水稻節(jié)水栽培技術(shù)的研究與應(yīng)用

收稿日期：2024-01-22

作者簡(jiǎn)介：徐仕芬（1992—），女，貴州望謨?nèi)?，助理農(nóng)藝師，主要從事水稻節(jié)水栽培技術(shù)研究。

摘 要：作為水生植物，水稻的生長(zhǎng)質(zhì)量與用水方式密切相關(guān)。在水稻種植過程中，需要在保證水稻用水充足的前提下，盡量減少水的使用量，以此兼顧水稻健康生長(zhǎng)與節(jié)約水資源。不同的水稻栽培技術(shù)會(huì)對(duì)實(shí)際用水量造成不同程度的影響，包括對(duì)氧化還原電位的影響、對(duì)甲烷排放量的影響、對(duì)Fe、Mn含量的影響、對(duì)稻田土壤pH值的影響等。水稻種植過程中，使用延后插秧節(jié)水技術(shù)、免耕直播節(jié)水技術(shù)、覆膜插秧節(jié)水技術(shù)，可以在保證水稻用水充足、稻田土壤肥沃的同時(shí)，最大限度地減少水量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)栽培、高效節(jié)水。

關(guān)鍵詞：水稻種植；節(jié)水技術(shù)；栽培技術(shù)

中圖分類號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）04–0-03

1 節(jié)水栽培技術(shù)對(duì)稻田土壤的影響

1.1 對(duì)氧化還原電位的影響

要想測(cè)定稻田的氧化性、還原性水平，要將稻田土壤氧化還原電位作為主要參照指標(biāo)。水稻栽培用水會(huì)對(duì)稻田土壤的氧化還原水平產(chǎn)生直接影響，當(dāng)氧化還原電位＞400 mV時(shí)，表示稻田土壤處于氧化狀態(tài)，當(dāng)氧化還原電位介于200～400 mV之間時(shí)，表示稻田土壤處于弱還原狀態(tài)，此時(shí)水稻能夠正常發(fā)育；當(dāng)氧化還原電位介于-100～200 mV區(qū)間，說明稻田土壤處于中度還原狀態(tài)，當(dāng)氧化還原電位＜-100 mV，表明稻田土壤處于強(qiáng)還原度狀態(tài)，由此可能會(huì)導(dǎo)致水稻發(fā)育不良，甚至枯萎或死亡[1]。

在栽培用水深度過大、氣溫過高的情況下，會(huì)減少稻田土壤中的含氧量，稻田塘、溝在氣候溫度約為

20 ℃的情況下，含氧量約為8.3 mg/L。及時(shí)為稻田補(bǔ)充適量的水分，可以在一定程度上增強(qiáng)稻田土壤的通透性、含氧量，為水稻健康發(fā)育提供支持。表1為氧化還原電位對(duì)水稻發(fā)育狀態(tài)的影響。

1.2 對(duì)甲烷排放量的影響

大氣中含有CH4的濃度為1.8 mg/kg，年均增長(zhǎng)速度為0.7%。稻田會(huì)向大氣中排放0.2～1.0 t的CH4，約占全年大氣CH4總排放量的25%。水稻栽培中運(yùn)用淹水管理，會(huì)將稻田CH4排放量提升至14.62 mg/（m2·h），水稻表現(xiàn)為程度較重的發(fā)育不良；水稻栽培中運(yùn)用灌溉管理，可將稻田CH4排放控制在10.00%，水稻發(fā)育不良的狀態(tài)減輕；在水稻栽培中使用間歇式潤(rùn)灌溉，進(jìn)一步將稻田CH4排放降低至6.00%，水稻可健康發(fā)育。表2為不同水稻栽培管理方式對(duì)稻田CH4排放量與水稻發(fā)育不良的影響。

1.3 對(duì)稻田Fe、Mn含量的影響

在淹水管理下的稻田中，F(xiàn)33+會(huì)被還原為Fe2+。正常狀態(tài)下，土壤中的Fe、Mn的平均含量約為23 mg/kg，

水稻的生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)與Fe、Mn含量成反比。在強(qiáng)還原性條件下，土壤中Fe、Mn的平均含量為45 mg/kg，爛泥田Fe、Mn平均含量為46 mg/kg、銹水田Fe、Mn的平均含量為105 mg/kg。節(jié)水濕潤(rùn)栽培技術(shù)能夠減少稻田土壤中的Fe、Mn含量，降低水稻根系發(fā)生毒害、秋后早衰、倒伏等情況的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，為水稻健康發(fā)育提供保障。

