水稻节水增温系统设计与应用

水稻节水增温系统设计与应用

龚如团宁岩

黑龙江省建三江管理局前进农场156331

摘要：本试验针对前进农场井灌水稻灌溉水温偏低，致使田间温度和土壤温度过低，影响水稻的正常发育，造成水稻产量不高的现状，通过田间试验，重点研究了晒水池增温技术和节水灌溉条件下，井灌水稻的产量效应及节水效益。试验得出成果如下：

1、通过对晒水池的精密设计，在平均气温25℃条件下，经过6-7h的晒水后，水温可增加到20℃。由此可有效的满足水稻生长对灌溉水温的要求。

2、采用节水灌溉模式对水稻进行对比试验，结果表明：控制灌溉比常规灌溉增产4%～5%，节水14.6%，控制灌溉水生产效率是常规灌溉的1.25倍。

1.1水稻生长与灌溉水温的关系

水稻是喜温、短日照植物，起源于南方。寒地水稻品种是早熟、极早熟粳稻类型。从水稻三性：即基本营养生长性、感温性、感光性来看，寒地水稻对光照不太敏感，而对温度敏感。所以，水稻生长与灌溉水温密切相关，尤其在稻株生长的前期和中期。根据试验研究，综合分析得出水稻在各生育期内对温度的要求，从返青期开始，灌溉水温最低在18℃以上，而该地区井灌区地下水温度在4～5℃，不能满足水稻各生育期对灌溉水温的要求。所以，必须采取增温措施，提升水温，以达到作物对灌溉水温的要求。

2现有的节水增温设施

2.1晒水池的设计

晒水池设计首先要考虑存蓄足够的水来灌溉，其次满足水稻灌溉水温的最低要求。前进农场在井水增温措施上采取晒水池增温和延长灌溉渠道增温的方法，新建莲花型喷泉式晒水池，由瀑布增温、渠道增温及叠水增温三部分构成。抽取地下水，经由喷泉，在空气中增温，水珠碰撞增温。经由莲花渠道，延长流水距离，延长增温时间，在半径35米有限的空间内延长渠道800米，六层莲花瓣，每层高温表层水通过溢流孔流向外层，并再次通过喷泉增温，形成美丽的莲花瓣，在增温的同时也同时注重美感。经过六层的往复式迂回增温，可使地下水增温至20.4-22.6度。经过整个过程，抽取的井水可以直接灌溉入田。

2.2晒水池增温

晒水池是目前主要的工程增温措施。根据实地观测资料可知，面积为4900m2的晒水池，井口出水温度4.5-5℃，平均气温25℃，经过6-7h的晒水，晒水池出水口处平均水温达20℃，增温16℃。晒水池内水温与其流程、流速及气温有关。所以，池内往往设有隔水墙来增加流程、减缓流速、增加晒水时间。国内外研究表明，流程越长，水温越高；气温越高，水温越高；流速越大，水温越低。通过晒水池增温可有效的满足水稻生长对灌溉水温的要求。

3节水增温技术和节水效益

3.1节水增温灌溉模式：控制灌溉

井水灌溉存在着水温低的问题，水质不如江水河水。因此，如何提高水温也是井灌水稻灌溉技术的核心内容。井水灌溉由于水温偏低，同时也影响到行间气温及土壤温度，影响水稻的正常发育，因此，常发生低温冷害。为了获得更高的产量，节约有限的水资源，采用浅湿相结合的灌溉技术是非常有必要的。水稻控制灌溉技术要点：（1）泡田期。泡田前整平耙细能减少泡田用水，一般可每亩减少30-50m3。用水量一般在80-100m3。结合水耙地封闭灭草。土壤含水下线为饱和含水量的85%。（2）返青期。花达水返青，插秧后7-10天灌第一次水20mm。结合灌水施肥。土壤含水量下限为饱和含水量的90%。（3）分蘖期。分蘖初期灌水上限为20-50mm水层，下限为饱和含水量的90%，遇雨是最大蓄水深度不应超过50mm；分蘖中期灌水上限为20mm水层，下限为饱和含水量的90%，遇雨时最大蓄雨深度不应超过50mm；分蘖末期要及时晾田，土壤含水量控制上限为饱和含水量，下限为土壤饱和含水量的80%。（4）拔节孕穗到抽穗开花期。采用灌一茬水露几天田的办法，当土壤含水量降到饱和含水量的90%时再灌水，灌水上限水层不超过20mm，逢雨不灌，蓄雨上限为50mm，过多排出。（5）乳熟期。土壤水分要求是田面干、土壤湿，蓄雨上限为20mm，下限为饱和含水量的80%。（6）黄熟期。田间土壤含水量上限为饱和含水量，下限为饱和含水量的70%。

3.2节水灌溉对水稻产量构成因素的影响

水稻通过发展节水灌溉模式，可以获得较高的产量和效益。控制灌溉技术对水稻的根系生长、株型及群体结构形成，具有良好的促控作用，实现了水稻高产基础上的再增产。根据试验结果可知，控灌区实粒数较常规灌区每穗增加5.7个，提高8.9%，常规灌区结实率较控灌区略低，千粒重两者差异不明显。控灌区产量比常规灌区多376.5kg/hm2，增产4.4%。

3.3节水灌溉的节水效益

采用节水灌溉技术后，节水效果明显。控灌区全生育期灌水8次，灌水量2990m3/hm2，常规灌区灌水次数8次，灌水量3500m3/hm2。控灌区比常规灌区节水量510m3/hm2，节水14.6%。单位体积灌溉水生产的稻谷数量称为灌溉水生产效率。计算公式为Ef=Y/M，其中Ef为灌溉水生产效率（kg/m3）；Y为水稻单位面积产量（kg/hm2）；M为水稻全生育期单位面积的灌水量（m3/hm2）。它是衡量灌区农业生产水平、灌溉管理水平和灌溉技术水平的综合指标，它把节水与增产统一起来。由试验数据计算可得控灌区和常规灌区的灌溉水生产效率分别为3.0kg/m3和2.4kg/m3，控制灌溉比常规灌溉增产4%～5%。节水14.6%，控制灌溉水生产效率是常规灌区的1.25倍。可见，实行节水灌溉，可以有效的调控水稻的需水量，达到既节水又增产的效果。

4结论

通过田间试验，主要研究了晒水池增温效果；节水灌溉对水稻产量构成因素的影响及节水效益。得到如下结论：

1、通过对晒水池的莲花形设计，在面积为4900m2的晒水池，经过6-7h的晒水，可增温16℃。从而能更好的满足水稻生长对水温的要求。

2、控灌区实粒数较常规灌区每穗增加5.7个，提高8.9%，控灌区产量比常规灌区多376.5kg/hm2，增产4.4%。由此可见，采用节水灌溉措施可使水稻增产。

3、控制灌溉比常规灌溉增产4%～5%。节水14.6%，控制灌溉水生产效率是常规灌区的1.25倍。