水稻控制灌溉技术研究和应用情况介绍

水稻控制灌溉技术研究与应用情况介绍2019年7月·庆安主要内容：一.控制灌溉的基本涵义二.控制灌溉研究与应用情况三.取得的效果四.应用前景及推广建议一.水稻控制灌溉技术20世纪80年代中后期，我国科学家与澳大利亚科学家合作开始研究控制灌溉，当时研究的重点是果树和大田作物盆栽试验，90年代开始在大田作物开展实验。2019年，河海大学专家开始在水稻上研究控制灌溉，并取得成功。(一)基本概念水稻控制灌溉是秧苗本田移栽后，薄水返青活苗，在返青后的各个生育阶段，田面不再保留水层，以根层土壤水分作为控制指标，确定灌水时间和灌水定额的一种灌水新技术。一.水稻控制灌溉技术适时调亏，人为胁迫微幅增产，大幅节水与传统的充分灌溉不同：灌水依据：水层深度土壤含水量灌水程度：充分灌溉人为调亏田间水层：建立水层长时间无水层水稻控制灌溉水稻调亏灌溉一.水稻控制灌溉技术基本原理：在非需水敏感期人为施加一定程度的水分胁迫时,作物具有一定的自身调节机能和适应能力，在经受了短期和适度的人为水分胁迫锻炼后，虽然对部分器官的生长和发育产生了一定抑制，但能够引起同化物或干物质在不同器官间的重新分配,降低营养器官的生长冗余,提高作物的经济系数；在需水敏感期满足其灌溉用水，作物又会加快生长，呈现生长的补偿效应，并可通过对其内部生化作用的影响,改善作物的品质,起到节水、优质、高效的作用。二.研究与应用情况(二)研究情况2019年，省水利厅开始与河海大学合作，探讨高寒地区引进这项技术的可行性，开展了大规模的本土化应用研究。历经三年，到2019年，基本得出了适合高寒地区特点的水稻控制灌溉技术模式。试验站控制灌溉试验站点分布图汇报人：吕纯波保护区保护区保护区控灌1-1控灌2-2控灌1-2控灌2-1CK-2控灌2-3CK-1控灌1-3CK-3保护区控制灌溉试验设计二.研究与应用情况控制灌溉灌水模式生育期返青期分蘖期拔节孕穗期抽穗乳熟期黄熟期前期中期后期前期后期开花期田间可蓄雨水不淹心叶不淹心叶不淹心叶不能蓄水≤50mm≤50mm≤50mm≤50mm落干灌水上限占饱和含水量%花达水100%100%100%100%100%100%100%自然落干灌水下限占饱和含水量%花达水80-90%70-80%60-70%70-80%80-90%80-90%70-80%研究结果表明：以蓄雨为主（控灌处理Ⅱ模式），返青中控，分蘖前期药肥结合、封闭灭草，分蘖中期中控，分蘖后期重控，拔孕和抽开期轻控，乳熟期中控，黄熟期落干，割前补水保质的水分调控模式是寒地优质粳稻的合理水分调控模式。3x6x8x3x6x8x灌水模式图抽开控制下限占饱和含水量%蘖前60生育期70蘖后蘖中孕拔908010100050淹灌水层30（mm)204060灌浆黄熟秧田植返时间10/4~14/515/5~22/523/5~11/612/6~26/627/6~6/77/7~26/727/7~10/811/8~28/829/8~18/9）灌水降雨3x6x8x3x6x8x控制灌溉的土壤水分标准类别稻田田面状况稻田土壤含水量占饱和含水量%轻控田面较沉实，脚踩不粘泥80～90中控踩踏无脚印，地硬稍裂纹70～80重控田面遍裂纹，宽度1公分60～703x6x8x3x6x8x控制灌溉的土壤水分标准轻控中控重控重控3x6x8x3x6x8x灌溉分区及分区模式3x6x8x3x6x8x灌溉分区及分区模式Ⅰ区：该区地处松嫩平原，包括松嫩低平原区（Ⅰ-1）和松嫩北部高平原区（Ⅰ-2）两个子区。该区主要包括齐齐哈尔和大庆两市。覆盖21个市、县和22个农场，全区幅员面积9.26万km2，占黑龙江省面积的20.42%。处于松嫩低平原区龙江、甘南、泰来等县渗漏严重，大庆地区、齐齐哈尔市周边盐碱地较多，灌溉用水定额偏高水。2019年水稻实际灌溉面积205千公顷，占全省11%。。Ⅱ区（三江平原区）：位于黑龙江省东北部，本区包括萝北、鹤岗、汤原等22个市、县和52个农场。