水田高效节水配套关键技术优化集成研究

尚学灵 司昌亮 张生武

(吉林省水利科学研究院，吉林 长春 130022)

引言

水稻是我国最重要的口粮作物，也是用水量最大的作物[1]。东北寒地水稻在我国粳稻生产中的地位更为突显，稻米优质化率可达70%以上[2]。在水稻栽培过程中，存在灌溉水量无据可依、水肥利用率低、田间管理制度缺失、综合防控技术不完善等问题严重制约着水稻的规模化生产与产量提高。因此，因地制宜地开展化控育壮秧技术、综合防治技术、种植模式、施肥制度等技术优化集成，提升田间管理及综合防控水平，提高水肥利用效率，从而确保粮食安全和水资源的可持续利用。

本文根据吉林省的自然气候条件、水稻的需水规律，因地制宜地优化集成化控育壮秧、综合防治、种植模式、施肥制度等关键技术，合理构建吉林省水田高效节水配套关键技术模式，力求充分发挥技术模式的节水、节肥、省工、增产、增收、增效等特点，促进全省粮食增产、农民持续增收和农业不断增效。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

田间试验资料来自于岔路河水田试验基地、前郭灌溉试验站、白沙滩灌溉试验站、龙井灌溉试验站。

岔路河水田试验基地位于永吉县岔路河镇，地处吉林省中东部，吉林省中东部，松嫩平原向长白山区过渡地带，四季分明，大陆性季风气候，多年平均蒸发量1316mm，多年平均降水量为673mm，平均风速3.1m·s-1，年平均气温4.4℃，平均年积温2704℃，多年平均日照时数2445h，年平均无霜期145d，最大冻土层深度1.5m。

前郭灌溉试验站位于吉林省前郭县境内，松辽平原东南部，松花江右岸冲积、堆积二级阶地上，地势总趋势东南高西北低。气候类型属温带季风气候区，多年平均降水量447.07mm，年平均气温5.9℃；年平均风速为3.4m·s-1，无霜期151d；≥10℃积温3094.1℃，最大冻土深度为180cm。

白沙滩灌溉试验站位于吉林省镇赉县境内，地处中纬度内陆地区，地势由西北向东南倾斜，拔海128～210m。属于温带大陆性季风气候，四季分明。年平均气温4.9℃，年平均降水量402mm，年平均无霜期152d。全年盛行北风，年平均风速3.1m·s-1。土壤以草甸土、淡黑钙土为主。种植作物以水稻为主。

龙井灌溉试验站位于吉林省龙井市，地处吉林省东南部，长白山东麓。属中温带半湿润气候区，春季干燥多风，夏季温热多雨，秋季凉爽少雨，冬季漫长寒冷。年平均气温5.5℃，全年无霜期160d，年平均降水量479.0mm，平均日照2447.2h，结冰日164d。种植作物以水稻为主。

1.2 方案设计

根据吉林省的自然气候条件、水稻的需水规律，在水稻栽培的全过程中，综合运用化控育壮秧技术、综合防治技术、种植模式、施肥制度等多项节水增效技术措施并进行优化集成[3]，最大限度地节约灌溉用水。

2 高效节水配套关键技术

2.1 化控育壮秧技术[4-9]

水稻化控早育壮秧就是一种将化控和早育秧相结合的水稻育秧技术。化控就是根据农户的实际生产需要，应用作物生长调节剂促进或抑制作物的生长。在水稻生产上，应用较多的生长调节剂，能起到使秧苗变矮、根系发育好、抗逆性增强的作用。

水稻化控早育壮秧技术以旱育稀播为基础，全过程如下。

2.1.1品种选择

通常要选择熟性好、抗病抗倒伏、抗寒、耐旱、耐盐碱性强、品质优良的中熟品种，适当选择早熟、晚熟品种。

2.1.2 苗床处理

2.1.2.1 苗床选择

充分考虑到北方春季寒冷干燥的气候条件，宜在育苗棚内进行控水旱育，育苗棚内地面温度需连续10d稳定通过10℃；育苗土宜选用土壤肥沃疏松、熟化程度高、杂草和地下害虫少、未被污染的土壤；苗床附近应具有稳定的水源，以便于灌溉管理，灌溉宜选用喷灌或微喷；应保证育苗棚阳光充足。

2.1.2.2 苗床培肥

根据当地施肥习惯，采用一次培肥法，即播前培肥。

2.1.2.3 苗床土调酸和消毒

若生长调节剂中已带有调酸和杀菌成分，则不用重复施用；若无，则可使用100～150g·m-2硫磺粉或施入足量的有机肥料和一定量的酸性肥料来调节土壤pH值。床土消毒与调酸同时进行，采用2～4g·m-2敌克松兑2kg水喷施。

2.1.3 种子处理[10]