1.4 對(duì)稻田土壤pH值的影響

栽培技術(shù)會(huì)直接影響稻田土壤含水量，在相應(yīng)的土壤中，電解質(zhì)類型、濃度、CO2分壓等指標(biāo)也會(huì)發(fā)生變化，致使土壤pH值發(fā)生波動(dòng)[2]。稻田土壤pH值與稻田土壤含水量成正比，受到稻田土壤性質(zhì)的影響，相應(yīng)的土壤pH值伴隨土壤含水量增加的變化幅度存在顯著差異。例如，石灰性稻田土壤中的水分含量增加后，相應(yīng)地增加1個(gè)pH值，黃土稻田土壤中水分含量增加后，pH值僅增加0.2個(gè)單位。由此可知，稻田土壤在水飽和狀態(tài)下，相應(yīng)的pH值處于相對(duì)較高的狀態(tài)，相應(yīng)的土壤堿性越強(qiáng)，由此對(duì)水稻的健康發(fā)育造成負(fù)面影響。

1.5 對(duì)稻田土壤電導(dǎo)的影響

稻田水肥比是影響土壤電導(dǎo)的直接因素，淹水管理下的土壤電導(dǎo)最小、間歇濕潤(rùn)管理下的土壤電導(dǎo)最大。稻田土壤中離子濃度增加，水稻植株中的離子濃度也呈升高趨勢(shì)。水稻根系的離子濃度與土壤中離子濃度達(dá)到0.31±0.02，此時(shí)，功能性離子濃度與土壤離子濃度變化呈正比，進(jìn)一步提升了水稻根系的營(yíng)養(yǎng)吸收率。

2 節(jié)水技術(shù)在水稻栽培中的應(yīng)用

2.1 延后插秧節(jié)水技術(shù)

2.1.1 技術(shù)原理

在借鑒土壤—植物—大氣連續(xù)系統(tǒng)（SPAC）原理的基礎(chǔ)上，以水稻不同生長(zhǎng)階段的特征為依據(jù)，分析異養(yǎng)期（3葉前）、自養(yǎng)與異養(yǎng)轉(zhuǎn)化（離乳3～4葉）、自養(yǎng)期（4葉以后）的水稻生長(zhǎng)發(fā)育狀況，把握水稻最佳插秧時(shí)間，提高水資源利用率，達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)的效果。

2.1.2 技術(shù)構(gòu)成

水稻插秧結(jié)束后，當(dāng)秧苗處于3～5葉期，其中含有適量的“彈性空間”，在“彈性空間”的影響下，大棚環(huán)境下的水稻秧苗仍可正常發(fā)育，并且無需大量水分。處于3葉1心期的水稻秧苗，最大澆水頻率為2次/d、

0.005 m3/次，可滿足這一階段水稻秧苗的需水量。水稻插秧平均用秧量為100 m2/hm2，需水量1 m3/d，在無降水狀態(tài)下移栽秧苗至稻田，平均耗水量為90 m3/hm2，

用水比如下：秧田∶稻田=1∶90。在“彈性空間”的作用下，大棚環(huán)境下的水稻秧苗生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)、生長(zhǎng)空間與生長(zhǎng)量增加，最大限度地縮短了水稻泡田插秧時(shí)間、水稻返青期時(shí)間，以此達(dá)到節(jié)水效果[3]。

2.1.3 技術(shù)應(yīng)用

（1）播種量與空間、需水量的關(guān)系。在水稻品種一致、育苗時(shí)間一致、管理方法一致、大棚環(huán)境一致的情況下，使用普通苗盤或簡(jiǎn)塑缽盤苗會(huì)對(duì)秧苗的生長(zhǎng)空間產(chǎn)生影響，導(dǎo)致需水量存在較大差異。普通苗盤與簡(jiǎn)塑缽苗盤具有相似的面積，其播種量為50 g/盤，按照稻種自重為26 g/103粒為標(biāo)準(zhǔn)，被撥入盤中的稻種數(shù)量為1 923粒，稻種占據(jù)空間為0.84 cm2/粒。簡(jiǎn)塑缽苗盤播種量為100 g/盤，被撥入盤中的稻種數(shù)量為3 846粒，稻種占據(jù)空間為0.42 cm2，平均單位播種量為3粒/孔。

