缩略图
Mobile Science

稻田水分精准调控抗高温技术

作者

金鑫 李刚 沈宇 潘昌文 邓松 方成 郑露

1. 岳阳市岳阳楼区农业农村局 湖南岳阳 410400 2. 湖南鑫盛华丰种业科技有限公司  湖南岳阳 414000 3. 岳阳市农业综合行政执法支队 4. 湖南瑞利农业发展有限公司

全球气候变暖的大环境下,极端高温事件频繁发生,这对水稻生产造成极大危害。高温会制约水稻光合作用、授粉受精等重要生理活动,致使产量降低或者存在减产隐患,稻田水分调控属于农业管理中的关键部分。在减轻高温压力方面起着重要作用,采用精准灌溉技术,既能改良生长环境状况,又能提升作物耐热能力,从而保障产量与品质稳定。

1 高温对水稻生长的危害

1.1 影响光合作用

高温环境能够明显降低水稻叶片内部光合酶的活性,还会破坏叶绿体的结构完整度以及其生理机能,进而抑制光合作用的效率。在极端高温环境下,水稻叶片上的气孔会自动关闭,以此来缩减水分蒸发量。当环境温度连续超过35℃的时候,水稻的光合速率就会出现明显的下降,从而给其生长发育进程带来不良的影响[1]。

1.2 干扰授粉结实

水稻抽穗到开花期间对于环境温度波动十分敏感,高温胁迫会影响花粉的生长和传播,使花粉活力下降,授粉效率降低。空瘪粒比例增多,结实率变差等不良后果。

2 稻田水分调控对抗高温的作用

2.1 调节田间小气候

科学的灌溉管理模式能够明显提高农田空气湿度,降低地表温度。因为水的比热容较大,所以在灌溉时水分蒸发要吸收大量的热量,这样可以有效地防止田间温度的升高。特别是在夏季高温时期,采用浅层灌溉技术,田间温度要比常规情况下降低 2~3% ,为水稻生长创造一个比较适宜的小气候环境。

2.2 维持水稻生理功能

充足的水分供应能保证水稻叶片正常开展蒸腾作用,减轻高温环境带来的热胁迫影响,避免组织受损。水是主要的代谢媒介,它参与到光合作用、呼吸作用这些关键生理过程当中,给水稻维持整体生理平衡,达成生长发育给予物质支撑。

3 稻田水分精准调控的关键技

3.1 灌溉时机的精准把握

3.1.1 不同时期的灌溉需求差

水稻各个生育阶段对于水分的需求表现出明显的阶段性特点,科学灌溉务必结合作物生长规律开展动态调节。当到达孕穗期以及抽穗开花期时,要保证充足的供水量,避免因缺水造成穗分化异常或者授粉受阻,待进入灌浆期之后,则采取间歇性湿润管理模式较为适宜,以此来改善籽粒充实度并提高结实质量。

3.1.2 结合气象条件灌溉

要时刻留意气象部门给出的预测消息,在高温来临之前赶紧展开灌溉作业。要是预估会连续出现高温天气,就在高温到来前 1 到 2 天执行灌溉,以此来保持田间适宜的水分情况,从而减轻极端气候给水稻生长带来的影响。

3.2 灌溉量的精准控制

3.2.1 基于土壤质地的灌溉量确定方法

不同质地土壤因保水性能存在差异,对灌溉需求也有所不同。砂土保水能力较弱,需加大灌溉量才能满足水稻根系水分需求,黏土保水能力强,可防止田间积水引发根系缺氧状况,此时可减少灌溉水量,做到合理配置,高效利用。

3.2.2 基于水稻生长状况的灌溉量调整策略

依据水稻生长阶段的关键指标,诸如叶色,株高,分蘖数之类,创建起动态调控机制来做到精准灌溉管理。在水稻旺盛生长期,由于水分需求明显增多,应当增大灌溉量;而在生长发育迟缓或者受阻的时候,则要缩减灌溉量。

3.3 灌溉方式的选择

3.3.1 浅水勤灌属于传统灌溉技术中的关键部分,它的基本原理就是把水层高度维持在 3 到 5 厘米之间,依靠自然蒸发来达成水分循环的目的。这种方法既能保证作物生长所必需的水分条件,又能改良土壤的透气情况,推动根系发展,进而优化作物的整体生长状况。

3.3.2 干湿交替灌溉

干湿交替灌溉技术主要用在水稻生长后期,其原理是每次灌完水之后让田里蓄满的水自然蒸发掉,等到土壤表面出现一些微小的裂纹的时候就再次开始新一轮的灌溉。这种方法可以促使根系往更深处发展,而且能明显提高植物抵抗倒伏的能力,极大地提升用水效率 [2]。

4 稻田水分精准调控抗高温技术应用案例分析

4.1 案例背景

某地夏天常常很热,这给种水稻的农民带来不少麻烦,为了应对这种炎热天气,当地的农业部门就大力推广一种叫做稻田水分精准管理的技术,想让水稻更耐旱,产量也更稳定。

4.2 技术应用情况

挑选一些典型的稻田当作实验区域,用前面提到的精准灌溉技术来做田间试验。按照水稻生长周期的特点和气象要素变化的规律,合理规划灌溉的时间节点和水量分配计划,采用浅层间歇性补水加干湿交替的方式来执行灌溉操作。

5 存在的问题与对策

5.1 存在的问题

有的农户对于稻田水分精确调控技术的认识有缺失,理论知识跟操作技术比较欠缺,传统灌溉形式的依赖程度高,新技术的推广使用受到一些阻碍,当前,稻田水分监测缺少有效且精准的检测仪器和技术系统,无法做到田里土质含水率的随时动态监控,细致化水资源管理的成效也受到了影响。

5.2 对策

通过举办培训班、采用发放宣传资料等多种形式,提升农民对于稻田水分精准调控抗高温技术的认知程度及操作技能,可以选出一些典型示范户开展现场观摩会,直接展示技术应用成果,这样就能很好地调动农户参与的积极性和主动性,政府部门以及科研机构要加大资金投入力度,加快稻田水分精准监测设备的研发推广速度,着重推广土壤水分传感器,气象站这些先进的检测工具,做到田间水分状况的即时动态监测,从而给科学灌溉决策给予可靠的数值依据。

结束语

稻田水分精准调控技术属于解决农业高温灾害的重要手段,通过科学安排灌溉时段,恰当调配灌溉量并选择灌溉方法,可以改善田间小环境,保证作物生理功能正常,提升其逆境抗逆性能,从而保障产量稳定而且保持优良品质,还能提升水资源运用的效益,这项技术在使用当中还存在不少问题,不过通过加强专业人才培育,加大设备更新速度以及完备气象观测系统等举措,促使该技术朝着规模化发展迈进,为现代农业持续稳定发展给予强有力的助力。

参考文献:

[1] 詹沐霖 . 基于生物有机肥施用下的节水灌溉稻田氨挥发减排技术研究[D]. 扬州大学 ,2023.

[2] 刘斌 , 胡继超 , 赵秀兰 , 等 . 应用 Penman-Monteith 模型估算稻田蒸散的误差分析 [J]. 中国农业气象 ,2015,36(01):24-32.

作者简介:金鑫(1986-)男,汉族,湖南汨罗人,助理农艺师,从事农业技术推广工作。

通讯作者:李刚(1977-),男,汉族,县人,农艺师,从事农业技术推广工作。