不同灌溉方式下水稻作物潜水蒸发量观测试验规律分析

2018-03-29赵运吉

水利技术监督 2018年2期

赵运吉

(岫岩满族自治县水利局，辽宁鞍山 114300)

水稻作物在不同生长时期的作物需水量完全取决于潜水蒸发量，采用不同浇灌方式对水稻作物的潜水蒸发量影响不同，对不同灌水方式下水稻作物的潜水蒸发量规律的分析对于农业节水规划十分重要。为此有学者展开对水稻蒸发潜水蒸发的观测试验分析[1- 6]，但这些试验大都对单一灌水方式下的水稻作物潜水蒸发进行了试验观测分析，分析不同灌水方式下水稻作物潜水蒸发影响研究较少。有学者展开不同灌水方式下水稻作物需水规律的试验分析[7- 9]，但在研究中缺少对水稻潜水蒸发的分析，为此本文结合浅显灌溉和淹没灌溉两种方式，结合田间蒸发观测试验的方式，对不同水稻作物灌水方式下的潜水蒸发进行观测试验，结合潜水蒸发观测试验结果定量分析不同水稻灌水方式下的潜水蒸发量，研究成果有助于辽宁中部地区水稻作物的农业节水规划。

1 试验方案设定

水稻作物为辽宁中部的主要农业经济作物，为此本试验主要对该区域水稻作物进行观测试验，水稻作物潜水蒸发包括其水面蒸发和作物蒸腾量，在蒸发观测试验中设置两个E601蒸发器进行水田天然环境的水面蒸发试验，并同时将两个E601蒸发器放入到两个试验土体中，其中一处土地种植水稻，另外一处加入遮挡物模拟天然环境下的水稻水面蒸发。最后试验计算两处蒸发皿蒸发之间的差值为水稻不同灌水方式下的潜水蒸发量。结合不同蒸发皿的蒸发观测数据定量分析不同水稻作物灌水方式下的潜水蒸发量。

2 不同灌水条件下的水稻作物潜水蒸发试验分析

2.1 淹没方式下水稻作物潜水蒸发试验结果

首先对采用淹没方式下的水稻作物的潜水蒸发进行了观测试验分析，2012～2016年对试验水稻各个生长期的潜水蒸发进行了观测，试验观测结果见表1、2以及图1。

表1 2012～2014年试验水稻在淹灌水方式下的水面蒸发关系单位:mm

表2 2015～2016年试验区水稻在淹灌水方式下的水面蒸发关系单位:mm

图1 采用淹灌方式下水稻作物水面蒸发试验规律分析

从表1、2中可以看出，水稻作物在淹没灌溉方式下水稻作物两株间蒸发在水稻各个生育期均较低，从2012～2014年，两株间在水稻各个生长期的蒸发量在7.4～48.0mm之间，从表中可以看出，水稻作物在淹没灌溉方式下消耗于作物根系蒸腾发量较大，各生长期作物蒸腾消耗在29.8～247.9mm之间。可见，采用淹没灌溉方式进行水稻灌水，作物根系蒸腾量较大。从图1中水稻作物各生长期蒸发量变化过程也可以看出这一规律，株间蒸发较低，而作物根系蒸腾量较大。

2.2 浅灌方式下水稻作物潜水蒸发试验结果

对采用浅水灌溉方式下的水稻作物进行潜水蒸发的观测试验，浅水灌溉方式下的水稻潜水蒸发观测试验主要分析了腾发量和水面蒸发，试验观测结果见表3。

从表3中可以看出采用浅水灌溉方式下水稻作物的腾发量在整个生长期总量达到612.3mm，其中在孕穗和抽穗蒸腾量最大，占据总蒸腾量的33.7%，露天水面蒸发均低于水稻作物的蒸腾量，水稻作物在浅水灌溉方式下的蒸腾强度均值达到4.78mm/d。

表3 试验区水稻浅灌方式下的作物潜水蒸发试验结果

2.3 不同灌水方式下水稻作物潜水蒸发对比试验结果

在淹没灌水和浅灌方式下的蒸发观测试验基础上，定量对比了水稻作物在两种灌水方式下各生长期的潜水蒸发量，对比结果见表4。

表4 浅湿灌溉与淹水灌溉腾发强度对比结果

从表4中可以看出，采用淹没灌水方式下水稻作物各个生长期腾发量均大于浅水灌水方式下的腾发量，在水稻整个生长期，浅显灌水方式下的蒸腾量比淹没灌方式下的少146.5mm，其中采用浅水灌水方式下水稻作物在分蘖末期腾发量相比于淹没灌水方式下降低最为明显，从腾发强度也可以看出，相比于淹没灌水方式，浅水灌水方式下水稻作物的腾发强度下降也较为明显，水稻作物在各个生长期的腾发强度均值降低近30%，其中在水稻孕穗期下降最为明显，腾发强度降低将近27%，可见采用浅水灌水方式下水稻作物在各生长期的腾发量均有不同程度的降低。

2.4 大气蒸发能力和生育阶段对潜水蒸发的影响

在对比不同灌水方式下对水稻作物浅水蒸发的基础上，本文还分析了大气蒸发能力和水稻不同生长期对水稻作物潜水蒸发的影响，分析结果见表5。

表5 水稻各生育期平均日潜水蒸发单位：mm/d

从表5中可以看出，水稻作物在各个生长时期随着地下水埋深的增加呈现递减的变化，其中在拔节孕随期水稻作物在三个地下水埋深下的潜水蒸发量均大于其他生长时期。图1水稻作物在各个生长期不同埋深下的潜水埋深变化过程如图2所示，从图中可以水稻潜水蒸发与田间水面蒸发过程变化具有相似性。水面蒸发较大时其对应的埋深下的水稻作物潜水蒸发也相对较大，随着地下水埋深的增加，水稻作物潜水蒸发增加幅度也逐步加大，可见大气蒸发对水稻作物潜水蒸发具有显著影响。从分蘖前期和分蘖末期水稻作物不同埋深下的潜水蒸发变化过程可以看出，各埋深下水稻潜水蒸发都较小，这主要是因为水稻作物在整个时期潜水主要消耗于株间蒸发，而这一时期水稻株间蒸发相对较小，因此各埋深下潜水蒸发相对较小。进入水稻拔节孕穗期、抽穗开花期以及乳熟期，各埋深下水稻作物的潜水蒸发与水面蒸发之间的变差逐渐缩小，这主要是因为在整个时期，水稻作物属于全盛生长期，水稻作物两株间蒸发逐步较大，水稻根系吸水量逐渐增加，使得各个埋深下的水稻作物潜水蒸发也逐步加大。进入到水稻黄熟期，不同埋深下水稻作物潜水埋深和田间水面蒸发变化较为稳定，这段时间主要由于水稻作物到了成熟期，不同埋深下水稻作物潜水埋深有所抑制，使得田间水面蒸发有所较大。