水稻三种灌排模式的节水增产和改善土壤肥力效果比较分析

水稻生态灌排模式对改善农田生态环境和保障水稻生产可持续发展具有重要的作用。在南京淳东灌区采用田间小区试验对水稻"控灌中蓄"灌排新模式进行试验研究,观测淹灌、浅湿灌和控灌中蓄三种不同的灌水模式结合晒田程度(轻晒和重晒)条件下降雨的利用率、土壤含水量和水稻产量、土壤速效N和速效P等指标。初步的试验结果表明,控灌中蓄灌溉模式较淹灌处理节水幅度平均达47.2%,控灌中蓄处理的降雨利用率和水分生产效率为最大,分别达到47.8%和1.30kg·m-3,同时控灌中蓄灌溉模式下土壤氧化还原电位和速效性养分较为适宜,水稻实际产量比淹灌增产19.9%~46.6%。水稻控灌中蓄灌排模式在节水、增产和改善农田生态环境中有着显著作用。     

稻田总磷迁移规律与最佳灌排模式研究

以超级稻为试验对象,采用随机试验设计,利用测桶试验,研究浅水勤灌、控制灌溉、浅湿调控、覆秸秆旱作灌排模式下地下排水及不同深度土壤渗漏液的总磷迁移规律。结果表明,与浅水勤灌和浅湿调控相比,控制灌溉和覆秸秆旱作显著降低了灌水量、灌水次数、地下排水量、总磷浓度和总磷流失负荷,有明显的节水省工减排效果。不同灌排模式地下排水总磷质量浓度波动下降,最大为0. 450 mg/L;不同灌排模式、不同深度土壤渗漏液中,总磷浓度表现不同,除分蘖后期外均为表层最高,且随土壤剖面深度的增加而降低。浅湿调控和覆秸秆旱作的土壤渗漏液总磷浓度高于浅水勤灌和控制灌溉。控制灌溉、覆秸秆旱作两年灌溉水分生产率均显著高于浅湿调控、浅水勤灌。与浅水勤灌相比,控制灌溉显著增产10. 45%,覆秸秆旱作显著减产14. 69%。综合灌排水量、灌水次数、磷素流失负荷、产量和灌溉水分生产率,控制灌溉是节水、省工、减排、高产的最佳灌排模式。     

蓄水控灌模式对水稻产量和水分生产效率的影响

蓄水控灌模式主要是基于水稻对旱、涝的双重适应性,通过降低灌溉控制下限,同时抬高稻田的雨后拦蓄深度和延长降雨在稻田的滞蓄时间来提高雨水资源利用效率的一种灌溉模式。以杂交水稻"K优818"为试验材料,采用小区试验进行了3年试验观测,研究了水稻蓄水控灌模式对降雨利用效率、灌排水量、灌排次数、籽粒产量和水分生产效率的影响,并与常规淹水灌溉和控制灌溉试验进行了分析比较。结果表明,蓄水控灌模式可减少灌排次数和灌排水量,雨水利用效率和水分生产效率明显提高,而产量并未降低。但蓄水深度过大,水稻有小幅减产。上述结果表明水稻蓄水控灌是一种节水、高效、省工的灌溉模式,适于南方多雨地区使用。     

蓄水控灌模式下水稻耗水量及灌排定额初探

提出了水稻"蓄水控灌"的概念。以杂交水稻"K优818"为试验材料,采用小区试验,研究了蓄水控灌模式下水稻耗水量、灌排定额、产量和水分生产效率的变化规律。结果表明,蓄水控灌模式下耗水量较淹水灌溉减少5%~14%;灌溉和排水分别减少21%~37%和25%~54%。籽粒产量略有增或降低,而灌溉水生产效率大幅度提高。表明水稻蓄水控灌是一种节水、高效、环保的灌溉模式,适于多雨地区应用。     

