沈 勇

(江苏省泰州市靖江市西来镇农业农村局,江苏 靖江 214516)

水资源在人类社会发展过程中占有重要地位,是人们得以生存的基础性资源,我国人均水资源拥有量较低,和世界人均水资源拥有量相距较大,被归为严重缺水国家。在水稻生产活动中水资源是极其重要的一种资源类型,可以为水稻补充水分,促进水稻健康发育。农户灌溉行为的选择会直接影响水稻生产结果,近年来农业生产技术得到了优化和创新,其中灌溉技术开始向着节水化的方向发展,通过各种不同类型的节水灌溉技术可以将水资源消耗量控制在最小范围内,同时提高农作物产量,符合现代化农业发展趋势,对于加快田间精准灌溉体系有着积极影响。

1 农户的传统灌溉和节水灌溉行为

江苏省拥有优越的自然条件,地形以平原为主,属东亚季风气候区,符合水稻的生长发育需求,加快了水稻种植行业的发展速度。江苏省经济发展速度较快,在农业发展过程中建设了各种农业基础设施,其中灌溉设施是其重点建设的工程项目。2019年有效灌溉面积达419.7万hm2,新增有效灌溉面积1.7万hm2,新增节水灌溉面积5.2万hm2,为水稻灌溉活动的开展提供了重要保障,农民的灌溉行为也由此出现了变化。

1.1 传统水稻灌溉行为

漫灌是最为常见的灌溉行为在水稻田间不需要挖沟,在灌溉的过程中任由水流漫流,通过重力作用让水资源深入到田间,灌溉存在不均匀的现象,并且水资源浪费量较大,增加用水量。畦灌主要是利用田埂对土地进行分割,使其形成长方形小畦,在灌溉时将水资源引入到畦田内,畦田上方水层较薄,同样利用重力作用完成灌溉。沟灌具体是指在田间设置灌水沟,通过输水沟将水运送到灌水沟内,水资源在流动时会通过毛细管作用进入到土壤内部,相对于上述两种灌溉模式而言,不会给土壤造成破坏和影响,土壤板结概率下降,也可以控制土壤蒸发损失。随着农业科技的不断创新,传统的灌溉行为所存在的问题愈发突出,增加了农业生产活动中的水资源用量,导致大量优质水资源被浪费,因此改变农户的传统灌溉行为是必然的。

1.2 水稻节水灌溉技术

1.2.1 输水环节节水灌溉

渠道灌溉具体是指通过在田间建设灌溉渠道,将水源以及土地进行连接,根据灌区范围大小将灌溉渠道分为不同等级的渠道,可以适应各种地形环境下的灌溉需求。渠道灌溉包括明渠灌溉和暗渠灌溉,前者施工较为简单,所需要投入的成本较少,但是容易出现渗漏和蒸发的现象。后者施工难度较大,技术复杂,成本投入高,但是相对而言不会出现过多水分蒸发。相关部门可以根据自身拥有的资源,选择相应的施工建设模式。但是目前在渠道灌溉技术应用过程中存在着较多的问题。跑、冒、渗、漏现象比较严重,各地渠系水的利用率很低,水资源浪费问题仍然没有解决。因此在扩大渠道灌溉工程规模的基础上也需要采取各种有效措施,防止跑、冒、渗、漏问题的出现,避免在水资源输送过程中出现过多的损失。例如在渠道灌溉过程中可以选择建设渠道防渗工程,重点针对渠床土壤的透水性进行改良和优化,可以利用压实的方式控制透水性。或者可以选择在渠床表面建立防渗护面,将灰土、黏土以及三合土进行混合形成防渗层,渗漏损失减少量在60%~80%,有效提高水资源的利用效率。

1.2.2 田间灌溉节水

在水稻田间灌溉活动中管道灌溉是常用的灌溉技术,充分发挥田间灌溉水资源的作用,防止出现水资源浪费的问题。管灌技术主要是通过低压管道代替水渠进行灌溉的手段,避免在灌溉过程中出现大量水资源流失的现象,防止水资源渗透到土壤之中。在水稻生产过程中如果利用管道灌溉技术可以切实提高经济效益,主要原因不单单是减少了水资源用量,同时也在于自身工程建设造价低。管灌技术对于设备要求较低,所使用的设备类型结构简单,价格低,可以有效缓解农民的资金压力,为干旱农田生产活动的开展提供水资源保障,输水效率可以超过95%。在井灌区中通过利用管灌技术水资源消耗量大幅度减少,减少量超过25%。目前在田间灌溉过程中管道灌溉技术应用愈发广泛,得到了广大农民的认可,利用管道代替水渠避免过多占用土地资源,提高土地利用效率,从而扩大农作物种植面积,提高农业生产效益。