由表3可知，在秧盤尺寸一致的情況下，被撥入盤中的稻種數(shù)量、占據(jù)單位空間、需水量存在差異。相比之下，普通苗盤占據(jù)的單位空間更大、需水量更多，由此認(rèn)定，在使用不同類型苗盤的情況下，相應(yīng)的播種量、種子占據(jù)空間、需水量存在差異。

（2）苗盤對(duì)秧苗生長(zhǎng)量的影響以及與需水量的關(guān)系。使用普通苗盤播種，水稻秧苗為單株生長(zhǎng)模式，3葉期具有較為理想的生長(zhǎng)狀況，進(jìn)入3葉1心期后秧苗逐漸表現(xiàn)出生長(zhǎng)空間不足的問題，進(jìn)入4葉期后，水稻秧苗的生長(zhǎng)空間極少，由于秧苗處于單株生長(zhǎng)模式，會(huì)爭(zhēng)奪有限的水分，此時(shí)需水量會(huì)急速增加，相應(yīng)的秧苗生長(zhǎng)速度會(huì)增加，導(dǎo)致水稻秧苗被迫移栽。

使用簡(jiǎn)塑缽苗盤，秧苗為個(gè)體間分穴生長(zhǎng)模式，生長(zhǎng)空間相對(duì)固定，并無過多的“彈性空間”。進(jìn)入4葉1心期后即可蹲苗，進(jìn)入5葉期后秧苗將空中水分幾乎耗盡，秧苗表現(xiàn)為矮壯敦實(shí)且無徒長(zhǎng)，無須補(bǔ)充大量水分，以此達(dá)到節(jié)水的效果。

（3）秧苗生長(zhǎng)量。為分析秧苗生長(zhǎng)量，在研究中，將秧苗劃分為A、B、C、D共計(jì)4個(gè)組別，觀察30 d。通過表4可知，受到生長(zhǎng)空間的影響，相應(yīng)的秧苗生長(zhǎng)量存在較大差異，第23天時(shí)，B組秧苗平均高度為23 cm，平均直徑為3.5 mm，平均干重4 g且無分蘗現(xiàn)象，但出現(xiàn)了顯著徒長(zhǎng)[4]。A組、C組秧苗植株的高度數(shù)值近似，A組分蘗、徒長(zhǎng)狀態(tài)比C組更加理想。D組株高相比其他組別顯著下降，其余指標(biāo)相比A、B、C更加理想。由于水稻秧苗生長(zhǎng)量不同，對(duì)應(yīng)的需水量變化較大，按照由多至少的順序?qū)Ω鹘M別需水量進(jìn)行排序，即D＞B＞A＞C。

（4）最佳生長(zhǎng)空間與生長(zhǎng)量。在生產(chǎn)水平一致、管理方式一致的狀態(tài)下，受到播種量差異的影響，水稻秧苗的生長(zhǎng)空間進(jìn)入3葉后會(huì)發(fā)生明顯變化，由此對(duì)水稻秧苗需水量造成影響。在所有組別中，B組正式進(jìn)入3葉以后，由于生長(zhǎng)空間不足，加重了徒長(zhǎng)現(xiàn)象，相應(yīng)的需水量大幅度增加，此時(shí)需要及時(shí)將其移栽至稻田中[5]。其他組別擁有相對(duì)充足的生長(zhǎng)空間，暫時(shí)仍可繼續(xù)生活在大棚中。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，A、C、D的最佳生長(zhǎng)空間為0.9～1.5 cm2范圍，平均需水量為0.7 m3/d，平均生長(zhǎng)量為25 cm，平均插秧時(shí)間推遲4 d。表5為水稻秧苗3葉后最佳生長(zhǎng)空間、生長(zhǎng)量、需水量。

2.2 免耕直播節(jié)水技術(shù)

