CN104855195B

CN104855195B - 一种水稻节水灌溉方法

Info

Publication number: CN104855195B
Application number: CN201510205645.3A
Authority: CN
Inventors: 杨建昌; 许更文; 张建华; 王志琴
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: Yangzhou University
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2015-04-27
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2035-04-27
Also published as: CN104855195A

Abstract

本发明提供了一种水稻节水灌溉方法。该方法是通过监测装置监测种植在不同土壤类型中的水稻各生育期的土壤埋水深度，并以合适的土壤埋水深度作为灌溉指标来确定灌溉水量，使水分供应与水稻生长发育的水分需求相一致。本发明解决了目前水稻节水灌溉方法中土壤水分的衡量指标难以监测瞬时的土壤水分状况、受土壤类型限制、成本高且技术难度大的问题，实现产量与水分利用效率的协同提高。

Description

一种水稻节水灌溉方法

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种水稻节水灌溉方法。

背景技术

二十一世纪的全球农业面临两大挑战：一是为满足人口的增长需要不断增加粮食产量，二是在不断增加粮食产量的同时需要应对水资源日益减少的问题。水稻是世界上最主要的粮食作物之一，约为30亿人口提供了35％～60％的饮食热量。水稻也是用水量最大的作物，在亚洲，水稻灌溉水量约占农业用水的80％(Bouman et al.2001,2007)。随着世界人口的增长、城镇和工业的发展、全球气候的变化以及环境污染的加重，用于作物灌溉的水资源愈来愈匮乏，这严重威胁作物特别是水稻生产的发展(Borrell et al.1997；Belderet al.2005)。

为减轻水资源紧缺对水稻生产的限制，国内外稻作科学工作者创建了多种节水灌溉技术如畦沟灌溉、干湿交替灌溉、间歇湿润灌溉、覆膜旱种、生育中期搁田、无水层种稻、旱育秧、水稻强化栽培等(Singandhupe et al.1987；Ramasamy et al.1997；Ockerby etal.2001；Liu et al.2003；Bouman et al.2005；Tao et al.2006)。其中，干湿交替灌溉是目前生产中应用最广泛的一种节水灌溉方式，在中国和东亚的国家得到大面积推广，取得了明显的节水效果(Tuong et al.2005；Yang et al.2007；Zhang et al.2008)。所谓干湿交替灌溉，是指在水稻生育过程中，在一段时间里保持水层，自然落干至土壤严重干裂前再灌水，再落干，再灌水，如此循环(Cabangon et al.2001；Won et al.2005；Garg etal.2009)。

在干湿交替灌溉中的一个技术难点是控制土壤落干的程度，即土壤干到何种程度就需要灌溉；生产上常常因这个“度”掌握不好而造成水稻严重减产(Borrell et al.1997；Belder et al.2005；Yang et al.2007；Zhang et al.2008)。在以往水稻节水灌溉中，一些学者建议用土壤含水量、田间持水量的百分率等来衡量土壤水分并作为灌溉的指标(朱庭芸等,1990；王熹等，2004)。这些方法至少有两点不足之处：一是这些指标测定速度慢或精度差(如酒精燃土法等)，难以监测瞬时的土壤水分状况；二是土壤含水量指标受土壤类型局限，一种类型的土壤含水量指标不能用于其它类型的土壤，因而很难在生产上推广应用。杨建昌等提出用土壤水势作为灌溉指标，即在田间安装土壤水分负压计监测土壤水势，通过控制低限土壤水势进行节水灌溉(Yang et al.2007；杨建昌等2010)。这一指标的优点是提高了灌溉指标的精确性，可以克服土壤类型的局限性。但缺点是土壤负压计的成本高，使用土壤负压计的技术难度大，农民不易掌握，难以在大面积生产上应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前水稻节水灌溉方法中土壤水分的衡量指标难以监测瞬时的土壤水分状况、受土壤类型限制、成本高且技术难度大的问题。

本发明通过监测装置监测种植在不同土壤类型中的水稻各生育期的土壤埋水深度，并以此作为指标来确定灌溉水量，，实现产量与水分利用效率的协同提高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水稻节水灌溉方法，该方法是通过监测装置监测种植在不同土壤类型中的水稻各生育期的土壤埋水深度，并以土壤埋水深度作为灌溉指标来确定灌溉水量，具体步骤如下：

