虞姬和花木兰哪个好:水稻间歇灌溉试验研究

　　笔者于1996~1998年完成的世界银行贷款科研课题“湖北省水稻节水高产灌溉试验研究”，通过对稻田不同水分管理模式的分析，提出了提高降雨利用率，减少稻田渗漏量及适当地减少腾发量的间歇灌溉水分管理模式。

　　1 水稻灌溉水分管理模式国内外研究现状

　　　近十年来，我国各地根据试验研究和实践，已总结出多种符合水稻节水、高产的稻田水分管理模式，可归纳为：

　　　　（1）“薄、浅、湿、晒”模式；

　　　　（2）“间歇淹水”模式；

　　　　（3）“半旱栽培”模式；

　　　　（4）“蓄雨型”模式。

　　国内外研究表明：稻田水分处于“薄水层——湿润——短暂落干”的循环状态，对水稻的生长发育最为有利，对节水也比较有利。但是，如果将稻田的适宜水分限制在一个较小的范围内，则导致每次灌水量过小，灌水次数过多，不利于灌溉用水及灌溉工程的运行管理，甚至会产生灌水不均匀，灌溉水利用系数降低等后果。尽管灌溉定额减小了，但对水源工程而言，节水效果并不显著。

　　另一方面，稻田耗水主要表现在三个方面，即水稻植株蒸腾、棵间水（陆）面蒸发及稻田渗漏。Tripathi(1986)及Tabbal(1992)等人研究表明：在农业措施一定的条件下，水稻的生理节水量是有限的。

　　2 水稻节水灌溉水分管理模式设计

　　为了对比分析各种节水灌溉制度的节水效果及对水稻产量的影响，结合我省实际，共设计了三种水分管理模式，即浅灌适蓄、湿润灌溉、间歇灌溉。三种灌溉制度水分管理模式的主要区别在于控制水层深不同。

　　3 试验成果及节水机理研究

　　　3.1试验成果

　　本课题组在漳河三干渠团林灌溉试验站采用规范的观测制度，先进的观测仪器，准确的计量方法进行了为期三年的现场试验。三种水稻田间水分管理模式灌溉制度试验成果见表3.1。从表3.1可得如下基本结论。

　　（1）稻田渗漏量是浅灌>湿润灌>间歇灌；降雨利用率是间歇灌>湿润灌>浅灌；灌溉水量及灌水次数是浅灌>湿润灌>间歇灌；田间排水量是浅灌>湿润灌>间歇灌。

　　（2）对较湿润的季节及年份，降雨利用率较高，间歇灌溉节水效果显著；对偏干旱得季节及年份，三种稻田水分管理模式降雨利用率相近，且均利用较充分。

　　（3）不同的灌溉水分管理模式对水稻产量无明显不利影响，事实上，间歇灌溉处理由于适度干旱对水稻分蘖及籽粒成熟有好处，个别小区较其他两种灌溉模式的产量更高。

　　3.2间歇灌溉节水机理分析

　　3.2.1间歇灌溉大幅度地提高了降雨利用率

　　从稻田水量平衡方程可知，灌溉水量的多少与降雨量的有效利用直接相关。从表2.1可知：间歇灌溉处理各阶段最高允许蓄水深并不比浅、湿灌溉处理高，甚至略有降低，但适宜水层下限与其差值明显加大，这意味着间歇灌溉处理有较大的蓄雨空间。间歇灌溉处理允许稻田水分短期处于非饱和状态，与其他两种处理相比，实际上是允许稻田多干旱2天左右，如果此时恰逢天将下雨，则间歇灌少灌水一次。降雨利用率的提高，不仅直接影响灌溉用水量的大小，与节水效益直接相关，而且对许多既有节水要求，又面临洪涝威胁的灌区，在节水灌溉的同时，减小了排涝模数，减轻排水负担。