不同节水灌溉模式对水稻生理生长和产量形成的影响

为研究水稻生理生长和产量形成对不同节水灌溉模式的响应规律,设计4种不同节水灌溉模式(浅水勤灌、湿润灌溉、控制灌溉和蓄水控灌),观测不同节水灌溉模式下水稻株高、叶绿素含量的动态变化,分析水稻总产量及其组成(每穴有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量和每穴产量)。结果表明:不同节水灌溉模式下水稻株高变化规律的差异并不明显,水稻收获时的株高以蓄水控灌最高(103.4 cm),控制灌溉处理次之;线性模型和指数模型均能较好地模拟不同节水灌溉模式下水稻株高随移栽后时间的动态变化,相关系数分别为0.978 1～0.982 4和0.975 6～0.982 7;水稻叶绿素含量于移栽后76 d达到峰值,移栽76 d后进入衰退期,叶绿素含量逐渐下降,蓄水控灌处理水稻生长中后期叶绿素含量总体高于其他模式;不同节水灌溉模式对水稻每穴有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量和每穴产量均存在影响,蓄水控灌模式下水稻产量最高,达到10 172 kg/hm~2,而浅水勤灌处理水稻产量处于最低水平(8 735 kg/hm~2)。     

不同灌排模式稻田排水中氮磷流失规律

为了研究不同灌排模式稻田排水中氯磷流失规律,以集成合理的节水灌溉与控制排水技术,在江苏高邮开展田间试验.试验区排水斗沟出口处设水位调控闸门,在水稻不同生育阶段对排水沟水位及田间水分进行控制,形成新型的控制灌排模式.与常规灌排模式进行对比,两年田间试验成果表明,控制灌排模式较常规灌排模式节水16.7%,增产7.1%,排水总量减少54%,水稻全生育期稻田排水中NH4+;-N、NO3-N与TP流失总量分别减少38.07%、82.29%和52.15%,节水减排和降污效果显著.采用控制灌排模式,通过实施灌水调控和排水管理.控制了氮磷流失关键时期的排水量.高效利用了水分和养分,取得了节水高产、减排控污的效果.     

不同水文年型下水稻节水灌溉技术方案模拟与评价

为探究适宜的水稻节水灌溉模式,于2016—2017年在蒸渗测坑内进行水稻栽培试验。基于2年试验数据对SWAP-WOFOST模型进行参数的率定与验证,基于1956—2015年60年的降雨资料完成丰、平、枯3种年型的分组,同时改进了SWAP的灌溉排水模块以适应本地化的灌排需求,并由率定后的模型模拟了丰、平、枯3种年型下4种节水灌溉模式的稻田水分运移及水稻生长过程,通过对比不同水文年型下田间水分管理及水稻产量的差异,分析了4种节水灌溉模式的节水、减排与高产效果。结果表明：经率定的SWAP-WOFOST模型可以较好地模拟干湿交替条件下稻田水分运移和水稻生长过程;节水灌溉技术可以减少灌排水量与灌排次数,减少水稻的生理需水和田间渗漏,并能够维持水稻高产,提高水分利用效率;60年模拟期内,控制灌排的灌溉水分生产率在丰、平、枯3种年型下分别为5.52、4.65、3.83kg/m3,各年型下均为最高,控制灌溉的作物水分生产率在丰、平、枯3种年型下分别为2.45、2.31、2.06kg/m3,各年型下均为最高。应用熵权TOPSIS模型对水稻节水灌溉技术方案进行评价优选,结果表明,在保证产量的前提下控制灌排模式具有稳健的节水省工效果。     

内蒙古扎赉特旗水稻节水灌溉试验研究

为了探索内蒙古东北寒地水稻节水控制灌溉技术适宜性,开展了田间试验,研究当地水稻常规淹灌、"浅晒浅湿"和"浅晒湿干"3种灌溉方式对水稻生理指标以及产量构成因子的影响。试验结果表明:"浅晒浅湿"和"浅晒湿干"2种节水控制灌溉技术均可促进水稻分蘖,增加水稻茎秆单壁厚度;2种节水控制灌溉技术水稻的穗数、产量均比常规灌溉高,单位面积穗数分别提高了16.9穗和23.3穗;产量比对照分别高出3.7%和5.9%。2种节水控制灌溉技术具有一定的节水增产效益,为推广寒地水稻节水控制灌溉技术提供了一定的理论支撑。     