步骤一：在水稻移栽前，在田间安装土壤埋水深度的监测装置；

步骤二：从移栽到返青，田间保持2-3cm水层；

步骤三：自返青活棵后开始，在土壤落干期每天观察监测装置中水深度一次；

步骤四：根据监测装置的监测结果，即土壤埋水深度确定是否需要灌溉。

本发明所述的灌溉指标是根据土壤类型和水稻生育期来确定的，具体指标如下：

(1)有效分蘖期：田间由浅水层自然落干，当土壤埋水深度砂土地为8cm、壤土地为10cm、粘土地为12cm时，灌水层1-2cm；土壤埋水深度小于上述值时不灌水；

(2)拔节期：田间自然落干或排水落干，当土壤埋水深度砂土地为15cm、壤土地为20cm、粘土地为25cm时，灌水层1-2cm；土壤埋水深度小于上述值时不灌水；

(3)长穗期：田间自然落干，当土壤埋水深度砂土地为10cm、壤土地为12cm、粘土地为15cm时，灌水层1-2cm；土壤埋水深度小于上述值时不灌水；

(4)抽穗开花期：田间自然落干，当土壤埋水深度砂土地为6cm、壤土地为8cm、粘土地为10cm时，灌水层1-2cm；土壤埋水深度小于上述值时不灌水；

(5)灌浆前中期：田间自然落干，当土壤埋水深度砂土地为10cm、壤土地为12cm、粘土地为15cm时，灌水层1-2cm；土壤埋水深度小于上述值时不灌水；

(6)灌浆后期：田间自然落干，当土壤埋水深度砂土地为12cm、壤土地为15cm、粘土地为18cm时，灌水层1-2cm；土壤埋水深度小于上述值时不灌水。

本发明所述的土壤埋水深度可用PVP管监测，具体步骤如下：

步骤一：选择内径为19cm、外径为20cm的PVP管，PVP管长度分别为32cm、37cm和42cm，分别用于砂土、壤土和粘土的土壤；

步骤二：在离PVP管上端顶端的15cm处开始钻孔，两孔间的距离纵向为4cm，横向为3cm，纵向相邻两排的孔交叉排列，孔径为0.5cm；

步骤三：为方便观测土壤埋水深度，用于砂土地32cm长的PVP管，自顶端第一排孔开始，由上往下，分别在6cm、8cm、10cm、12cm和15cm处开孔，并在PVP管内侧的相应位置做标记；用于壤土地37cm长的PVP管，自上端第一排孔开始，由上往下，分别在8cm、10cm、12cm、15和20cm处开孔，并在PVP管内侧的相应位置做标记；用于粘土地42cm长的PVP管，自上端第一排孔开始，由上往下，分别在10cm、12cm、15cm、18cm和25cm处开孔，并在PVP管内侧的相应位置做标记；

步骤四：在水稻移栽前，在田间离田埂1米处挖一个洞，洞径21cm，洞的深度砂土地17cm，壤土地22cm，粘土地27cm；

步骤五：将有钻孔一端的PVP管插入洞中，不钻孔的一端高出地面15cm；

步骤六：自土壤落干开始，每天观测PVP管中水的深度，当PVP管中的水深达到指标值时，在抽穗开花期田间灌水层2-3cm，其余生育期田间灌水层1-2cm。

有益效果：

1、本发明所公开的水稻节水灌溉方法可以通过PVP管实时监测土壤的水分状况；

2、本发明所公开的水稻节水灌溉方法是根据土壤类型和水稻生育期来确定灌溉指标的，解决了现有技术中土壤水分的衡量受土壤类型限制的问题；

3、本发明所公开的水稻节水灌溉方法是通过PVP管来监测土壤的水分状况的，PVP管价格便宜，使用方法简单，实用可靠，农民容易掌握，可以在大面积生产上应用。

具体实施方式

实施例1：测量土壤埋水深度的PVP管的制作

(1)选择内径为19cm、外径为20cm的PVP管，PVP管长度分别为32cm、37cm和42cm，分别用于砂土、壤土和粘土的土壤；

(2)在离PVP管上端顶端的15cm处开始钻孔，两孔间的距离纵向为4cm，横向为3cm，纵向相邻两排的孔交叉排列，孔径为0.5cm；

(3)为方便观测土壤埋水深度，用于砂土地32cm长的PVP管，自顶端第一排孔开始，由上往下，分别在6cm、8cm、10cm、12cm和15cm处开孔，并在PVP管内侧的相应位置做标记；用于壤土地37cm长的PVP管，自上端第一排孔开始，由上往下，分别在8cm、10cm、12cm、15和20cm处开孔，并在PVP管内侧的相应位置做标记；用于粘土地42cm长的PVP管，自上端第一排孔开始，由上往下，分别在10cm、12cm、15cm、18cm和25cm处开孔，并在PVP管内侧的相应位置做标记；

