灌溉试验设计与设计作物灌溉制度试验

李 治，张 恒

(尚志市黑龙宫灌区管理站，黑龙江尚志150600)

为提高农作物产量和品质，黑龙江省于20世纪80年代始，由省农业等部门牵头搞了许多不同作物品种的田间科学试验;由水利等部门牵头稿了不少水田与旱田灌溉试站，取得了可惜的成果。据主管部门提供，现由省水利厅农村水利处、农田水利管理总站和科技外事处主持设立的试验站共有41个，分布于全省不同地域，分别承担水田和少量旱田区域的灌溉制度试验，其中，每年都提供完整试验资料的水田占19个，旱田9个，共计28个试验站。对于试验成果可靠、实用的灌溉方法，灌水技术且取得明显增产又节水的试验成果加以适时总结，经专家鉴定后，在适合地区加以推广，从而不断扩大规模和效益。本文仅介绍灌溉试验站中的灌溉试验设计内容与水田作物灌溉制度试验内容。

1 灌溉试验设计的主要内容

1.1 设计程序及设计书

1)开展试验前，应根据试验任务的要求，编写试验设计书。

2)设计书应包含的主要内容:①试验课题名称;②试验的时间和地点;③试验目的、意义及其依据;④试验方案设计，主要是确定试验处理和重复方法;⑤田间试验(小区或大区)规划设计，并附试区布置图;⑥主要农业技术措施;⑦试验的技术路线，观测和调查的项目于方法;⑧试验资料的统计分析方法与要求;⑨经费预算与必须的仪器设备、工具、材料计划;⑩项目负责人、试验人员(包括工人)的分工和职责。

1.2 试验处理原则与其它事项

1.2.1 试验处理应遵循的原则

1)处理应有针对性。应根据试验要求解决的问题，选择若干主要对比因素，将其划分为几个水平，组合成对比处理。

2)水平划分时应注意使用不同水平之间的差异和处理数目便于进行试验和成果分析。各因素的最高和最低水平以及各水平之间的差别应恰当选定。

3)应结合以往进行的试验和以后可能的发展，保持试验成果的连续性和系统性。

4)对研究规律或探求各因素之间定量关系的试验，可安排恶劣状态或受害水平的处理。

5)试验处理设计应有利于对试验结果进行统计学检验。

6)应设置对照处理，作为比较的标准，对照处理应采用当地应用最广泛的技术措施。

1.2.2 多因素试验条件下处理方法

在多因素试验条件下，对于只有2～3个因素且各因素只有2～3个水平的试验，宜采用全面实验法安排处理;试验处理数目过多时，可采用部分实验法(如正交实验法、旋转实验法和最优实验法等)安排处理。

1.2.3 其它事项

1)除了多点的大田示范性试验以外，灌溉试验都应设置重复试区。小区试验应≥3次重复，中间示范性试验应≥2次重复。

2)有植物或土壤采样要求，并可能引起试验代表性发生变化的试验，重复数应适当增加。

1.3 试验小区布置

1)应根据试验场地总面积、土壤肥力分布状况，并结合试验的设计任务，统一规划试验小区。试验小区规划包括各项试验的试区布置，每个试区的小区排列，保护区、隔离区的布置，渠道、沟道及附属建筑物的布置，并应绘出田间规划布置平面图。

2)在同意重复试区内，各处理试验小区的形状、方向、面积应一致。每个试区的面积应根据试验项目、作物种类、试验地总面积和土壤肥力差异程度以及处理数和重复数等因素来确定。对于作物蒸发蒸腾量、灌溉制度、作物水分生产函数、劣质水安全利用、灌溉方法、灌水技术和灌溉效益试验，低矮或终止密度大的作物每个试验小区面积应＞60 m2，植株高大或终止密度小的作物每个试验小区面积应＞130 m2，中间示范区试验每个试区的面积宜＞300 m2。

