自壓吸氣增氧灌溉對(duì)水稻生長及產(chǎn)量的影響

李康勇 李桂元 徐義軍 張杰 張勇 胡春艷 劉思妍

摘要?為探索自壓吸氣增氧灌溉對(duì)水稻生長及產(chǎn)量的影響，研制了自壓吸氣放水管，設(shè)計(jì)4種田間灌溉排水模式，分析自壓吸氣增氧灌溉對(duì)水稻生長及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：4種灌排模式中，增氧灌溉處理水稻的生長及產(chǎn)量均優(yōu)于不增氧處理，但不同灌溉模式下增氧對(duì)促進(jìn)水稻生長的效果差別較大。增氧對(duì)常規(guī)灌溉模式下水稻增產(chǎn)的促進(jìn)作用最為明顯。增氧灌溉對(duì)常規(guī)模式下水稻分蘗前期分蘗的促進(jìn)作用比較明顯，對(duì)灌溉模式Ⅱ水稻分蘗后期分蘗的促進(jìn)作用比較明顯。

關(guān)鍵詞?自壓吸氣增氧放水管;灌溉;生長;產(chǎn)量

中圖分類號(hào)?S274?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A?文章編號(hào)?0517-6611（2021）01-0207-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.055

Abstract?In order to explore the effects of self-pressurized inspiratory aeration irrigation on the growth and yield of rice， a self-pressurized inspiratory aeration irrigation pipe was developed， four kinds of field irrigation and drainage models were designed，the effects of self-pressurized inspiratory aeration irrigation on the growth and yield of rice were analyzed.?The results showed that the growth and yield of rice under oxygenation were better than those without oxygenation treatment among?the four irrigation and drainage models，but the promotion effect of oxygenation?under different irrigation models?on the growth of rice was?quite different.?Oxygenation with conventional irrigation model had the most obvious promoting effects on the yield increase of rice. Oxygenation had more obvious promoting effects on the?tillering of rice at the early tillering stage under conventional irrigation model， and it had more obvious promoting effects on the tillering of rice at the late tillering stage under Ⅱ irrigation model.

Key words?Self-pressurized inspiratory pipe of aeration irrigation;Irrigation;Growth;Yield

作物根系缺氧是制約作物生長的一個(gè)重要因素，如何解決根系缺氧問題一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[1-3]。水稻是我國南方地區(qū)的主要糧食作物之一，因生長在透氣性差的黏性土壤中和根系長時(shí)間被水層淹沒導(dǎo)致的根系缺氧問題是造成水稻產(chǎn)量下降的主要因素之一[4-7]。研究表明，增氧灌溉技術(shù)能夠有效緩解根系缺氧問題，主要通過改善土壤中根系的呼吸環(huán)境，以促進(jìn)微生物活動(dòng)及作物根系生長，提高作物品質(zhì)及產(chǎn)量[8-11]。目前常用的增氧方式主要有化學(xué)增氧和機(jī)械增氧，其中化學(xué)增氧主要是通過向灌溉水中加入易反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的化學(xué)物質(zhì)，如H2O2和CaO2等;機(jī)械增氧則是通過氣泵向灌溉水或土壤中注入空氣或氧氣，以提高灌溉水中的氧氣含量。這2種增氧技術(shù)成本較高，主要應(yīng)用在溫室大棚中，化學(xué)增氧技術(shù)還可能給土壤帶來二次污染[12-15]。

自壓吸氣增氧是一種新型的增氧技術(shù)，具有造價(jià)低、便于使用且增氧效果好等優(yōu)點(diǎn)，但尚未在大田試驗(yàn)中驗(yàn)證。筆者設(shè)置了4種不同灌溉下限的灌溉排水模式，使用自壓吸氣增氧放水管進(jìn)行增氧灌溉，分析增氧灌溉對(duì)水稻生長及產(chǎn)量的影響，旨在為該增氧技術(shù)的推廣與應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)地及材料

試驗(yàn)地位于湖南省水利水電灌溉試驗(yàn)中心站內(nèi)，地處113°17′E，28°16′N。試驗(yàn)于2017年進(jìn)行，選擇超級(jí)稻早稻“株兩優(yōu)189”開展試驗(yàn)，于4月27日移栽，7月15日收割，育秧期31 d，全生育期為111 d。

該試驗(yàn)使用自壓吸氣放水管對(duì)灌溉水進(jìn)行增氧，該管道利用文丘里原理設(shè)計(jì)，由進(jìn)水段、收縮段、喉管、摻氣段、擴(kuò)散段和彎頭組成，該增氧放水管道實(shí)物圖如圖1所示。使用美國哈希公司生產(chǎn)的HQ40d便攜式多參數(shù)水質(zhì)分析儀檢測田間灌溉水含氧量，結(jié)果顯示自壓吸氣增氧放水管可使水中含氧量增加約12%。

試驗(yàn)小區(qū)有長方形水稻試驗(yàn)田24塊，每塊長15 m，寬9 m，每塊試驗(yàn)田設(shè)置水表1塊，精確記錄每次灌溉供水量;設(shè)置放水閥門2處，可根據(jù)田間試驗(yàn)需要排水，精確控制田間水深。試驗(yàn)田塊間設(shè)C25混凝土隔墻，隔墻總高度為1.8 m，保障各田塊間水肥條件各自獨(dú)立，便于不同試驗(yàn)方案的比較。 以試驗(yàn)區(qū)上游2處山塘作為灌溉水源，埋設(shè)灌溉輸水管道，用水泵進(jìn)行加壓，壓力水頭為12～17 m，以實(shí)現(xiàn)管道供水灌溉。