全区幅员10.88万平方千米，耕地面积351万公顷，占全省30%。2019年水稻实际灌溉面积1043千公顷，占全省55.9%。Ⅲ区（老爷岭山地区）：本区地处北纬43°25＇～45°58＇，东经128°00＇～131°45＇。本区包括牡丹江、海林、鸡东等7个市、县和2个农场,全区幅员面积3.88万km2，占全省面积的8.56%。在耕地中，水田实灌面积43千公顷，占全省水田实灌面积2.3%。3x6x8x3x6x8x灌溉分区及分区模式Ⅳ区：包括松嫩平原南部高平原区（Ⅳ-1）和张广财岭山地区（Ⅳ-1）。两区虽然地貌类型不同，但都是黑龙江省传统老稻区，种植水平最高，稻米品质好，灌溉定额最低，是全省优质水稻的重要产地。全区幅员面积7.7万km2，占全省面积的16.98%。2019年水稻实际灌溉面积570.6千公顷，占全省30.6%。Ⅴ区（大小兴安岭山地区）：位于黑龙江省西北部。本区包括漠河、塔河、伊春等11个市、县，17个农场，全区幅员面积14.21万km2，占全省面积的31.35%。在耕地中，水田面积为2.6千公顷，占全省水田面积0.1%。3x6x8x3x6x8x灌溉分区及分区模式（Ⅰ区）（1)灌溉模式考虑到该区降雨全省最少，春季干旱因素，该区应以控Ⅱ蓄雨模式为主。特别是Ⅰ-1区即松嫩低平原区应采用这一模式。Ⅰ-2区的北安、五大连池、讷河等县市降水稍多，土壤条件较好，也可考虑控Ⅰ灌溉模式。(2)土壤水分控制标准原则上按控制灌溉试验方案的水分控制标准进行灌溉。但Ⅰ-1区即松嫩低平原区，渗漏大，盐碱地多，可适当提高土壤水分下限标准和水层保持时间。渗漏较大的齐齐哈尔西部，灌溉方式上以少灌、勤灌为好，防止水层过大，增加渗漏量。盐碱地耐旱能力差，通过保持一定时间的水层达到洗碱的目的。(3)灌水次数和灌溉定额Ⅰ区平均灌水次数为6～10次，其中泡田期平均1～2次，生育期平均5～8次。泡田期灌水定额平均700～1000m3/hm2,生育期灌水定额平均450～500m3/hm2。灌溉定额平均3500～5000m3/hm2。3x6x8x3x6x8x灌溉分区及分区模式（Ⅰ区）（4）各生育期灌水次数和灌水量返青期灌水次数平均0～1次，灌水量300m3/hm2～350m3/hm2；分蘖期灌水次数平均2～3次，灌水量1000m3/hm2～1500m3/hm2；拔节孕穗期灌水次数平均1～2次，灌水量200m3/hm2～500m3/hm2；抽穗开花期灌水次数平均0～1次，灌水量200m3/hm2～400m3/hm2；乳熟黄熟期灌水次数平均1～2次，灌水量450m3/hm2～750m3/hm2Ⅰ区平均灌水次数为6～10次，其中泡田期平均1～2次，生育期平均5～8次。泡田期灌水定额平均700～1000m3/hm2,生育期灌水定额平均450～500m3/hm2。灌溉定额平均3500～5000m3/hm2。二.研究与应用情况(三)应用推广情况成立了以主管副厅长为组长的全省控制灌溉技术领导小组，负责控灌工作的组织协调。成立了以李贵臣处长为主任的全省控制灌溉技术推广办公室，负责日常业务和现场技术指导。成立了以彭世彰教授为组长的技术推广现场指导小组，负责方案编制和技术指导等工作。2019.12.10.哈尔滨2019.6.8.庆安县北林区肇东市兴凯湖灌区八五八农场852农场建三江浓江农场鸡东县依兰县庆安现场培训会水利部王晓玲、张绍强两位处长检查指导水利部王晓玲、张绍强两位处长检查指导水利部王晓玲、张绍强两位处长检查指导水利部王晓玲、张绍强两位处长到庆安检查指导控制灌溉2019年控制灌溉推进工作会截止2019年，全省累计示范面积164.5万亩，其中2019年3.5万亩，2019年25万亩，2019年60万亩,2019年76万亩。共涉及17个县，24个农场，25000多个农户。总的感觉是效果显著，成绩喜人，推广潜力巨大，是我省灌区节水的重要技术支撑。全省示范情况截止2019年，控制灌溉试验示范累计投入201万元。召开省级培训会议10次，专家到田间地头培训18次，省级培训2350人次，县级培训6340人次。