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水稻灌溉效益的分析方法与步骤

2019.5.15
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

在水资源供需矛盾不断加剧的今天,农业灌溉必须不断提高用水效率和用水效益,效益优先 是发展社会经济的重要原则。科学、合理地评估作物的灌溉效益,是进行灌区建设和技术改造可行性研究、工程项目和方案优选、管理质量检查与评定的基础和前 提,也是实行节水灌溉及评价节水效益的科学依据。但长期以来,由于各种原因,作物灌溉效益的研究明显地滞后于经济及其他科学技术的发展,灌溉效益评估缺乏 科学的标准,取值混乱,甚至在同一区域和同一时期内,利用土壤水分速测仪进行水分测量,然后确定溉灌情况,对灌溉效益的分析结果也差异悬殊,这种状况不仅给技术审查带来不便,而且影响政府的决策和造成失误。这引起了我省有关技术 主管部门的高度重视,并委托广东省水科院开展作物灌溉效益的试验研究。通过科学试验,寻求简便可行的作物灌溉效益分析方法,增强客观性和科学性,从而减少 盲目性或因效益失真所造成的损失。

水稻是广东的主粮作物,稻田用水在目前乃至今后很长时期内都必将是灌溉用水的绝对大户,因此它是灌溉效益研究的重点作物。水稻的灌溉效益,是指合理灌溉稻田的收成相对于不灌溉望天田的增产率,其变化主要取决于自然降雨状况。由于本省降雨的时空分布不均,降雨通过土壤水被作物利用,乃至形成产量,情况复杂多变,这种与自然降雨关系密切而近似于随机的变化过程,应根据数理统计原理,通过多年长系列分析,找出其规律性。我们通过多年试验,对试验区内的降雨变 化过程、稻田对降雨的利用量、土壤水与作物生长及产量的关系等,进行了较为系统的研究,使大气水土壤水作物有机地联系,在此基础上建立了稻田亏水与 产量的相关关系,提出了作物灌溉效益的分析方法。稻田亏水与产量相关关系的建立,揭示了土壤水与作物产量间的数量关系,为研究全省各区域及各种作物的灌 溉效益,提供了科学和较为简捷的方法。

如何进行分析:以梅县为例,水稻灌溉效益的分析方法与步骤如下:

a)资料收集本例收集了当地 1953~1999年共47年的逐日降雨和露天水面蒸发量资料。

b)确定各种分析指标主要分析指标包括:调查及确定作物耕作方法、作物品种、生育期等;" 确定灌溉制度,应选择当地节水的、大面积实施的稻田灌溉制度,包括各生育阶段的灌水上下限、蓄雨上限等;水稻需水量估算方法(根据广东水科院研究成果,利用经验公式,通过露天水面蒸发强度推算);确定当地稻田平均渗漏强度。

c)编程、计算根据土壤水分平衡原理编制计算程序,将上述各项分析指标输入电脑,对望天田进行土壤水分的逐日平衡分析,得出每日的土壤含水率。

d)逐年(分早、晚稻)统计稻田平均亏水系数本例对1953~1999年稻田平均亏水系数 进行了逐年的分析,结果显示:早稻因降雨较丰,分布均匀,望天田多年平均亏水系数为17.7;晚稻降雨少,望天田的亏水程度较重,多年平均亏水系 数为44.5。双季水稻(早、晚稻合计)多年平均亏水系数为33.4

e)估算望天田产量指数根据稻田亏水与产量的相关关系,逐年推算望天田产量指数。在估算过程中,宜根据各年造的逐日土壤水分的实际变化状况,并结合经验,对特殊状况进行局部修正。本例分析结果为,多年平均产量指数早稻为 62.2,晚稻18.7;双季水稻产量指数为41.4。灌溉效益分析:以灌溉增产率表示作物灌溉效益,是合理灌溉相对于无灌溉的增产效益,通常以增产百分 率表示。依据《灌溉试验规范》,作物灌溉效益(即灌溉增产率)利用公式计算。用灌益比表示将灌溉后增加的效益占灌后总生产效益的比例(%)称为灌益比,即把灌溉后的总生产量视为灌溉水(或称工程水)与自然水的总生产效益,而灌后总产减去靠自然水的望天田产量,以此作为灌溉水的 增产量,其占灌后总产的百分率则为灌益比。

实际应用中,对工程灌溉效益的分析,一般利用土壤水分记录仪, 然后采用效益分摊系数法。即以总增产效益(以单位面积的作物增产量或产值)为基数,乘上灌溉效益分摊系数(一般为灌溉效益占总效益的比例)和作物 播种面积。广东降雨量较丰,依赖自然降雨,作物也具有一定的收成,但产量的高、低,或根本颗粒无收,农民对其既不能控制也难于预测。因此灌溉工程作为农业 基础设施,在对作物的稳产、高产长期发生效益的同时,也是保持农村社会稳定及经济稳步发展的基础,因此对灌溉效益的评价,首先应从社会效益去衡量;其次,因大多数农业增产技术必须在具有灌溉保证的条件下才能实施,从这一意义说,灌溉效益也随农业生产技术的提高而提高,因此从经济角度评价,以有灌溉条件与无 灌溉条件的土地生产率进行比较更合理,或者说,应以灌溉带来的土地生产率、劳动生产率等农业综合生产效益的提高,作为评价灌溉效益的依据。

本项研究以田间试验为基础,通过研究降雨与土壤水的变化关系、土壤水与作物生长的变化关系,使大气水土壤水作物有机地联系,建立它们之间的相互关系,进一步分析提出该地区水稻灌溉效益的评价指标。作为一种相对简便快捷的研究手段和研究方法,将可推广应用到全省各地区、各种作物,从而推算出能覆盖全省和 各种主要农作物的灌溉效益。本项成果直接为灌溉工程规划设计服务。应用先进的计算机技术分析、研究科学合理的作物灌溉效益,填补了我省在这方面的空白,并具有较强的可操作性,在同类技术领域里可直接应用或借鉴,具有实用意义。因为试验结果是在一定条件下获得的,难免存在时域和地域的局限性,因此,今后还应 创造条件,继续进行田间试验,使其日臻完善,使本项成果在从无到有的基础上完成从有到精的过程,更符合科学化的精准要求。


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