水稻节水栽培技术的研究与应用

收稿日期：2024-01-22

作者简介：徐仕芬（1992—），女，贵州望谟人，助理农艺师，主要从事水稻节水栽培技术研究。

摘 要：作为水生植物，水稻的生长质量与用水方式密切相关。在水稻种植过程中，需要在保证水稻用水充足的前提下，尽量减少水的使用量，以此兼顾水稻健康生长与节约水资源。不同的水稻栽培技术会对实际用水量造成不同程度的影响，包括对氧化还原电位的影响、对甲烷排放量的影响、对Fe、Mn含量的影响、对稻田土壤pH值的影响等。水稻种植过程中，使用延后插秧节水技术、免耕直播节水技术、覆膜插秧节水技术，可以在保证水稻用水充足、稻田土壤肥沃的同时，最大限度地减少水量，实现优质栽培、高效节水。

关键词：水稻种植；节水技术；栽培技术

中图分类号：S511 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）04–0-03

1 节水栽培技术对稻田土壤的影响

1.1 对氧化还原电位的影响

要想测定稻田的氧化性、还原性水平，要将稻田土壤氧化还原电位作为主要参照指标。水稻栽培用水会对稻田土壤的氧化还原水平产生直接影响，当氧化还原电位＞400 mV时，表示稻田土壤处于氧化状态，当氧化还原电位介于200～400 mV之间时，表示稻田土壤处于弱还原状态，此时水稻能够正常发育；当氧化还原电位介于-100～200 mV区间，说明稻田土壤处于中度还原状态，当氧化还原电位＜-100 mV，表明稻田土壤处于强还原度状态，由此可能会导致水稻发育不良，甚至枯萎或死亡[1]。

在栽培用水深度过大、气温过高的情况下，会减少稻田土壤中的含氧量，稻田塘、沟在气候温度约为

20 ℃的情况下，含氧量约为8.3 mg/L。及时为稻田补充适量的水分，可以在一定程度上增强稻田土壤的通透性、含氧量，为水稻健康发育提供支持。表1为氧化还原电位对水稻发育状态的影响。

1.2 对甲烷排放量的影响

大气中含有CH4的浓度为1.8 mg/kg，年均增长速度为0.7%。稻田会向大气中排放0.2～1.0 t的CH4，约占全年大气CH4总排放量的25%。水稻栽培中运用淹水管理，会将稻田CH4排放量提升至14.62 mg/（m2·h），水稻表现为程度较重的发育不良；水稻栽培中运用灌溉管理，可将稻田CH4排放控制在10.00%，水稻发育不良的状态减轻；在水稻栽培中使用间歇式润灌溉，进一步将稻田CH4排放降低至6.00%，水稻可健康发育。表2为不同水稻栽培管理方式对稻田CH4排放量与水稻发育不良的影响。

1.3 对稻田Fe、Mn含量的影响

在淹水管理下的稻田中，F33+会被还原为Fe2+。正常状态下，土壤中的Fe、Mn的平均含量约为23 mg/kg，

水稻的生长发育状态与Fe、Mn含量成反比。在强还原性条件下，土壤中Fe、Mn的平均含量为45 mg/kg，烂泥田Fe、Mn平均含量为46 mg/kg、锈水田Fe、Mn的平均含量为105 mg/kg。节水湿润栽培技术能够减少稻田土壤中的Fe、Mn含量，降低水稻根系发生毒害、秋后早衰、倒伏等情况的发生风险，为水稻健康发育提供保障。

1.4 对稻田土壤pH值的影响

栽培技术会直接影响稻田土壤含水量，在相应的土壤中，电解质类型、浓度、CO2分压等指标也会发生变化，致使土壤pH值发生波动[2]。稻田土壤pH值与稻田土壤含水量成正比，受到稻田土壤性质的影响，相应的土壤pH值伴随土壤含水量增加的变化幅度存在显著差异。例如，石灰性稻田土壤中的水分含量增加后，相应地增加1个pH值，黄土稻田土壤中水分含量增加后，pH值仅增加0.2个单位。由此可知，稻田土壤在水饱和状态下，相应的pH值处于相对较高的状态，相应的土壤碱性越强，由此对水稻的健康发育造成负面影响。

1.5 对稻田土壤电导的影响

稻田水肥比是影响土壤电导的直接因素，淹水管理下的土壤电导最小、间歇湿润管理下的土壤电导最大。稻田土壤中离子浓度增加，水稻植株中的离子浓度也呈升高趋势。水稻根系的离子浓度与土壤中离子浓度达到0.31±0.02，此时，功能性离子浓度与土壤离子浓度变化呈正比，进一步提升了水稻根系的营养吸收率。