2.1.3.1 播量

北方水稻以粳稻为主，一般6叶左右移栽的中苗为500～700g。

2.1.3.2 晒种和选种

晒种的方法一般是将种子平摊于干燥平整的地面，种子堆积厚度2～3cm为宜，每隔1～2h翻晒1次，翻晒1～2d，保证种子的干燥度基本一致。

脱芒与选种,利用水稻脱芒精选机进行脱芒和选种处理。脱芒机无精选功能，则脱芒后宜用比重1∶1.13的盐水选种，后用清水淘洗2遍。用以剔除混在种子中的草籽、杂质秕粒、病粒等，选出粒饱、粒重和大小整齐度一致的种子。

2.1.3.3 浸种消毒

包衣，浸种前应先使用拌种王进行稻种包衣处理。包衣后的稻种必须静置1～4d(温度在15℃以上时静放置1d即可，温度在5～10℃须静放置3d以上)。待种衣剂完全固化后方可浸种，静放置时不可将包衣稻种置于阳光下暴晒。

浸种，浸种时务必先将包衣后的稻种放入容器中，再用浸种剂(25%咪鲜胺)浸种，每100kg稻种加100～120kg清水，水位刚好淹没稻种即可，温度15～20℃，浸种时间3～5d。

播种前1d捞出稻种在阴凉处晾干除去多余水分，等待催芽播种或直接播种。

2.1.3.4 催芽

有条件的情况下应进行机械催芽；无条件时根据当地实际情况进行人工催芽：高温破胸、适温催芽、低温晾芽；若不进行催芽处理，可选择直播方式。

2.1.4 旱育秧播种技术[11]

苗床育秧前需进行破土粉碎作业，使用水稻育秧粉土机将育苗土中的土块、有机肥直接粉碎、混合，既有利于播种，也有利于增加有机质的利用率，破土粉碎过程中同时加入生长调节剂，使过筛客土充分混拌均匀。

使用自走式水稻育苗摆盘一体机一次性完成摆盘、播土、播种、覆土；育苗土浇水宜采用微喷，浇匀、浇透，使5cm内的土层保持饱和含水状态；喷施壮秧和杀菌剂，等育苗土充分吸水后或立针期，应按照使用说明喷施立枯净来杀灭土壤中细菌，防止立枯病发生；喷除草剂，播种洒水后，用40%丁·扑，即丁草胺和扑草净合剂1650mL·hm-2，兑水均匀喷雾；插秧前施肥，苗床插秧前3～5d，追(喷)施送嫁肥，按说明使用；插秧前施药，追(喷)施送嫁肥的同时，随水肥使用杀虫剂，主要灭杀潜叶蝇、负泥虫，按说明使用。

2.1.5 出苗前后田间管理[12]

2.1.5.1 控制床温

为了保证寒冷地区的出苗率，出苗前需做好苗床和育苗棚的保温工作。

控制苗床温度，可在苗床上铺一层防渗膜或塑料膜，用来调节苗床温度，保温增湿。

应及时清除育苗棚薄膜上的杂物，增加薄膜的透光性，防止薄膜破损，出现破损时及时修补。有寒流发生时，夜间要在薄膜上适量加盖稻草或草帘。

播种期至齐苗期时育苗棚内温度高于35℃时应及时通风降温；齐苗期至1.5叶期开始降温炼苗，保持育苗棚内温度在25℃左右；1.5～2.5叶期是立枯病的易发期，也是控温炼苗及化控的关键时期，应适时通风，使育苗土干燥，保持育苗棚内温度在25℃左右。

2.1.5.2 及时补水

播种前只要浇透底水，除表土赶早发白需补水外，出苗前不必补水。

2.1.5.3 追肥

旱育秧追肥宜选用优质的可溶性肥料，采用水肥一体化喷浇的方法。

2.1.6 壮秧标准

中稻宜选用中苗，壮秧的形态标准：叶龄5～6叶，苗高15～16cm，带蘖2～3个带蘖株率80%以上，第1叶鞘高度小于3cm，基部扁平，秧龄约30～40d。

2.2 综合防控技术[10]

移栽后应根据各生育期的实际防控要求，采取配套的农艺措施。

2.2.1 整地——泡田期

水稻本田移栽前要整地、泡田、灭草。整地，田面越平越好；泡田，泡田灌水做好调配，坚持先远后近，先高后低的原则(井灌也相同)；结合泡田进行封闭灭草5～7d。

2.2.2 移植——返青期

根据气候条件适时插秧，根据当地土壤状况确定插秧规格，土地肥沃的田块稀插，土地贫瘠的地块密插。

2.2.3 分蘖期

插完秧后，等到秧苗充分返青后，进行封闭灭草8～12d。

注意防治3虫2病。3虫为二化螟、负泥虫、潜叶蝇，2病为纹枯病、稻瘟病。

2.2.4 拔节孕穗期

此期要注意预防稻瘟病、二化螟和田间杂草(三楞草、鸭舌草、兰花菜、水白菜、水草等)。

2.2.5 抽穗开花期

主要防治1虫4病。1虫为三化螟，4病为纹枯病、鞘腐病、稻瘟病、褐变穗。

2.2.6 乳熟期——黄熟期

主要防治1虫2病。1虫为三化螟，2病为稻瘟病、纹枯病。水稻成熟后要适时收割。收割最佳时期是稻穗上部的枝梗有2/3黄化变干，穗基部变黄色，全穗外观失去绿色。如果谷粒已经变黄，也应及时收割(此时期称作三黄期)。