灌溉方法试验中若有喷灌，其试区面积应根据喷头类型和组合方式确定:采用摇臂式喷头，试区面积应 ＞30 m2;采用折射式喷头，试区面积应 ＞60 m2。设施农业条件下的灌溉试验，应结合温室或大棚内的小气候条件和栽培管理要求等安排试区，小区面积可适当减小。

3)对于矩形试验小区，其长边应顺着土壤差异的方向。

4)布设小区时，应使同意重复试区内各处理小区之间的自然条件(土壤、地形、水文地质、前茬作物等)差异最小。

5)小区排列应有利于消减土壤差异带来的误差，宜采用随机排列、随机区组排列或拉丁方排列，不应采用顺序排列和集中排列。

6)整个试验区中与小区长边平行的两端应设保护区，每一保护区的宽度不宜小于宽度的一半。与小区短边方向平行的两端应设保护袋，宽度宜为1～2 m。保护区中应安排与相邻小区同样的处理，保护袋的处理应与所在的小区相同。保护区、保护带不计入试区面积。

对于旱作，当田埂防渗条件差时，应在每两个小区之间设置1～-2 m宽的隔离带。喷灌试验各小区之间以及喷灌与其他灌溉方法的试区之间，应设置隔离区，其宽度的确定应使相邻小区的喷洒水滴不发生相互交叉。隔离带及隔离区中种植与试验区内相同的作物，但不计入试验区面积。

7)试验区的灌溉渠道(管道)与排水沟道(管道)应分开布设。

2 水田作物灌溉制度试验

在我省不同区域，如三江平原、松嫩平原、中部地区以及黑河市等地域均设有灌溉试验站。它们随地域土壤、积温、水源、品种等条件的不同，作着不同的灌溉试验。虽然有些相异，但总体要求基本是相同的。其试验内容如下:

2.1 应根据田间水分控制方式确定相应灌溉制度

水稻本田期的灌溉制度试验，应根据田间水分控制方式(淹水、湿润、落干、晒田等)、天面水层深度或土壤水分控制上下限及晒田和落干的次数、时间及成都等因素安排处理，进行对比试验，确定会议的水分控制方式、水层标准、土壤水分适宜控制指标、晒田技术及相应的灌溉制度。

2.2 做好试验观测

应每天定时(上午8时)观测田间水层，灌水、降水及排水前后应加测，读书精度达到0.1 mm。在晒田落干期间，土壤含水率应5～10 d观测一次，灌水前后，降水前后和生育阶段转化时应加测。

2.3 水层标准与晒田技术要求

2.3.1 水层标准

1)湿润:0～20 cm土层内平均土壤含水率为饱和含水率的90%至天面水层深度为10 mm。

2)浅水层:天面水层深度为10～30 mm。

3)中水层:天面水层深度为30～60 mm。4)深水层:天面水层深度＞60 mm。

2.3.2 晒田标准

1)轻晒:晒田末时0～20 cm土层内平均土壤含水率不低于饱和含水率的80%。

2)中晒:晒田末时0～20 cm土层内平均土壤含水率为饱和含水率的60%～80%。

3)重晒:晒田末时0～20 cm土层内平均含水率低于饱和含水率的60%。

2.4 其他方面要求

1)泡田用水试验应针对省水、增产的泡田技术(泡田用水与耕、耙、耖田的配合方式等)与用水定额进行。试验中应测记泡田时间、用水定额、泡田技术以及泡田期间的降水量、排水量、田面蒸发量和渗漏量。

2)秧田的灌溉制度试验，宜根据当地条件，选择2～3种育秧方法以及相应的灌溉制度，做不同的安排处理并进行对比试验。

3)水田生长的其他经济作物或缘肥作物的灌溉制度试验，可根据田面有无水层情况，按水稻灌溉制度试验要求进行。

［1］水利部.SL13—2004灌溉试验规范［S］.北京:中国水利水电出版社，2004.

［2］李镇西.种植水稻是利用改良盐碱化土壤的一个好途径［J］. 黑龙江水利科技，1990，18(03):51-55.