2 节水技术在水稻栽培中的应用

2.1 延后插秧节水技术

2.1.1 技术原理

在借鉴土壤—植物—大气连续系统（SPAC）原理的基础上，以水稻不同生长阶段的特征为依据，分析异养期（3叶前）、自养与异养转化（离乳3～4叶）、自养期（4叶以后）的水稻生长发育状况，把握水稻最佳插秧时间，提高水资源利用率，达到节水增产的效果。

2.1.2 技术构成

水稻插秧结束后，当秧苗处于3～5叶期，其中含有适量的“弹性空间”，在“弹性空间”的影响下，大棚环境下的水稻秧苗仍可正常发育，并且无需大量水分。处于3叶1心期的水稻秧苗，最大浇水频率为2次/d、

0.005 m3/次，可满足这一阶段水稻秧苗的需水量。水稻插秧平均用秧量为100 m2/hm2，需水量1 m3/d，在无降水状态下移栽秧苗至稻田，平均耗水量为90 m3/hm2，

用水比如下：秧田∶稻田=1∶90。在“弹性空间”的作用下，大棚环境下的水稻秧苗生长时间延长、生长空间与生长量增加，最大限度地缩短了水稻泡田插秧时间、水稻返青期时间，以此达到节水效果[3]。

2.1.3 技术应用

（1）播种量与空间、需水量的关系。在水稻品种一致、育苗时间一致、管理方法一致、大棚环境一致的情况下，使用普通苗盘或简塑钵盘苗会对秧苗的生长空间产生影响，导致需水量存在较大差异。普通苗盘与简塑钵苗盘具有相似的面积，其播种量为50 g/盘，按照稻种自重为26 g/103粒为标准，被拨入盘中的稻种数量为1 923粒，稻种占据空间为0.84 cm2/粒。简塑钵苗盘播种量为100 g/盘，被拨入盘中的稻种数量为3 846粒，稻种占据空间为0.42 cm2，平均单位播种量为3粒/孔。

由表3可知，在秧盘尺寸一致的情况下，被拨入盘中的稻种数量、占据单位空间、需水量存在差异。相比之下，普通苗盘占据的单位空间更大、需水量更多，由此认定，在使用不同类型苗盘的情况下，相应的播种量、种子占据空间、需水量存在差异。

（2）苗盘对秧苗生长量的影响以及与需水量的关系。使用普通苗盘播种，水稻秧苗为单株生长模式，3叶期具有较为理想的生长状况，进入3叶1心期后秧苗逐渐表现出生长空间不足的问题，进入4叶期后，水稻秧苗的生长空间极少，由于秧苗处于单株生长模式，会争夺有限的水分，此时需水量会急速增加，相应的秧苗生长速度会增加，导致水稻秧苗被迫移栽。

使用简塑钵苗盘，秧苗为个体间分穴生长模式，生长空间相对固定，并无过多的“弹性空间”。进入4叶1心期后即可蹲苗，进入5叶期后秧苗将空中水分几乎耗尽，秧苗表现为矮壮敦实且无徒长，无须补充大量水分，以此达到节水的效果。

（3）秧苗生长量。为分析秧苗生长量，在研究中，将秧苗划分为A、B、C、D共计4个组别，观察30 d。通过表4可知，受到生长空间的影响，相应的秧苗生长量存在较大差异，第23天时，B组秧苗平均高度为23 cm，平均直径为3.5 mm，平均干重4 g且无分蘖现象，但出现了显著徒长[4]。A组、C组秧苗植株的高度数值近似，A组分蘖、徒长状态比C组更加理想。D组株高相比其他组别显著下降，其余指标相比A、B、C更加理想。由于水稻秧苗生长量不同，对应的需水量变化较大，按照由多至少的顺序对各组别需水量进行排序，即D＞B＞A＞C。

（4）最佳生长空间与生长量。在生产水平一致、管理方式一致的状态下，受到播种量差异的影响，水稻秧苗的生长空间进入3叶后会发生明显变化，由此对水稻秧苗需水量造成影响。在所有组别中，B组正式进入3叶以后，由于生长空间不足，加重了徒长现象，相应的需水量大幅度增加，此时需要及时将其移栽至稻田中[5]。其他组别拥有相对充足的生长空间，暂时仍可继续生活在大棚中。统计发现，A、C、D的最佳生长空间为0.9～1.5 cm2范围，平均需水量为0.7 m3/d，平均生长量为25 cm，平均插秧时间推迟4 d。表5为水稻秧苗3叶后最佳生长空间、生长量、需水量。