水稻节水控制灌溉经济效益投影寻踪评价模型

基于投影寻踪分类模型,以建三江大兴实验指标用水量、产量、水分生产率、生产成本、其他费用、耗电量、施肥量、农药用量及倒伏率为评价指标,对控制灌溉进行经济效益评价。结果表明,控灌Ⅰ投影值最佳,通过投影值得经济效益最优的处理为控制灌溉Ⅰ,控制灌溉Ⅱ与控制灌溉Ⅲ次之,然后是示范区及辐射区,最后是常规灌溉。同时控灌Ⅰ处理产量最高,达到10 400.55 kg/hm~2;控灌Ⅰ与常规灌溉相比,每公顷可节水899.85 m3,最高水分生产效率达2.397 kg/m3。研究成果为节水增产,为实际生产提供指导。     

稻田水肥资源高效利用与调控模拟

水和肥是影响作物产量与生态环境的重要因素。为揭示稻田水肥利用规律,以达到稻田节水、省肥、高产、减排的目标,该文以湖北省漳河团林实验站稻田水肥耦合灌溉与控制排水试验观测数据为基础,联合运用作物生长模型ORYZA 2000和田间水文模型DRAINMOD 6.0,模拟分析不同降水、节灌、施肥、控排条件下的水稻产量与稻田排水量响应关系,得出了稻田水肥调控的临界条件,即采用稻田间歇灌溉方式,灌水定额30 mm,施氮量170 kg/hm2左右,控制排水水位20 cm时,节水12.5%～18.87%、省肥35.1%、增产11%、减排19.9%。本研究对加强农田水肥科学管理,提高水氮生产效率,防治农业面源污染,促进灌区可持续发展具有重要意义。     

徐州易涝农田灌排蓄渗降系统治理创新技术体系及治理模式研究

徐州现状灌排模式难以解决农田节水、超设计标准暴雨涝渍灾害和面源污染问题,为实现农田节水、蓄雨、排涝、降渍、防污的系统治理,在“以水定地”确定灌溉发展规模和作物种植布局、易涝渍风险度分区评估、试验确定主要作物土壤水分适宜控制指标的基础上,于2019—2021年开展了不同类型易涝农田灌排蓄渗降系统治理试验,提出了徐州易涝农田灌排蓄渗降系统治理创新技术体系,形成了5种不同类型易涝农田适宜的治理模式。相比常规灌排模式,灌排蓄渗降系统治理模式能够有效减少灌排水量、灌排水次数、作物涝渍风险和面源污染。灌排蓄渗降系统治理模式具有节约灌溉用水、提高雨水利用率、减排防污、增加浅层地下水量、减少水土流失等优势。     

小区和田块尺度下水稻不同灌溉模式的节水减污效应分析

【目的】研究平原河网区不同尺度下水稻不同灌溉模式的节水和减污效应。【方法】于2017年在浙江平湖灌溉试验站选取水稻常规灌溉、节水灌溉、蓄雨节水灌溉3种模式在试验小区和田块2种尺度下开展对比试验,记录田间水量平衡过程并检测排水和渗漏水样中的TN、TP、NH_4^+-N、NO_3^--N的质量浓度变化。【结果】无论试验小区还是田块尺度,蓄雨节水灌溉的节水效果最好,较常规灌溉和节水灌溉减少了43.4%～87.7%的灌溉量,同时减污效果也最明显,TN排水负荷减少了22%～90%。不同尺度对比中,试验小区的田间管理水平更高,产量略高于田块尺度;小区田间水分控制更精确,灌排次数和水量较田块更多,蒸发蒸腾量和渗漏量则略少于田块。在减污效果上,单位面积下同种灌溉模式的田块的排水污染物负荷比试验小区低37%～57%,渗漏负荷比试验小区高4%～61%,由于排水污染物负荷要远大于渗漏污染物负荷,在总的污染物负荷上田块要小于小区。【结论】本试验中蓄雨节水灌溉模式取得了较好的节水减污效果,但是要注意蓄雨时间和高度,长时间的淹水可能会对水稻产量造成不利影响。     