实施例2：水稻高效节水灌溉方法

分别于2013～2014年在扬州和连云港选择砂土、壤土和粘土三种类型土壤，分别从扬州市种子公司(用于扬州试点种植)和连云港种子公司(用于连云港试点种植)购得粳稻品种连粳7号，种植于大田，进行水稻高效节水灌溉方法试验，以当地常规灌溉方法为对照。

高效节水灌溉方法：

在连粳7号移栽前，在田间安装PVP管。从移栽到返青，田间保持2～3cm水层；自返青活棵后开始，在土壤落干期每天10：00～12：00观察PVP管中水深度一次。根据PVP管水深度，即土壤埋水深度(见表1)确定是否需要灌溉。

表1水稻节水灌溉方法的土壤埋水深度指标

(1)自移栽后返青至有效分蘖临界叶龄期即有效分蘖期，田间由浅水层自然落干，当土壤埋水深度砂土地为8cm、壤土地为10cm、粘土地为12cm时，灌水层1～2cm；土壤埋水深度小于上述值时不灌水；

(2)自有效分蘖临界叶龄期至倒4叶抽出即拔节期，田间自然落干或排水落干，当土壤埋水深度砂土地为15cm、壤土地为20cm、粘土地为25cm时，灌水层1～2cm；土壤埋水深度小于上述值时不灌水；

(3)自倒4叶抽出至5％的穗露出剑叶叶鞘即长穗期，田间自然落干，当土壤埋水深度砂土地为10cm、壤土地为12cm、粘土地为15cm时，灌水层1～2cm；土壤埋水深度小于上述值时不灌水；

(4)自5％的穗露出剑叶叶鞘至100％的穗抽出即抽穗开花期，田间自然落干，当土壤埋水深度砂土地为6cm、壤土地为8cm、粘土地为10cm时，灌水层1～2cm；土壤埋水深度小于上述值时不灌水；

(5)自100％的穗抽出至穗全部抽出后的20天即灌浆前中期，田间自然落干，当土壤埋水深度砂土地为10cm、壤土地为12cm、粘土地为15cm时，灌水层1～2cm；土壤埋水深度小于上述值时不灌水；

(6)自穗全部抽出后的21天至收割即灌浆后期，田间自然落干，当土壤埋水深度砂土地为12cm、壤土地为15cm、粘土地为18cm时，灌水层1～2cm；土壤埋水深度小于上述值时不灌水。

常规灌溉：在分蘖末排水搁田，收割前一周断水，其余时期田间保持2-3cm水层。

如表2所示，本发明节水灌溉方法与对常规灌溉方法除水分管理方法不同外，其余栽培措施，如育秧、移栽、施肥时期和施肥量、病虫害防治等完全一致。结果表明，与对照(常规灌溉方法)相比，高效节水灌溉方法的产量增加5.2～10.1％，灌溉水量降低25～42％，水分利用效率提高22～34％。

表2水稻节水灌溉方法的产量和水分利用效率(WUE)

表2中数据为连云港和扬州两地的平均值；

WUE＝产量/(生育期灌溉水量+同期降水量)；

*表示与常规方法相比在P＝0.05水平上差异显著；同栏、同年、同土壤类型内不同灌溉方法间比较。

Claims

1.一种水稻节水灌溉方法，其特征在于，所述灌溉方法是通过监测装置监测种植在不同土壤类型中的水稻各生育期的土壤埋水深度，并以合适的土壤埋水深度作为灌溉指标来确定灌溉水量，具体步骤如下：

步骤二：从移栽到返青，田间保持2-3cm水层；

步骤四：根据监测装置的监测结果，即土壤埋水深度确定是否需要灌溉；

所述灌溉指标是根据土壤类型和水稻生育期来确定的，具体指标如下：

2.根据权利要求1所述的一种水稻节水灌溉方法，其特征在于，所述土壤埋水深度用PVP管监测，具体步骤如下：

步骤六：自土壤落干开始，每天观测PVP管中水的深度，当PVP管中的水深达到指标值时，田间灌水层1-2cm。