2.2 免耕直播节水技术

（1）苗期旱育。水稻秧苗1叶1心期，按照气候变化调整四周沟水量，天气晴朗时，将四周沟放满水，天气阴冷时保持四周沟水量为50%，下雨时将四周沟水排空。在芽谷未出现青扎根之前，需要保证秧板湿润。播种后，气候剧烈干旱，此时，应当及时补充四周沟中水，控制水深≤3.3 cm。逢暴雨天气，需要及时将四周沟中水排空，秧苗1叶1心到3叶1心期进行旱育，同时需要避免畦面颜色变白甚至裂开。

（2）分蘖期至黄熟期薄露灌溉。水稻在分蘖期至黄熟期阶段，需要将稻田水深控制在20 mm，持续淹灌至第5 d，此时需要排放稻田中水。水稻分蘖期至拔节期的除草工作结束后，需要尽量让稻田水自然落干直至露田，必要时，可辅助排水，以稻田表面微裂为宜，要求微裂程度＜1 mm，此时再次向稻田中灌水，直至水稻秧苗拔节至自身的70%时开始晒田。病虫害防治期间，需要保证田间水深≥30 mm，病虫害防治结束后再次排空稻田中水。水稻孕穗期至抽穗期，需要在每次注水自然落干后再次注水，在乳熟期至黄熟期，待每次注水自然落干后稻田表层轻微裂开后再次注水。高温晴朗的天气，需要持续断水6 d，阴冷多雨的天气，需要持续断水13 d。

2.3 覆膜插秧节水技术

2.3.1 湿润栽培技术应用要点

（1）壮秧。通过精选优良品种，以此最大限度地减少壮秧用水量。

（2）施肥开厢。保证底肥、复合肥一次性使用充足，通过整地消除凹凸不平的部位，保证稻田表面平整。开厢、起沟，需要保证厢正沟直，最大限度地保证化肥与田间土充分混合，防止出现肥料烧根的现象。

（3）选膜盖膜。使用宽为170 cm的超薄地膜，将地膜与厢面土壤紧密贴合，保证地膜平整，与土壤间不存在缝隙。盖膜完成后，需要第一时间打孔，将需要移栽的秧苗种在孔中。

（4）增温。在适插期内尽量提前插秧时间，以此获得更加理想的增温效果。

（5）脱肥。全过程需要保证四周沟中有水、厢面无水、地膜与土壤间隙湿润。脱肥阶段使用叶面喷施或灌水施肥，直至将废弃地膜完全清除。

2.3.2 穴播湿种技术应用要点

（1）尽量选择抗旱性能强大的稻种；（2）整地作业时要旱、水结合，不需要作畦、铺地膜；（3）播种时要保持稻田湿润，以此为按时出苗、苗齐提供支持；（4）秧苗进入4叶期、5叶期尽量保持稻田相对干旱；（5）水稻植株进入出苗期、分蘖期、穗分化期、开花灌浆期，需要适当用水；（6）取氮素肥、复合肥、农家肥混合作为底肥，并一次性施加至田间，结合实际情况变化适当追肥。

3 结束语

高质量的水稻种植作业需要兼顾水稻的健康生长、水资源的节约使用，延后插秧、免耕直播、覆膜插秧是理想的水稻栽培节水技术。由于地理条件、气候变化的差异，不同地区的水稻生长具有不同的特点，具体表现为在品种一致、育苗时间一致、管理方法一致、大棚环境一致的情况下，水稻需水量、生长状况存在较大差异，因此，不同的地区需要在充分分析客观因素的基础上，选择最适合的节水栽培技术，以此保证水稻的高质量栽培、水资源的高效节约。

参考文献

[1] 于广洋.浅谈北方水稻节水灌溉栽培技术[J].南方农机， 2023，54（6）：75-77.

[2] 何进宇，刘飞杨，马波，等.不同旱作节水灌溉条件对土壤理化性质及水稻产量的影响[J].干旱地区农业研究，2023， 41（1）：121-127.

[3] 韩正砥，周明耀，杨雅琴，等.生物有机肥配施对节水灌溉稻田养分累积及水稻生长的影响[J].水资源与水工程学报，2022，33（4）：210-216.

[4] 孟轶，翁文安，陈乐，等.节水灌溉对水稻产量和品质影响的荟萃分析[J].中国农业科学，2022，55（11）：2121-2134.

[5] 顾希，刘昆，高捷，等.节水灌溉技术及其对水稻产量影响的研究进展[J].杂交水稻，2022，37（2）：7-13.

[6] 马世浩，杨丞，王贵兵，等.水稻节水灌溉技术模式研究进展[J].节水灌溉，2021（8）：19-24.