　　湿润灌溉节水效果也较明显，但从试验成果可知，灌水次数较多。我国福建等地对“少灌多蓄”的灌溉模式也进行过类似试验，其水层控制标准与本文中的湿润灌较接近。但据该成果报道早稻生育期74天，灌水38次；晚稻生育期94天，灌水46次。单纯从田间看，节水效果较好，但灌水次数太多又为不利。节水是一项综合性措施，既包含了工程措施，也包含了非工程措施。从全省大型灌区灌溉水利用系数调查成果可知，由于灌区工程不配套及老损严重，灌溉水量大多损失在输水过程中（30万亩以上大型灌区，渠系水利用系数平均仅0.4左右）。灌水次数过多，输水过程中水量的损失极可能导致灌溉水利用系数反而更低。因此，对水源工程而言，湿润灌溉综合节水效果并不显著。

　　另外，由于湿润灌溉每次灌水量小，灌水次数多，不利于灌区工程运行和维护管理；对多级渠道，单次灌水量过小，则难以使灌溉用水均匀分布到田间。由于渠系频繁充水，需要花费大量的人力维护和运行。

　　因此，尽管湿润灌溉模式田间节水效果也较好，但不便于实施，且对水资源总量节水效果并不显著，恐难大面积推广应用。

间歇灌溉处理由于蓄雨时空的增大，大大地提高了降雨的有效利用率，减小灌溉用水总量；适当增大了次灌溉水量，相对减少了灌水次数，便于工程管理；在节水的同时，也减小了农田排涝模数。因此易于实施及推广应用，尤其是我国南方水稻作物种植区。

　　3.2.2间歇灌溉降低了稻田渗漏量

　　在淹灌条件下，稻田渗漏量占稻田总耗水量的30%~40%，因此，最大限度地减少渗漏量是节水灌溉的重要环节。尽管稻田渗漏有利于改善稻田的生态环境（淋失有毒物质，将空气中的氧气带入水稻根部），但在间歇灌溉条件下，由于稻田经常无水层，有毒物质自然减少，且无需通过渗漏将氧分带入根部，也起到改善稻田生态环境的作用。

　　间歇灌溉条件下，渗漏量减小的机理主要是以下两个方面。

　　（1）稻田平均水层深度降低而使渗漏水头减小，导致渗漏强度下降；

　　（2）无水层时，稻田土壤含水率虽因大于田间持水率而产生重力水下降，但这时的自由排水通量显著低于有水层时的渗漏量。

　　稻田有水层时，渗漏量比较稳定，在土壤条件一定的情况下，只受稻田水层深度的影响；稻田无水层时，稻田渗漏量的变化理论上服从土壤水非饱和渗流规律，田面无水层持续时间越长，渗漏量减少的幅度越大。在漳河灌区3年的灌溉试验中，将稻田无水层时渗漏量的变化作为主要观测内容之一，得到了一些初步的结果.

　　稻田渗漏量的减少，大大降低了稻田耗水量，从而减小灌溉用水量；而在“毒物淋失”和“氧分带入”方面并不会产生明显的负面影响。

　　3.2.3间歇灌溉适当地减少稻田腾发量

　　间歇灌溉制度除水稻生长后期外，稻田表层30cm土层内土壤含水率下限均不可能低于饱和含水率的80%。在这种稻田水分环境条件下，水稻的植株蒸腾速率一般不会降低，这也是稻田短期无水层不导致水稻受旱减产的生理基础。但稻田无水层时，棵间蒸发量将减少25%~35%，由于棵间蒸发量占水稻全生育期总的蒸发蒸腾量的比例一般不超过40%，且间歇灌溉处理田面无水层的天数一般不超过全生育期天数（不含黄熟期自然落干）的30%~40%，因此，间歇灌溉处理稻田的腾发量虽能减少，但通过减少腾发量的节水潜力是有限的。实测资料表明，绝大多数间歇灌溉处理的腾发量仅比浅、湿灌溉处理低5%~10%左右。

　　综上所述，水稻间歇灌溉水分管理模式能有效地减少不必要的渗漏量，大大地提高降雨利用率，适当地减少稻田的腾发量（主要指棵间蒸发），从而达到节约灌溉用水的目的。同时也减小了农田排涝模数，改善了农田生态环境。本课题成果已在漳河三干渠推广应用，节水效果较好。湖北省大型灌区续建配套与节水改造规划中，间歇灌溉水分管理模式也得到推广应用，灌溉定额较“薄、浅、湿、晒”模式小15%左右。

作者单位：湖北省水利水电科学研究所

参考文献：

1、《节水灌溉理论与技术》，李远华编。