专利名称：雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方法
技术领域：
本发明涉及一种雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方式，属于资源节约型农田面源污染控制环保领域。水稻生态灌溉方式是指根据雨情预报结合水稻生理需水状况，采用干湿交替灌溉，减少稻田灌溉水量，从而节省水资源、降低稻田径流排水，进而减少稻田氮素流失，使得稻田具有截留氮素的功能。
背景技术：
水稻是我国种植面积和生产量最大的粮食作物，也是耗水量最多的作物，目前其耗水量占全国总用水量的左右，占农业总用水量的65%以上。农田不合理的灌排方式，不仅使得水稻灌溉水分利用效率低、水资源浪费严重而且导致了氮磷养分的大量流失， 是造成农业面源污染和水体富营养化的主要原因。因而迫切需要寻求有效节水灌溉和控制稻田排水及氮素流失的技术措施。目前现有的农田节水灌溉主要有以下几种措施喷灌滴灌、薄露灌溉、干湿交替灌溉、覆膜旱作栽培等。喷灌、滴灌节水效果显著，但由于灌溉设备成本高，喷灌滴灌不适合在水稻生产中大面积推广；田间薄露灌能有效降低稻田灌溉水量、节约水资源，但薄露灌溉要求“薄灌水，常露田”，每次灌溉后(包括降雨)后，都要自然落水露田，淹灌连续超过5天， 就应排水落干，导致人为排水次数高、氮磷排水流失量大；常规的干湿交替灌溉(也称间歇灌溉)作为水稻节水灌溉的一项常用措施，可降低灌溉水量提高水分利用率，但没考虑到水稻的生理需水，如水稻的孕穗及抽穗扬花期如果落干则会降低有效穗和千粒重，水稻产量不高；水稻覆膜旱作栽培多在山区丘陵缺水区应用，对于水稻节水减排效果较好，但覆膜旱作栽培需要地膜覆盖，在水稻收获期地膜易破损，难以回收利用从而造成农膜二次污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方法， 其属于资源节约型和环境友好型的水稻灌溉方式，即浅表层干湿交替的水稻生态灌溉方式，其能实现稻田排水的有效控制，甚至零排放，从而节省灌溉用水、降低稻田径流排水，进而减少稻田氮素流失，使得稻田具有截留氮素的功能。为了解决上述技术问题，本发明提供一种雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方法，包括以下步骤1)、稻谷播种后，经过2 3周的育秧期，将秧苗移植于平整的田块，控制稻田的田面水深为30 50mm (即，保持田面30 50mm的淹水层)，从而保证水稻能够顺利的存活和
返青；2)、秧苗移植后10 14天开始进行稻田浅表层的干湿交替的间歇性灌溉，先将稻田灌溉至初始田面水深为75 80mm ；3)、待田面自然水落干至表土以下0 5mm时，灌溉至初始田面水深(即，灌溉至田面水深为75 80mm)；
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4)、反复进行步骤3)；在进行反复进行步骤3)的过程中，当遇到水稻分蘖期及孕穗期时，停止进行步骤幻，保持田面水深为30 60mm ；水稻的其余生长期间，仍然按照步骤 3)的规律要求进行；直至水稻黄熟，待田面自然水落干至表土以下0 5mm时，收割水稻。作为本发明的雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方法的改进稻田的排水口设置在高于稻田表土 75 80mm的位置处，从而能轻易确保控制初始田面水深为75 80mm。在本发明中，田面水深即田间水面距离稻田表土的深度。因水分蒸发、土壤渗漏和植物蒸腾等原因，田面水位会自然下降；待田面自然水落干至表土以下0 5mm时，是指水分下降至稻田表土以下0 5mm时。在整个稻田的生态灌溉过程中，无论自然情况是下雨还是晴天，均需要满足相应条件才进行下一步骤。在本发明中，控制田面水深均根据天气预报在天然降雨量的基础上，人工调节田面水深为相应的设定值。本发明的采用浅表层干湿交替的生态灌溉方式时，水稻田间施肥管理与常规施肥相同，即，基肥在插秧前1 2天施入田间，追肥可选择在降雨或某次灌溉水后进行(或者保证田面水深30 60mm即可)。本发明的有益效果是利用雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方式可以减少稻田灌溉频次、节省水资源、降低田面水势、提高水分利用率、减少径流排水甚至零排放，使得稻田具有截留氮素的功能。同时可以促进土壤与肥料氮之间的结合，减少氮素的流失。对于施有机肥处理，灌水落干可以加速有机肥的降解，削减直接进入农田附近水体的有机肥， 从而降低河流湖泊水体富营养化和地下水硝酸盐污染的风险，为缓解农业面源污染提供简单实用的技术方法。本研究表明稻田的排水可以通过雨情结合水稻生理需水的生态灌溉进行部分或全部控制。这样一种结合水稻生理需水的新型节水灌溉模式不仅能减少稻田的灌溉水量， 而且能有效降低稻田排水的频率和强度，从而节省水资源并减少稻田氮素的流失，降低农业面源污染。综上所述，本发明的雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方式能够实现稻田排水的有效控制，甚至零排放，使得稻田具有截留氮素的功能，减少稻田氮素流失，从而有效控制农业面源污染。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细说明。图1是本发明的田间小区灌溉水深示意图；图2是本发明的降雨量、田面水深及灌溉情况示意图；图3是田间TN的净负荷示意图。
具体实施例方式下面结合具体实例对本发明做进一步描述。实施例1、一种雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方法，测试点位于浙江嘉兴市双桥农场(30° 50' N, 120° 40' E)。测试小区面积20m2 (^iX 5m)，田埂底部宽250 300mm、高200mm，用塑料薄膜包被，薄膜入土深度达150mm，以阻隔测试小区间串水串肥(见