1.2.3 用水环节节水

水稻大田平均一年用水量在200~400m3/667m2,旱稻灌溉用水量在180~230m3/667m2,稻灌溉用水量在220~240m3/667m2,晚稻灌溉用水量在230~320m3/667m2。水稻灌溉用水量和棉花、小麦这一类农作物相比明显较高,棉花灌溉用水量在30~100m3/667m2,小麦灌溉用水量仅需要10~80m3/667m2。因此在用水环节也需要落实节水技术要点,重视完善计划用水机制,提高农民科学用水意识,使农民可以正确认识水资源在水稻生产过程中的重要性,形成水资源管理意识,从源头出发控制水资源浪费问题。灌溉用水定额具体是指由相关部门明确在水稻生产过程中单位面积所需要的灌溉水量,在对定额进行确定的过程中会根据灌溉现状和用水需求进行综合分析,可以有效保证用水需求和水资源供应处于平衡状态。通过用水定额的推行可以将灌溉水量控制在合理的范围内,在保证满足水稻用水需求的基础上提高水资源利用率,有利于构建规范化的用水模式[1]。

1.2.4 农业措施节水

在水稻生产过程中农业措施也可以起到节水效果,相关部门需要重视对节水农业措施进行分析,针对这一类农业措施进行大力推广。大力推广旱耙、泡田、整地、插秧一茬水的节水灌溉方法,要实行一把锹管水制度,在该种节水灌溉方法应用过程中需要将“早”作为关注重点。在水稻生产过程中应当尽早育苗,在栽培之前尽早对土地进行翻整,疏松土壤结构,将土壤内的病原菌以及害虫虫卵翻到表面,可以降低后续病虫害的发生概率。早育苗和早整地可以提前泡田时间,为后续水稻插秧提供重要的便利和基础,对于提升水稻生产效益也有着积极作用。在对土地进行翻整后需要尽早进行施肥,强化土壤肥力水平,为水稻生长发育提供充足的营养支持。水稻泡田是插秧之前的重要环节,通过在稻田内灌水能够对土壤进行浸泡,在泡田时需要改变泡垡灌水方法,重视对现有水资源进行合理利用,尽可能地扩大水田面积,增加水稻种植数量,从而提升水稻最终产量以及效益。对没有进行翻整的土地应当推行早旋、早整地、早泡田技术,确保耕作土壤被泡透,对田间回归水进行合理利用,采取水耙地技术,确保可以在水稻栽培过程中做到及时插秧[2]。如果田间拥有串灌条件便选择串灌模式,尽可能做到减少排水量,避免水资源浪费。同时在农业生产过程中也应当坚持集中放水、泡田、插秧三项原则,利用集中化的生产模式缩短水稻插秧期。

1.2.5 合理灌溉节水技术

在水田灌溉过程中需要遵循正确的灌溉原则,将浅灌作为主要的灌溉模式,利用干湿变化的方式进行间歇式灌溉,利用水资源保持温度、提升温度,形成以水促控的种植栽培模式,从而提高水稻成活率。具体的生产实践中利用花达水插秧技术,可以达到寸水不漏泥的标准,通过浅水灌溉促进水稻分蘖,白天不对水稻进行灌溉,选择在夜晚灌溉,能够提升水体的温度水平。在分蘖的后期阶段应当对无效分蘖进行控制。在进入6月末期阶段观察水稻茎数,当其数量在预期数量的80%左右时,将水排出进行晒田处理,晒田时间在5~7d,之后利用间歇式的灌溉技术对水稻进行灌溉,仍然坚持浅水灌溉。在进入7月中下旬阶段后气温如果下降低于17℃需要利用深水护胎,避免出现低温冷害问题,影响水稻生产效益,在低温过后继续实施浅水灌溉。出穗期以及其最后期阶段,分别利用潜水以及间歇式的方式进行灌溉,在满足水稻水分需求的基础上提升土壤通气性,前期阶段遵循多湿少干原则,后期阶段遵循多干少湿原则,利用水资源调节肥料的利用效率。在水稻出穗35d后停止灌溉,可以有效提升水稻质量水平,避免出现经文的现象。

2 水稻节水栽培技术

水稻属于喜温喜湿水生作物,但是在生理方面需水量并非最多的作物,通过对其蒸腾系数进行分析需水量大约为400mm,相对于大麦以及小麦较高,但是和南瓜以及豌豆相比较少。在此基础上对水稻的生长环境进行调整,在旱生态环境下进行水稻栽培,则水稻的需水量会大幅度减少,能够有效节约水资源。特别是耕地如果长期在水体浸泡下容易出现板结和冷浸的现象,会影响土壤水肥保持能力,土壤热量下降,水稻根系生长发育受阻,生长发育速度下降,抵抗病虫害能力较弱,分蘖结实率也会受到影响,无法发挥水稻品种的高产潜力[3]。近年来在水稻生产过程中开始推行无水层控制土壤水分和地膜覆盖技术,节水效果较好。

