北疆膜下滴灌水稻耗水规律的研究

发布时间：2020-04-17 19:00

【摘要】：【目的】水资源严重不足是全世界农业生产面临的重大挑战。水稻是一种需水较多且种植面积很大的作物,且水稻用水占农业生产用水的65%。因此,使水资源紧缺得以缓解的重要举措之一就是水稻节水栽培技术的发展及创新。膜下滴灌的水稻的栽培技术能够大量的节约灌水且提高作物产量。然而,由于膜下滴灌水稻目前还处于试验阶段,关于其耗水规律的研究很少,其耗水规律还不是很明确。本研究通过设置不同的水分梯度处理,研究了不同水分处理下的膜下滴灌水稻各生育期及整个生育期的的耗水规律和不同水分处理对膜下滴灌水稻生长发育的影响。旨在探明膜下滴灌水稻各生育期的耗水规律及全生育期的耗水规律,进而提出适合于新疆膜下滴灌水稻的最优灌溉方案。【方法】本试验于2016和2017年分别在石河子大学的农业试验站进行。供试水稻品种为T-43(Oryza sativa L.C.V.T-43),试验采用的设计是单因素完全随机设计,设了3个水分梯度处理。处理W1:灌溉量的下限为90%的田间持水量(上限为100%田间持水量);处理W2:灌溉量下限为80%的田间持水量(上限为90%田间持水量);处理W3:灌溉量下限为70%田间持水量(上限为80%田间持水量的)。【结果】1)3种灌溉方案的灌溉量分别为1303.5 mm,853.1 mm和659.0 mm。膜下滴灌水稻耗水量最大的时期是在水稻拔节孕穗期,且水稻日均耗水量和耗水模比系数最大的时期也是在水稻拔节孕穗期。2)膜下滴灌水稻的耗水量随着灌水量的增加而增加,不同水分处理间的水稻耗水量有显著性差异,W1处理水稻的耗水量比W2处理耗水量高,但W1、W2处理下的水稻的收获指数接近。3)灌量对膜下滴灌水稻株高的影响很大,膜下滴灌的水稻的叶面积指数,SPAD值受灌溉量影响也很显著。高灌水量更有利于膜下滴灌水稻干物质的累积,3个水分处理中,W1处理的干物质比W2、W3处理分别增加了44.3%和86.85%。4)随着水稻生育期的延后,膜下滴灌水稻的叶片和茎秆的干物质积累的分配比率在逐渐降低,而穗的干物质积累的分配比率却在逐渐升高。当膜下滴灌水稻处于严重的水分胁迫状态时,茎秆的干物质累积量的分配比率在增大,当膜下滴灌水稻的处于充足的水分环境下,穗的干物质累积量的分配比率在增大。5)水分胁迫导致水稻的空瘪率显著升高,且各水分处理下水稻的一次枝梗数、二次枝梗数数量降低,但是对水稻千粒重影响较小。高灌溉量处理下的水稻产量也较高,3个处理的水分利用效率为W2W1W3,W2处理水分利用效率分别比W1(0.68 kg m~(-3))和W3(0.62 kg m~(-3))处理提高了19.12%,30.65%。虽然W2处理的灌水量要比W1处理下灌水量低很多,但是W2处理下的水稻的灌水生产效率高于W1(0.81 kg m~(-3))),W2比W1和W3分别提高了24.6%和30.7%。6)北疆滴灌水稻生长的优化灌溉方案为:苗期为82.7 mm,分蘖期为198.5 mm,拔节期为213.3mm,抽穗杨花期为155.6 mm,灌浆期为265.2 mm和成熟期为111.1 mm,水稻整个生育期优化的灌水量为1026.4 mm。【结论】(1)3种灌溉模式下,膜下滴灌水稻全生育期的耗水量分别为1350.1mm、853.5mm、651.0 mm,水稻耗水最大的时期是在拔节孕穗期。水稻的耗水量随灌水量的增大而增大,高灌溉量处理下的水稻的产量也最大。3个水分处理中,90%与80%灌水下限处理的收获指数接近,且灌溉水分生产效率和水分利用效率都以80%灌水下限处理的最大。(2)适合北疆膜下滴灌水稻生长的最佳灌溉方案为:苗期82.7 mm,分蘖期198.5 mm,拔节期213.3 mm,抽穗杨花期155.6 mm,灌浆期265.2 mm和成熟期111.1 mm,全生育期优化灌水量为1026.4mm。
【图文】：

渗漏液,收集装置

其余的操作和 2016 年完全相同。裸地对照的灌溉次数以与各对应的灌溉设计相同，通过监控地面蒸发量进而计算水稻蒸腾量，面积 3×1.5=4.5 m2，试验占地总面积 4.5×18=81 m2。由于各生育期的灌于土壤含水量、水稻蒸腾强度和土壤蒸发量有差别，因此各处理灌溉次起始时间均有差异。本试验的要点就是将土壤维持在特定的含水量区灌溉量并非是“等差”的。表蒸发量监测：指种植作物的处理与对应的裸地对照的耗水量的差值分深层渗漏的测定：滴灌灌溉量小，，每次灌溉量土壤均不达到饱和，水漏有限。从研究的角度出发，本试验设置了水分渗漏监测设计。为了收，于播种前在 60 cm 土层下埋设渗漏液收集装置（假定灌溉水进入 60度水稻根系即不能吸收利用，且由于灌溉密度较大，深层水不能返回浅。该装置上部有均匀分布的直径为纵横间距均为 5 mm 的直径 2 mm 的渗漏液漏入收集装置，下部成楔状利于水分集中在底部方便收集渗漏止铁皮箱上表面的小孔被较大的土块堵塞，用 120 目尼龙网袋铺在铁皮并且铺设 3 层。渗漏收集装置的形状和大小如下图所示：

膜下滴灌,水稻,蒸发量,相关性分析

-1 不同水分处理下的膜下滴灌水稻的蒸腾、蒸发量与产量的相关性分orrelation analysis of transpiration, evaporation and yield of drip irrigationdifferent irrigation dosage水量的增加，各水分处理下的膜下滴灌水稻的渗漏量都在显稻渗漏量的增加幅度明显的高于灌水量的增加幅度（W1 处是 W2 处理的 1.5 倍，是 W3 处理的 2.0 倍，但 W1 处理下水2 的 1.6 倍，是 W3 的 3.6 倍），显示水分过多的投入会导致土低水分生产力。总体而言，在滴灌条件下渗漏损失发生的数量海兵等（2014）的研究也表明滴灌水稻的深层渗漏很少，这是溉特性决定的,也是滴灌技术之所以高效节水的重要原因。滴灌水稻的最优灌溉方案言，水稻作为一种沼生植物，在滴灌条件下，W1 处理获得了理的产量收获了 W1 处理的 78.1%，而 W3 处理的产量只收.5%。但是，从水分生产率比较，W2 是 3 个处理中最高的。而3 个灌水处理对水稻各生育期的水分的满足程度是不相同的2 和表 4 可知，虽然苗期 3 个水分处理下水稻的耗水量：W1
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511;S275.6

【参考文献】