基于熵权TOPSIS模型评价不同施氮水平下水稻灌排模式

为了选取实现高效、节水、控污3个目标的水稻灌排模式,以农田水位为调控指标,在3个施氮水平下设置了不同的灌排模式,研究水稻在不同模式下的产量及其构成因素,利用基于熵权法的TOPSIS模型对这些灌排模式进行评价.结果表明:分蘖期旱涝交替胁迫对水稻的产量、控污指标的抑制作用最明显;乳熟期旱涝交替胁迫的处理对节水指标的负面影响最大.在旱涝交替胁迫下氮肥施用量低时,对水稻发育有较明显的抑制作用;高氮肥施用量处理的水稻产量并没有显著增长,高氮肥处理氮素的淋溶量比低氮肥处理高.利用TOPSIS模型得到施氮量300 kg/hm²下的控制灌排模式的相对贴合度为0.694 5.分蘖期旱涝交替不仅对于水稻的生长发育的不利影响最大,其控污效果也最差.通过模型计算,最优的灌排方案是施氮水平为300 kg/hm²的控制灌排模式.     

灌排模式对稻田作物水足迹的影响

设置浅水勤灌(FSI)、浅湿灌溉(WSI)、控制灌溉(CI)和蓄水控灌(RC-CI)4种灌排模式,于2017-2018年进行了桶栽观测试验,利用作物水足迹计算方法量化蓝、绿、灰水足迹,分析灌排模式对水稻水足迹及其组成的影响.结果表明:在不同灌排模式下,水稻作物水足迹、组成及其效率均存在差异.所有处理水足迹的范围为846...     

江西省水稻蓄雨间歇灌溉模式初探

【目的】探索水稻蓄雨间歇灌溉模式节水减排效益。【方法】以鄱阳湖区双季早晚稻为试验材料,采用大田和测坑试验,研究了水稻蓄雨间歇灌溉模式对灌溉定额、排水定额、降雨有效利用率、产量、稻田水分生产率,以及氮、磷排放量的影响,并与间歇灌溉和常规淹水灌溉试验进行了分析比较。【结果】与淹水灌溉、间歇灌溉相比,蓄雨间歇灌溉灌排水量、灌排次数明显减少。双季早晚稻年平均灌水量分别减少975m^3/hm^2和1251m^3/hm^2,年平均灌水次数分别减少8次和7.5次;年平均排水量分别减少729 m^3/hm^2和893 m^3/hm^2,年平均排水次数分别减少5.8次和3.1次;蓄雨间歇灌溉降雨有效利用率明显提高。早稻降雨利用率分别提高12.40%和9.14%,晚稻分别提高6.84%和6.42%;蓄雨间歇灌溉模式下,双季早晚稻总氮排放量年平均减排7.64 kg/hm^2和3.12 kg/hm^2,减排幅度34.93%和14.26%;双季早晚稻总磷排放量0.180kg/hm^2和0.095kg/hm^2,减排幅度37.25%和70.59%。【结论】蓄雨间歇灌溉模式具有明显的节水、减排和提高降雨有效利用率的效果,在我国南方多雨地区具有较强的推广应用空间。     