4图1)，测试小区设置排水堰的高度为80mm。依次进行以下步骤1)、稻谷播种后，经过2. 5周左右的育秧期，将秧苗移植于平整的田块(即上述测试小区内)，控制稻田的田面水深为40 50mm(即，保持田面40 50mm的淹水层)，维持该田面水深的时间为12天，从而保证水稻能够顺利的存活和返青；2)、秧苗移植后12天后(即秧苗移植之日起12天后)开始进行稻田浅表层的干湿交替的间歇性灌溉，先将稻田灌溉至初始田面水深为80mm(依靠排水堰的高度能轻易控制该数据)；3)、待田面自然水落干至表土以下0 5mm时，灌溉至初始田面水深(即，灌溉至田面水深为80mm)；4)、反复进行步骤3)；在进行反复进行步骤3)的过程中，当遇到水稻分蘖期及孕穗期时，停止进行步骤幻，需保持田面水深为30 60mm ；其余水稻的生长期间，仍然按照步骤3)的规律要求进行；直至水稻黄熟；待田面自然水落干至表土以下0 5mm时，收割水稻。实验1、在采用实施例1所述的采用浅表层干湿交替的生态灌溉方式时，水稻田间施肥管理与常规施肥相同，即，基肥在插秧前1 2天施入田间，追肥选择在降雨或某次灌溉水后进行(或者保证田面水深30 60mm即可)。实验设置三个尿素氮肥水平分别为Okg hnT2 (N-O)、180kg hnT2 (N-180)、360kg hm"2 (N-360)和一个猪粪有机肥水平180kg hnT2 (N-180 (M))。肥料均分三次施入，基肥60% (7月6日)，水稻分蘖期(7月16日)、孕穗期(8月22日)各追肥20%。在水稻生长季内采集田面水样分别测定水样的NH4+-N、NO3_-N、NO2--N和TN浓度。试验表明不同于常规淹水灌溉稻田长期保持田面水深20 80mm的状态，采用本发明的雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉稻田不需要长期维持稻田的淹水状态。试验期间一共完成了 7个“淹水-落干”循环(见图2)，经计算在水稻生长季末，田间TN的净负荷 (肥料带入田间的氮素扣除水稻收割时秸秆和籽粒带出的氮素)达到了-15. ^g hm_2，接近于7次灌水落干循环中灌溉(各次灌溉带入稻田的TN分别为2. 2、2. 3、2. 5、2. 4、2. 4、2. 3、 2. 2kg hm_2)带入的氮量16. 3kg hm_2 (见图3)，表明利用雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方式使稻田变成了一个截留氮素的库，改变了其成为源的角色，稻田排水中的氮素流失受到了有效抑制。施肥后的落干替代直接排水的灌排方式可以促进土壤与肥料氮之间的结合，减少氮素的流失，特别是对于施尿素肥。对于施有机肥处理，雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方式可以加速有机肥的降解，减少有机肥直接进入农田附近水体的量。实验结果证实了雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉对于降低稻田排水，减少田间氮素流失行之有效，是一种能降低农业面源污染简单实用的技术方法。而按照常规淹水灌溉，田间TN的净负荷(肥料带入田间的氮素扣除水稻收割时秸秆和籽粒带出的氮素)均至少大于Okg hnT2，一般为IOkg hnT2左右。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
权利要求
1.雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方法，其特征是包括以下步骤1)、稻谷播种后，经过2 3周的育秧期，将秧苗移植于平整的田块，控制稻田的田面水深为30 50mm，从而保证水稻能够顺利的存活和返青；2)、秧苗移植后10 14天开始进行稻田浅表层的干湿交替的间歇性灌溉，先将稻田灌溉至初始田面水深为75 80mm ；3)、待田面自然水落干至表土以下0 5mm时，灌溉至初始田面水深；4)、反复进行步骤3)；在反复进行步骤3)的过程中，当遇到水稻分蘖期及孕穗期时，停止进行步骤幻，保持田面水深为30 60mm ；水稻的其余生长期间，仍然按照步骤；3)的规律要求进行；直至水稻黄熟，待田面自然水落干至表土以下0 5mm时，收割水稻。
2.根据权利要求1所述的雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方法，其特征是稻田的排水口设置在高于稻田表土 75 80mm的位置处，从而确保控制初始田面水深为75 80mmo
全文摘要
本发明公开了一种雨情与水稻生理需水结合的生态灌溉方法，包括以下步骤1)稻谷播种后，经过2～3周的育秧期，将秧苗移植于平整的田块，控制稻田的田面水深为30～50mm；2)秧苗移植后10～14天开始进行稻田浅表层的干湿交替的间歇性灌溉，先将稻田灌溉至初始田面水深为75～80mm；3)待田面自然水落干至表土以下0～5mm时，灌溉至初始田面水深；4)反复进行步骤3)；在反复进行步骤3)的过程中，当遇到水稻分蘖期及孕穗期时，停止进行步骤3)，保持田面水深为30～60mm；水稻的其余生长期间，仍然按照步骤3)的规律要求进行；直至水稻黄熟，待田面自然水落干至表土以下0～5mm时，收割水稻。
文档编号A01G9/00GK102422788SQ20111030198
公开日2012年4月25日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者刘瑾, 叶玉适, 张志剑, 梁新强, 王少先, 陈英旭 申请人:浙江大学