2.1 “控灌”与“覆膜”

近年来江浙地区开始重视对无水层控制土壤水分进行研究,“控灌”是相关专家所提出的一种节水栽培技术,提高了“控灌”效果,形成了系统化的“控灌”体系,在此基础上将“覆膜”技术进行混合应用,有效提高了节水效益。“覆膜”技术的结合和融入来源于一位淮北瓜农的发现,在对西瓜进行栽培过程中选择了地膜覆盖栽培技术,在对其进行管理时发现田间存在水稻,且水稻生长态势较好。通过将两种技术进行联合应用能够对水生态环境进行调整和优化,提高了节水效果,是国家“九五”期间的重大科技成果。当前江苏省已经开始针对这一技术进行科技攻关和适应性试验,在研究过程中取得了较好的科技成果,为后续全新栽培技术的推广应用提供了重要帮助和支持。

2.2 “控灌”与“覆膜”标准与方法

“控灌”与“覆膜”节水栽培技术可以对水稻的水生态环境进行改变,使其可以在旱生态环境下生长发育,对水稻非关键需水量进行合理控制,能够有效避免出现水分蒸发速度快的问题,防止出现深层渗漏,对土壤内的水分进行合理控制。该技术与重视控制地下水埋深(包括上层滞水埋深)和垄沟水深,农民在水稻生产过程中通过目估的方式分析土壤干燥度,以此来提高水资源的利用效率。在对垄沟灌水进行控制的过程中可以将地下水埋深作为基础参考,在对沟中水位进行控制时结合滴灌经验和喷灌经验进行分析。该种技术要求土地平整度≤131厘米,可以保证土壤内水分处于均匀分布的状态,在减少水资源的基础上提升水稻产量。

2.3 “控灌”与“覆膜”要点

在该类技术应用过程中需要落实相应的技术要点,这样才能够充分发挥技术优势。首先农户需要对生产活动中的各项参数进行记录,包括土壤含水量、地下水位(格田中埋测管等)、田间排灌量、苗情考察以及农业措施等。针对土壤含水量之间的差异,将其划分为淹水、脱水、泥烂、潮湿、润软、板结、干裂、宽裂等八种类型。对土地表层情况进行观察,由农民自行针对土壤含水量进行调控,最佳情况是饱和含水量在80%,根据具体情况选择在合适的时间进行灌溉。在水稻播种前或者地膜覆盖之前需要做好放水处理,能够为后续播种覆膜环节的开展提供便利。在覆盖地膜时需要保证地膜和土地紧密贴合,将其中的空气排尽,能够起到抑制杂草的作用。

3 “控灌”与“覆膜”灌溉节水技术效益

“控灌”与“覆膜”单一种技术的应用节水量为50%,大学针对水稻覆膜早做栽培技术进行研究,研究结果得出节水量在40%~60%,如果降雨量较大,可以不需要对水稻进行额外灌溉。同时该技术应用也可以减少肥料用量,节肥量在40%~60%,农药节约用量为30%,仅仅是在地膜覆盖环节中增加了成本投入,由此可见能够减少资源消耗。通过化肥和农药的减量可以避免化学元素给周围环境造成污染,避免水田内大量温室气体排放,减轻温室气体给大气环境造成的危害。所选择的地膜可以进行回收利用或者分解,也不会给生态环境造成污染。从我省的试验研究证明,可由原控制水层灌溉定额6000~7500m3/hm2和间歇灌溉定额降至3000~4500m3/hm2,覆膜灌的灌水定额降到2250~3000m3/hm2,可节水30%~50%以上。该种技术也可以对水稻倒伏问题进行合理控制,防止出现伏泥虫危害,有利于对烂泥田耕作条件进行改善。如果在高寒地区进行应用能够提高积温以及热量,减少冷害给水稻造成的影响。覆膜直播可以省去育秧环节和插秧环节,提高水稻栽培效率。

4 结语

节水灌溉技术的应用对于农业未来持续发展有着重要的意义和影响,可以有效提高水资源的利用率,解决农业生产过程中水资源缺少的问题和困境。通过在水稻生产过程中应用节水灌溉技术可以改变农户传统的生产意识,使其认识到灌溉技术选择的重要性,优化水稻灌溉模式。在今后农业发展过程中为了可以进一步扩大新型水稻节水栽培技术的应用范围、提高水稻生产效益,相关部门也需要重视做好技术推广工作,优化推广手段,完善推广工作机制。