辽宁省典型灌区水稻灌溉定额试验分析

陈玉波

(辽宁省鞍山水文局，辽宁 鞍山 114000)

辽宁省水稻是我国的主要粮食作物和灌溉作物，全国水稻面积约5亿亩，辽宁省有1000多万亩，灌溉用水量大，约占农业灌溉用水总量的80%左右[1]。目前辽宁省水稻生产用水效率仅为0.7kg/m3，节水潜力很大，因此，开展水稻节水高产土壤水分标准研究，对指导水稻科学灌溉和实现辽宁省农业可持续发展具有重要意义[2]。灌溉定额是单位面积上(一般以亩为单位)在水稻整个生长期灌溉所需要的总水量，灌溉定额的确定和研究是节水灌溉的重要依据，可以有计划地进行给水灌溉，它对于水田的节水灌溉、节能增产具有重要意义[3]。近些年来，对于辽宁省水稻作物灌溉用水研究取得一定成果[3- 14]，但是针对灌区灌溉定额的研究还较少，为提高辽宁典型灌区水稻灌溉用水效率，节约农业耗水率，采用试验测定方式结合辽宁省6个典型灌区试验土样，采用地中蒸渗仪分别对充分供水条件和浅显灌溉条件下的水稻灌溉定额进行试验测定，研究成果对于对指导水稻科学灌溉和实现辽宁省农业可持续发展具有重要意义。

1 试验方案

此项试验是利用地中蒸渗仪进行观测，把土筒中放入实验土样(6大灌区的土样)，土样布设位置如图1所示，地下水埋深控制在3.0、2.5、2.0、1.5、1.0、0.5m高度。由于土样没有沉实或土样与铁筒之间有缝隙，地下水埋深较大时渗漏量偏大，不同地下水埋深所计算出的灌溉定额差距较大。水田灌溉定额实验采用两种方法，一是充分供水条件下的灌溉定额；二是浅湿灌溉条件下的灌溉定额。

图1 实验场实验土筒布置图

1.1 充分供水条件下的灌溉定额测定

充分供水条件下的灌溉定额实验是利用地中蒸渗仪进行观测，把土筒中放入实验土样(6大灌区的土样)，地下水埋深控制在3.0、2.5、2.0、1.5、1.0、0.5m高度。每日进行3次注水，使土壤上层水面保持在5～10cm，每日8点观测其渗漏量。年末，计算出水稻生长期的累计渗漏量。最后根据渗漏量、水稻腾发量、降水量计算出充分供水条件下的灌溉定额。

1.2 浅湿灌溉条件下的灌溉定额测定

此项试验是利用地中蒸渗仪进行观测，分别在0.5～1.0m地下水埋深内的26个试验土桶内进行水稻的种植，水稻灌溉供水时间跨度为3—5天，每天上午的8时对其灌溉水量、作物蒸发、土含、渗漏水量进行测定。由于是计算灌溉定额(灌溉定额是以水稻整个生长期为单位)，每日的土壤含水量的变化值可以忽略不计。所以，浅湿灌溉条件下的灌溉定额是根据供水量、潜水蒸发量、渗漏量计算得出的。

表1 实验土筒的布设及梯度表

2 试验结果讨论

2.1 不同地下水埋深下典型灌区水稻耗水量

水稻整个生长周期的蒸发总量和蒸发皿观测的蒸发用来对叶面蒸腾量进行确定。在天然条件下安装两个E601蒸发器进行蒸发试验的测定，实验土样内同时放入两个E601蒸发，水稻种植在其中一个E601蒸发器内，蒸发情况通过每天8时进行观测，并对观测数据进行记录。在水稻不同生长期内采用遮荫物体对另外一个蒸发皿进行遮荫、挡风处理，这样可以使得其蒸发皿在类似于水面环境下进行蒸发的观测。叶面蒸腾主要通过两个蒸发皿观测值进行相减得到。各灌区在不同埋深条件下的水稻耗水量试验测定结果见表2。