南方平原区水肥调控下水稻节水减排效应研究

【目的】揭示南方平原区水肥调控下的水稻节水减排效应。【方法】基于田间试验,设置传统淹灌(W0)和间歇灌溉(W1)2种灌溉模式,不施氮(N0)、减量施氮(N1,135 kg/hm²)及常规施氮(N2,180 kg/hm²)3种施氮水平,分析不同水肥调控方案下的水稻节水、增产、控污和减排效应。【结果】灌溉模式影响水稻灌水量、渗漏量和排水量,W1模式相比W0模式下的水稻灌水量减少18.12%～28.37%,渗漏量减少13.68%～22.85%,平均节水28.77%。在N1、N2施氮水平下,W1处理相比W0处理的水稻平均增产分别达到16.57%与29.94%。与W0模式相比,W1模式下的TN排放负荷量平均减少25.67%。同一灌溉模式下,TN排放负荷量随着施氮量的增加而增加。施氮水平对氨挥发总量有显著影响,而灌溉模式和水肥交互作用对氨挥发总量的影响不显著。【结论】最优的水肥交互模式为W1N1处理,相对于当地传统模式可使水稻增产9.82%,节水27.54%,控污25.67%,减排11.90%。     

鄂北地区不同灌溉模式水稻需水及生长特性研究

针对湖北省鄂北地区干旱现状,采用长渠灌溉试验站2009—2013年的水稻灌溉试验资料,研究了不同节水灌溉模式下水稻需水变化规律和生长特性。结果表明,灌溉模式对水稻蒸发蒸腾量、耗水量、灌水量、产量及水分生产率等指标有显著影响。与浅灌模式和中蓄模式相比,湿润模式水稻耗水量和灌水量明显降低,同时提高了水稻产量和水分生产率。因此,从节水和增产角度,湿润模式是较为适宜的节水灌溉模式。     

雨养条件下控失肥对夏玉米产量的影响

环渤海低平原区水资源匮乏,土壤瘠薄盐碱,制约着粮食的高产,亟需构建"中低产区增产、节水"的技术措施。在夏玉米生长季,选择不同类型控失肥并设置不同控失肥施肥比例,研究在雨养条件下控失肥对夏玉米产量及产量构成的影响,以期为环渤海低平原区粮食的节水、增产提供新思路。研究结果表明:1在保证N和P2O5施肥量同当地施肥量基本一致、相同雨养条件下,施用控失肥夏玉米产量提高了11%~17%;且不同类型控失肥对夏玉米产量没有显著影响;控失肥一次性作底肥为施入,夏玉米增产10%~11%,但可以减少了追肥的劳动力。2环渤海低平原区夏玉米为补充灌溉,在干旱和正常年份,夏玉米即使不进行灌溉,仅施用控失肥替代常规肥料,也能获得高产。3控失肥可以显著提高肥料农学效率。与当地常规施肥处理相比,夏玉米控失肥处理N和P的肥料农学效率分别提高了308%和432%。     

节灌条件缓释肥对水稻株高、分蘖、叶绿素及产量的影响

为研究水稻节水灌溉条件施用缓释肥的适宜性,于2014年水稻种植期开展了不同水肥处理水稻种植的桶栽试验。结果表明,缓释肥对植株叶绿素SPAD值、分蘖数的最终促进作用均明显强于常规肥,对株高的促进也并不比常规肥弱。淹灌缓释肥处理产量最高达15542kg/hm~2,间歇灌溉常规肥次之为11408kg/hm~2,间歇灌溉缓释肥最低仅为6074kg/hm~2。施用缓释肥水稻总干物质积累量平均高出常规肥处理164.7%。水稻传统间歇灌溉模式可能并不适用于缓释肥。     

稻田农业节水栽培配套技术的研究

在湖南攸县、双峰进行的田间试验结果表明 ,稻草覆盖免耕结合浅湿灌溉的稻田农业节水栽培配套技术与传统的栽培方法比较 ,能提早和促进水稻分蘖 ,提高水稻根系活力、功能叶叶绿素含量和干物质的积累 ,降低水稻纹枯病的发生 ,晚稻产量达 8790 kg/ hm2 ,增产率达 10 .2 %;同时 ,能提高灌溉水的生产效率 ,节约灌溉用水量 ,晚稻田灌水次数减少 40 %,每公顷节约灌水量 112 3.5 m3、节省水稻生产成本 5 10元、纯收入增加 1437元。