探讨不同灌溉方式下水稻作物的需水量及需水的规律。试验结果表明：在淹灌方式下，水稻完全封垄后的孕穗和抽穗开花期，叶面吸收热能率最大，蒸腾量也最大，需水量也较大；相比于淹灌方式，浅湿灌溉方式下水稻的蒸腾强度都有不同程度的降低，其中以分蘖末期最为明显，蒸腾强度减少了30%，其次是孕穗期的蒸腾强度也减少了27%，其它时期也有不同程度的减少，该灌溉方式下水稻作物需水量减少，有利于农业节水灌溉。研究成果对于水稻作物的节水灌溉方式具有指导价值。

不同灌溉方式；水稻作物；需水量分析；观测试验

我国是农业大国，据相关数据统计，农业用水量占全国用水量的60%，但由于不合理的灌溉方式，大约30%的水量在灌溉过程中被蒸发消耗，而真正用于作物的水量不到30%，因此合理的灌溉方式对于农业节水十分重要。国内有不少学者式展开过不同灌溉方式对作物需水的研究[1-5]，但大都从不同灌溉方式下作物用水量进行分析，而对于作物不同生长期的需水量特别是需水规律的研究还较少，而多项研究成果表明[6-9]，作物在不同生长过程中受到水分蒸腾影响，其需水规律不同，需要探讨不同灌溉方式对作物生长过程中的需水规律的影响。为此本文结合观测试验，以辽宁中部主要作物水稻为研究对象，探讨两种灌溉方式下水稻作物整个生长过程需水量规律。研究成果可为水稻灌溉节水灌溉方式提供参考。

1 试验方案设置

为探讨不同灌溉方式对水稻作物需水的影响，采用观测试验的方式对水稻作物整个生长过程的需水规律进行分析，水稻叶面蒸腾耗水量采用水稻总蒸发量减去水面蒸发量来确定水稻叶面蒸腾量。实验时将两个E601蒸发器安装在水田中并保持自然的蒸发环境，作物区域水面蒸发试验数据。再同时将两个E601蒸发器中放入实验土样，将其中一个E601蒸发器放入一个自然种植水稻中，每天观测其蒸发情况，记录蒸发数据。将另一个E601蒸发器中根据水稻的不同生长期插入遮荫物体(一般采用塑料制的模拟水稻或塑料制的风景草，其可以起到遮荫、挡风的作用)，这样可使得水稻下面水面一样保持在自然环境。最后结合两个E601蒸发器的蒸发值的差算出水稻叶面蒸发量。

2 试验结果讨论

分别采用淹灌和浅灌方式对水稻进行灌溉，并对两种灌溉方式下的水稻叶面的蒸腾量进行试验分析，分析不同灌溉方式下水稻作物的需水量。

2.1 淹灌方式下的水稻需水量试验分析

2.1.1 淹灌方式下水稻的需水量试验分析

水稻需水量包括叶面蒸腾和露天水面蒸发两个部分，水稻需水量是保证水稻自身生长的所需水量，该水量主要消耗与水稻作物的蒸腾，对采用淹灌方式下的水稻不同生长期的需水量进行了观测试验，试验结果见表1。

从表1中可看出，水稻从返青到黄熟整个生育期为128 d，整个生长过程中其蒸腾消耗的水量为758.8 mm，其中在孕穗和抽穗开花期期蒸腾消耗量最大，占总蒸腾量的36.0%。模比系数主要表征水稻在不同生长期的需水量分配程度，在孕穗期模比系数的最大，水稻在整个生育过程中的蒸发强度的均值为5.9 mm/d，整个水稻生育过程需水系数在1.0～2.389之间，需水系数的均值为1.9。

2.1.2 淹灌方式下水稻的需水规律

为对淹灌方式下水稻的需水规律进行分析，探讨了水稻叶面蒸腾和水面蒸发的关系，试验分析结果见表2和图1。

图1 淹灌方式下水稻需水量过程线

从表2中可以看出，水稻的腾发量等于叶面蒸发量和株间的水面蒸发量的和，叶面蒸腾量在生育初期较小，在水稻成熟期逐渐增加，这主要是受水稻叶面变化的影响，初期，叶面较小，叶面蒸腾相对较小，而在后期叶面较大，叶面蒸腾量也随之增加。而株间的水面蒸发在水稻初期较大，在水稻成熟期受到水稻叶面遮荫影响，逐渐较小。水稻需水量过程线受蒸腾影响变化较大，而株间水面蒸发影响作物需水量但对需水量变化趋势影响较小。

2.2 浅湿灌溉方式下水稻的需水量和需水规律

2.2.1 浅湿灌溉条件下水稻的需水量

根据浅湿灌溉试验结果，在浅湿灌溉方式下的水稻作物整个生长期需水量见表3。

表1 插秧水稻淹灌方式下的需水量试验结果

表2 淹灌方式下水稻叶面蒸腾和水面蒸发关系表 mm

从表3中可以看出，采用浅湿灌溉方式下的水稻生长周期内其蒸腾量为612.3 mm，小于淹灌方式下水稻的蒸腾量，其中同样在孕穗和抽穗开花期期蒸腾消耗量最大，占总蒸腾量的33.7%，水稻的蒸发强度相比于淹灌方式也有所减弱，在水稻整个生长过程其蒸发强度的均值为4.78 mm/d。

2.2.2 浅湿灌条件下水稻的需水规律

浅湿灌溉可以有效地减少田间渗漏量，减少水分的无效腾发量，达到节水的目的。图2为浅湿灌溉条件下水稻需水量在水稻不同生长时期的变化过程。

表3 插秧水稻浅湿灌溉条件下的需水量

图2 浅湿灌溉条件下需水量的变化过程

2.3 不同灌溉方式下水稻需水对比分析

根据试验测定的作物需水资料分析可知，采用浅水灌溉，改变了水稻根层全生育期土壤水分条件，从而使需水量发生了很大变化，在其他条件相同的浅湿灌溉和淹水灌溉需水量发生了很大变化，浅湿灌溉和淹水灌溉腾发量见表4。

根据表4可知在孕穗期，浅湿灌溉腾发量为146.8 mm，比淹水灌溉的腾发量201.6 mm减少了27%，分蘖末期，浅湿灌溉腾发量为51.1 mm，比淹水灌溉的腾发量73.7 mm减少了30.7%，抽穗开花期, 浅湿灌溉腾发量为59.9 mm，比淹水灌溉的腾发量71.5 mm减少了16.2%。其他生育期浅湿灌溉腾发量都要比淹水灌溉的腾发量有不同程度的减少，也就是说节水灌溉有效的减少了水稻各生育期的叶面蒸腾和棵间蒸发，孕穗期和分蘖末期尤为明显。从而使水稻在浅湿灌溉条件下的水稻耗水量明显降低。