2.3 种植方式[13]

水稻种植以移栽为主，即秧苗生长到一定阶段需移栽到大田里，秧龄天数一定要按出苗到移栽时达到35d，插秧时要使秧苗充分落黄后开始移栽，称为一黄期。移栽稻分为人工移栽和机械移栽。

2.3.1 人工移栽

人工移栽是指按农艺要求和规范，不借助机械设备把适龄秧苗以纯人工的方式移栽到本田的一种水稻栽培形式。

2.3.2 机械移栽

机械移栽是指借助机械设备如插秧机、抛摆机、喷苗器等，将适龄秧苗按农艺要求和规范移栽到本田的一种水稻栽培形式。

2.4 施肥制度[14,15]

结合已有得参考资料，根据水稻的需肥规律，确定水稻的施肥制度。

2.4.1 整地——泡田期施肥

泡田前施基肥，氮肥占本田期总用量的40%；磷肥占本田期总用量的100%；钾肥占本田期总用量的60%。

2.4.2 分蘖期

移植返青期控完水后结合灌水施分蘖肥，第1次氮肥占本田期总用量的10%，第2次施氮肥占本田期总用量的20%。

2.4.3 拔节孕穗期

结合分蘖末期(二黄期)重控后灌水时施调节肥，氮肥占本田期总用量的10%，钾肥占本田期总用量的40%。

倒二叶形成时，施穗肥，氮肥占本田期总用量的20%。

3 技术模式集成

针对吉林省水田灌溉水利用效率低、水分管理模式模式适应性不强等问题，以节水为出发点，以节本增效为目的，项目重点开展高效节水水分管理模式研究、配水优化适宜土壤水分试验研究等试验，建立以“化控育壮秧—控制灌溉—水肥联合调控—综合防控”为主体框架的吉林省水田高效节水配套关键技术模式，使工程、农艺与农机有机结合，满足吉林省水田高效节水的技术需求。

吉林省水田高效节水配套关键技术模式有效解决了水稻控制灌溉土壤水分阈值缺失、全生育期水肥脱节等主要技术难题，可实现化控育壮秧、水肥精准调控、田间综合防控，节水20%以上，水稻单产提高2%以上，达到农业节水、粮食增产、增效，农民增收的目的。

4 技术模式应用与验证

为有效推广水田高效节水灌溉技术，验证吉林省水田高效节水配套关键技术模式的实用性，在白城市白沙滩灌区、松原市前郭县、吉林市永吉县、龙井市等4个地区进行应用示范。经现场考种测产，应用示范区内水稻整体生长平衡，株高、穗形均匀，结实率高，落色好，无明显病虫危害，无倒伏，茎杆青壮。

结合调查测产结果，汇总分析结果见表2。

表1 吉林省水田高效节水配套关键技术模式简表

表2 技术模式应用示范区综合对比表

由表2可知,4个地区的水稻控制灌溉较常规灌溉平均增产18kg·667m-2，667m2均增产率2.93%；节约灌溉水量142m3·667m-2，667m2均节水率29.09%。

经验证，吉林省水田高效节水配套关键技术模式在吉林省具有较好的适应性与实用性，可达到技术模式集成应用效果。

5 结论

根据吉林省的自然气候条件、水稻的需水规律，因地制宜地优化集成化控育壮秧技术、综合防治技术、种植模式、施肥制度等多项节水增效技术措施。

合理构建以“化控育壮秧—控制灌溉—水肥联合调控—综合防控”为主体框架的吉林省水田高效节水配套关键技术模式。该技术模式可有效解决水稻控制灌溉土壤水分阈值缺失、全生育期水肥脱节等主要技术难题，实现化控育壮秧、水肥精准调控、田间综合防控，节水20%以上，水稻单产提高2%以上，达到农业节水、粮食增产、增效，农民增收的目的。

在白城市白沙滩灌区、松原市前郭县、吉林市永吉县、龙井市等4个地区进行应用示范，得出4个地区的水稻控制灌溉较常规灌溉平均增产18kg·667m-2，667m2均增产率2.93%；节约灌溉水量142m3·667m-2，667m2均节水率29.09%。