（1）苗期旱育。水稻秧苗1葉1心期，按照氣候變化調(diào)整四周溝水量，天氣晴朗時(shí)，將四周溝放滿水，天氣陰冷時(shí)保持四周溝水量為50%，下雨時(shí)將四周溝水排空。在芽谷未出現(xiàn)青扎根之前，需要保證秧板濕潤(rùn)。播種后，氣候劇烈干旱，此時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)補(bǔ)充四周溝中水，控制水深≤3.3 cm。逢暴雨天氣，需要及時(shí)將四周溝中水排空，秧苗1葉1心到3葉1心期進(jìn)行旱育，同時(shí)需要避免畦面顏色變白甚至裂開。

（2）分蘗期至黃熟期薄露灌溉。水稻在分蘗期至黃熟期階段，需要將稻田水深控制在20 mm，持續(xù)淹灌至第5 d，此時(shí)需要排放稻田中水。水稻分蘗期至拔節(jié)期的除草工作結(jié)束后，需要盡量讓稻田水自然落干直至露田，必要時(shí)，可輔助排水，以稻田表面微裂為宜，要求微裂程度＜1 mm，此時(shí)再次向稻田中灌水，直至水稻秧苗拔節(jié)至自身的70%時(shí)開始曬田。病蟲害防治期間，需要保證田間水深≥30 mm，病蟲害防治結(jié)束后再次排空稻田中水。水稻孕穗期至抽穗期，需要在每次注水自然落干后再次注水，在乳熟期至黃熟期，待每次注水自然落干后稻田表層輕微裂開后再次注水。高溫晴朗的天氣，需要持續(xù)斷水6 d，陰冷多雨的天氣，需要持續(xù)斷水13 d。

2.3 覆膜插秧節(jié)水技術(shù)

2.3.1 濕潤(rùn)栽培技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

（1）壯秧。通過精選優(yōu)良品種，以此最大限度地減少壯秧用水量。

（2）施肥開廂。保證底肥、復(fù)合肥一次性使用充足，通過整地消除凹凸不平的部位，保證稻田表面平整。開廂、起溝，需要保證廂正溝直，最大限度地保證化肥與田間土充分混合，防止出現(xiàn)肥料燒根的現(xiàn)象。

（3）選膜蓋膜。使用寬為170 cm的超薄地膜，將地膜與廂面土壤緊密貼合，保證地膜平整，與土壤間不存在縫隙。蓋膜完成后，需要第一時(shí)間打孔，將需要移栽的秧苗種在孔中。

（4）增溫。在適插期內(nèi)盡量提前插秧時(shí)間，以此獲得更加理想的增溫效果。

（5）脫肥。全過程需要保證四周溝中有水、廂面無水、地膜與土壤間隙濕潤(rùn)。脫肥階段使用葉面噴施或灌水施肥，直至將廢棄地膜完全清除。

2.3.2 穴播濕種技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

（1）盡量選擇抗旱性能強(qiáng)大的稻種；（2）整地作業(yè)時(shí)要旱、水結(jié)合，不需要作畦、鋪地膜；（3）播種時(shí)要保持稻田濕潤(rùn)，以此為按時(shí)出苗、苗齊提供支持；（4）秧苗進(jìn)入4葉期、5葉期盡量保持稻田相對(duì)干旱；（5）水稻植株進(jìn)入出苗期、分蘗期、穗分化期、開花灌漿期，需要適當(dāng)用水；（6）取氮素肥、復(fù)合肥、農(nóng)家肥混合作為底肥，并一次性施加至田間，結(jié)合實(shí)際情況變化適當(dāng)追肥。

3 結(jié)束語

高質(zhì)量的水稻種植作業(yè)需要兼顧水稻的健康生長(zhǎng)、水資源的節(jié)約使用，延后插秧、免耕直播、覆膜插秧是理想的水稻栽培節(jié)水技術(shù)。由于地理?xiàng)l件、氣候變化的差異，不同地區(qū)的水稻生長(zhǎng)具有不同的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)為在品種一致、育苗時(shí)間一致、管理方法一致、大棚環(huán)境一致的情況下，水稻需水量、生長(zhǎng)狀況存在較大差異，因此，不同的地區(qū)需要在充分分析客觀因素的基礎(chǔ)上，選擇最適合的節(jié)水栽培技術(shù)，以此保證水稻的高質(zhì)量栽培、水資源的高效節(jié)約。

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