3 讨论
灌溉试验中3种水稻灌溉模式:中蓄灌溉模式下,蓄水上限虽然比浅灌和湿润灌溉模式高,但由于试验年份水稻生育期内降雨较少,降雨利用率没有明显提升。因此,中蓄灌溉和浅灌模式下的灌溉定额没有明显差异;而湿润灌溉模式下,腾发量较低,且减少了灌溉次数,降雨利用率反而提升,灌溉定额低于中蓄灌溉和浅灌模式。可见,从节水和增产角度,湿润模式优于其他两种模式。
根据鄂北地区的水稻灌溉试验结果,田间水层的短暂落干能够实现节水、提高水分生产率[19-22]。张玉屏等[23]提出,干干湿湿的灌溉方式下水稻全生育期腾发量只需要同期有水层腾发量的48.7%,具有最佳的节水、增产效果;庄德续等[24]、和玉璞等[25]研究发现,控制灌溉模式能够有效降低水稻各生育阶段的需水强度,减少灌水量,且能提高水分生产效率。而鄂北地区3种传统灌溉模式均为有水层灌溉,在确保水稻产量相对稳定的前提下,可见该地区的水稻灌溉仍具有一定的节水空间。为此,有必要在灌溉试验成果基础上,开展更多方案的数值模拟,以探讨鄂北地区水稻适宜灌溉模式。
降低灌溉下限或灌水定额能够减少水稻本田期灌溉定额,当灌溉下限低于饱和含水率的80%时,水稻本田期的灌溉定额减少。一方面是因为降低灌溉下限或灌水定额在一定程度上提高了降雨利用效率;另一方面,灌溉下限越低且灌水定额越低,田面水层落干时间越长,水稻受到水分胁迫的程度和持续时间也越长,从而极大地减少了水稻棵间蒸发量和水稻蒸腾量[26-27]。单生育期受旱时,受旱程度越严重,对该生育期的腾发量及最终产量影响越大;然而,当水稻在分蘖、拔节孕穗期以及抽穗开花期单阶段受旱时,能促进根系的发育,其后生育阶段的腾发量会出现“反弹”现象(如分蘖期单阶段受旱之后,拔节孕穗期的水稻腾发量比正常灌溉条件下水稻腾发量增加约1%),这与实际情况十分相符[28-29]。拔节期至乳熟期,当单生育阶段灌溉下限低于70%时,随着受旱程度的增加,受旱阶段的水稻腾发量和最终产量受干旱的影响越大,而且多个阶段连续受旱时对水稻腾发量和产量的影响比单生育期受旱更大。在拔节孕穗期和抽穗期,水稻产量对水分胁迫最敏感[30-31]。
综合对比分析,同一灌溉下限,灌水定额高于40mm时,水稻本田期的灌溉次数明显减少,但水稻本田期灌溉定额较大;同一灌溉下限,灌水定额低于30mm时,水稻本田期的灌溉定额明显降低,但灌溉次数较多,增加了田间管理的难度。而且,当受旱程度较轻时(灌溉下限高于饱和含水率的80%),腾发量有一定程度降低,产量降低不明显;而受旱程度较重(低于饱和含水率的70%)时,水稻本田期的灌溉定额明显减少,但水稻产量产生明显减产现象。因此,本文推荐的适宜灌溉模式为:蓄水深度为60mm,返青期保持有水层,黄熟期水层自然落干,拔节期和乳熟期可适当中度受旱(灌溉下限为70%~80%的饱和含水率),而其他生育期各阶段的灌溉下限不宜低于耕作层土壤饱和含水率的80%;灌水定额为30~40mm。