三、取得的效果1、提高了产量和米质2019年控灌产量增加幅度为10.8%；2019年产量增加幅度为7.1%；2019年增产7.3%。说明控制灌溉的水分调控方式比较适合北方寒冷地区。平均单产增加5%-10%。1、提高了产量和米质0200040006000800010000产量/kg/hm2系列1899691359242801980738039715577967925常灌控Ⅰ控Ⅱ常灌控Ⅰ控Ⅱ常灌控Ⅰ控Ⅱ理论产量样方产量实测产量0200040006000800010000系列1845689168994767979848125704772177516常灌控Ⅰ控Ⅱ常灌控Ⅰ控Ⅱ常灌控Ⅰ控Ⅱ理论产量样方产量实测产量2019年各处理产量分析对比图2019年各处理产量分析对比图1、提高了产量和稻米米质处理糙米率%精米率/%整精米率/%垩白率/%粒长/mm长宽比糊化温度/消值胶稠度/mm直链淀粉/%蛋白质/%脂肪/%常灌79.872.763.53.551.7771.518.26.890.9控Ⅰ80.67365.83.24.81.7772.318.27.5控Ⅱ8073.665.55.84.81.7772.518.37.321.1不同试验处理稻米品质分析报告（2019.东北农大）2.节水效果十分显著常规浅灌：平均392m3/亩控制灌溉：平均241m3/亩，节水幅度17.9%～57%，平均36.4%。扣除泡田期用水，生育期控灌节水幅度更大。与常规灌溉相比，控制灌溉生育期平均节水48%，节水效果极其显著。水分生产率：控制灌溉1.3kg/m3，比常灌水稻提高了44%。灌溉水分生产率：控制灌溉2.8kg/m3，比常灌水稻提高了87%。2.节水效果显著00.511.522.5依兰汤原延寿讷河海林856肇东庆安北林龙江gk/m3常灌控Ⅰ控Ⅱ0123456依兰汤原延寿讷河海林856肇东庆安北林龙江gk/m3常灌控Ⅰ控Ⅱ水分利用效率对比图灌溉水利用效率对比图2.节水效果显著黑龙江省5月1日至7月10日是全省干旱最严重的时期，这一时期包括泡田插秧、返青和分蘖三个生育期，是水稻用水量最大的时期，水稻渴水一般出现在5月和6月，这一时期节水对黑龙江省意义重大。返青-分蘖期控制灌溉比常规灌溉次数减少1.9次，减少37%，每公顷灌水量减少921.88m3，减少41%。显示出控制灌溉对水稻春季渴水期减少灌水次数和灌水量起到了显著的效果，相当于抗旱能力分别提高了41%。对抗春旱、保春种意义重大。3.水稻抗逆能力显著提高控灌水稻底部节间壁厚比常灌水稻提高了30%，控灌水稻茎节倒三和倒四节节间充实度比常灌提高21%，病株率平均降低43%,病叶率平均降低42%，抗倒伏和抗病能力大大提高。3.水稻抗逆能力显著提高3.水稻抗逆能力显著提高3.水稻抗逆能力显著提高水稻稻瘟病发病情况统计表Tab.5-10Statisticsofriceblast水分管理模式病株率（%）病叶率（%）病情指数控－Ⅰ平均3.73.83.9控－Ⅱ平均3.742.9常灌平均6.56.86.84.减少了田间渗漏和肥力损失土壤肥分的流失主要是深层渗漏和稻田排水，采取控制灌溉技术，田间渗漏量大为减少，除遇大雨田间需排水外，几乎没有排水，溶于水中的土壤养分流失必然随之减少，也减少了根层土壤中细颗粒的流失，这对保持根层土壤肥力和土壤结构具有明显和作用。东北农业大学刘元英教授水肥耦合试验表明，控制灌溉技术肥料利用率提高10%以上。控制灌溉减少了面源污染控制灌溉减少了温室气体排放5.控制灌溉对水田环境产生积极影响稻田NH4=30CO2N2O=120CO2温室气体农田排水化肥、农药进入河流面源污染面源污染农田排水化肥、农药进入地下水甲烷氧化亚氮6.增收节支效益明显各试验站增收节支效益汇总表(元/hm2)试验地点增产效益节水效益节约农本费增加效益合计依兰1755552102020汤原38751429867延寿59238—630尚志-56714—-553