表2 辽宁省典型灌区不同埋深下的水稻耗水量分析结果

(续表)

2.2 不同地下水埋深下典型灌区水稻灌溉定额

本文采用水稻灌溉定额简化计算方程为：

W=Q+E-P

(1)

式中，W—水稻灌溉定额，mm；Q—渗漏量，mm；E—水稻腾发量，mm；P—有效降水量，表示为降到水田的但未产生径流量的降水。结合前面各灌区的渗漏量、E601蒸发皿蒸发量、有效降水量以及水稻叶面蒸腾量对不同地下水埋深条件下的水稻灌溉定额进行分析，结果见表3—7所示。

表3 各灌区地下水埋深0.5m灌溉定额

表4 各灌区地下水埋深1.0m灌溉定额

表5 各灌区地下水埋深1.5m灌溉定额

表6 各灌区地下水埋深2.0m灌溉定额

2.3 不同节水灌溉方式下水稻作物产量影响

对两种节水灌溉形式下的灌溉定额、渗漏量、产量进行对比，主要是对比两种节水灌溉方式的耗水量、灌水量、滕发量、产量等。试验结果见表7。

不同节水灌溉方式下对水稻作物产量有较为直接的影响，从不同节水灌溉方式下的水稻产量试验测定结果可看出，相比于淹水灌溉方式，浅湿灌溉

表7 不同节水灌溉方式下的水稻产量

方式下水稻增量平均每亩可以增加32.0kg，增率达到5.1%，具有较为显著的水稻产量增加的促进作用。完整的农田水分系统包括土壤、植物、地表、地下水，各类分系统在地下水浅埋区具有较为密切的关联度，作物生长与土壤水之间即相互关联又相互影响。水稻形态和生理多个方面都会受土壤水的影响而产生不同的反应，水稻整个生长周期都会受到作物生长发育的影响。土壤水分的分布状态也同样受到作物生长过程中消耗水分产生直接的影响。

因此水稻作物的生长发育过程中势必受到浅水埋深的影响，从而对其作物产量产生影响。

2.4 不同地下水埋深时不同土质的水稻产量

结合各典型灌区各类土质进行不同地下水埋深时的水稻作物产量进行试验分析，分析结果见表8。

从不同地下水埋深条件下不同类型土质水稻作物产量测定结果可看出，在同一地下水埋深条件下土质对于水稻作物产量影响各不相同，地下水埋深和作物产量为负影响，产量越高其地下水埋深越浅，产量越低其地下水埋深越大。从砂土不同埋深条件下水稻作物产量可看出，0.5m埋深条件下砂土的产量比1.0m埋深条件下每亩要高52.96kg。相同埋深土壤质地对水稻作物产量影响也不同，在同一埋深下，砂土的水稻作物产量比亚粘土作物产量每亩要高144.59kg，表明在相同地下水埋深条件下土质也对水稻作物产量有所影响。

表8 不同地下水埋深水稻产量的比较(不同土)

3 结论

(1)在相同土质条件下，水稻作物产量随着地下水埋深递增，呈现先递增后逐步减少再趋于稳定产量变化，通过对辽宁省各大型灌区不同地下水埋深下的水稻作物产量试验分析，作物产量最高值对应的最优地下水埋深在0.37～0.52m之间。

(2)在相同地下水埋深条件下，不同土质对于灌区作物产量影响也较为明显，砂土土质下其水稻作物产量最高，亚粘土土质下作物产量相对较低。

(3)进行水稻秧苗移栽后，建议薄水层厚度保持5～25mm进行返青和活苗，水稻作物各生育期在返青以后不应在田面建立灌水层。灌水时间和灌水定额控制标准建议以根层土壤含水量为准，饱和土含为其土含控制上限，不同生长期60%～80%的饱和土含作为其水稻土含下限进行控制。