江文芳

摘 要：本研究通過收集重慶市氣象局關(guān)于渝北區(qū)的近27年的氣象數(shù)據(jù)，運用渝北區(qū)農(nóng)業(yè)局的主要農(nóng)業(yè)氣象資料確定水稻的生育期，均以中熟地區(qū)的中熟品種為例，采用聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）推薦的Penman— Monteith公式（彭曼公式），借助CROPWAT8.0軟件作分析，計算出渝北區(qū)水稻在各個生育期的需水量。

關(guān)鍵詞：水稻；需水量；變化特點

重慶市常年雨量時空分布不均，常常出現(xiàn)干旱、澇災(zāi)等氣象災(zāi)害。本研究收集了渝北區(qū)1990年以來的氣象相關(guān)數(shù)據(jù)，以種植面積大的水稻為作物載體，分別計算出作物在各年度的需水量，最后通過曲線分布圖來觀察分析農(nóng)作物的需水量隨年分變化情況，從而探索出一定的需水規(guī)律。

一、材料與方法

1.試驗材料。本文所用數(shù)據(jù)為重慶市氣象局提供的渝北區(qū)1990—2016年的地面氣象觀測資料，要素包括日最高溫度、日最低溫度、日平均相對濕度、日平均風(fēng)速、日照時數(shù)及日降雨量，渝北區(qū)農(nóng)技站多年統(tǒng)計的一季中稻生育期觀測資料。渝北區(qū)稻田的主要土壤類型是水稻土，主要成分有石谷子、大土泥等，本研究主要以接近的黑粘土來代替。

水稻全生育期從播種—移栽—成熟，以中熟品種為例共150天。將該地的水稻全生育期分為5個階段，苗期、返青分蘗期、拔節(jié)孕穗期、抽穗揚花期、灌漿成熟期。根據(jù)目前渝北區(qū)的水稻種植模式，基本都是單季稻。只是根據(jù)多年的經(jīng)驗得出，全區(qū)大致分為早熟區(qū)、中熟區(qū)和晚熟區(qū)。通過計算平均數(shù)，早熟區(qū)在4月25日移栽，8月22日收獲；中熟區(qū)在5月5日移栽，9月1日收獲；晚熟區(qū)在5月20日移栽，9月16日播種，依次相差半個月的時間。中熟區(qū)大致分布在大灣鎮(zhèn)、王家街道、木耳鎮(zhèn)、玉峰山鎮(zhèn)、古路鎮(zhèn)和王家街道，由于時間有限，選擇了以中熟區(qū)的中熟品種為研究對象。

有效降水量等于總降水量減去徑流量、蒸發(fā)量和深層滲漏量，該部分降水量保留在根區(qū)并能供植物利用，即代表總降水量中的有效部分。因本研究是借住CROPWAT8.0軟件作分析，該軟件自動使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)0.8為系數(shù)計算。

Pe=0.8p 式中pe為有效降水量，mm/d，p為總降水量，mm/d。

2.試驗方法。水稻生育期需水量的確定采取FAO推薦的公式

（1）

公式（1）中，ETc 為作物需水量，mm/d，kc為作物系數(shù)，ETo為參考作物蒸散量，mm/d。

參考作物蒸散量（ETo）的計算采用FAO（1998）推薦的彭曼公式計算。參考作物蒸散量（ETo）定義為：假定參考作物的高度為0.12m，作物冠層阻力為常數(shù)且等于70s/m，地表反射率為0.23，則Eto可由下式表示：

（2）

公式（2）中，Eto為參考作物蒸散量，mm/d；Rn為到達作物表面的凈輻射，MJ/m2*d；G為土壤熱通量密度，MJ/m2*d；T為作物冠層2m高處的空氣溫度，℃；U2為2m高處的風(fēng)速，m/s；ed為飽和水汽壓，Kpa；ea為實際水汽壓，Kpa；△為飽和水汽壓與溫度關(guān)系曲線斜率，Kpa/℃；r為干濕常數(shù)；其中Rn、G、△、U2可通過氣象臺站觀測資料計算求得。

二、結(jié)果與分析

1.水稻需水量分析。本文以渝北區(qū)中熟水稻為例，選擇的插秧（大秧）日期是每年的5月5日。根據(jù)各年的月平均氣候參數(shù)表、月平均降雨量表、作物參數(shù)表、土壤參數(shù)表得出的1990年—2016年水稻需水量表及灌溉需水量柱形圖，然后再作年度間分析和不同生育期的需水量分析。

（1）水稻典型年需水量分析。以1991年、1998年、2000年、2007年均為典型年份，作物系數(shù)Kc值最高達1.20，在播種時期，最低值為0.97，在灌漿成熟后期?？傊琄c值在播種期、拔節(jié)孕穗期及抽穗揚花期較大，返青分蘗和灌漿成熟期的取值較小。水稻的作物需水量Etc從播種期到抽穗揚花期，基本上一直在增大，在抽穗揚花末期到收獲期才緩慢降低，最低值為播種期的0.28mm/day，最高值除1998年特殊年份在苗期外、均在抽穗揚花期或灌漿成熟期，高達6.46mm/day。

4月中下旬的降雨量滿足不了水稻的需水量，需要灌溉，特別是在4月中下旬苗期需要大量灌溉，最大需灌量出現(xiàn)在4月下旬，達94.9mm/dec。在7月份和8月分，部分年份需要灌溉。

（2）水稻需水量年度間分析。1990年至2016年，水稻灌溉需水量的平均值為572.9mm。從平均需水量看，90年代屬于低值期，從90年代后期到2010年呈現(xiàn)上升趨勢，特別是從2000年到2004年每年都在平均值之上。90年代中期和2010年代中期起伏最大，需水最大值出現(xiàn)在2006年766.5 mm，最低值出現(xiàn)在1993年502.4 mm；有效降雨量的平均值為624 mm，90年代前期和2010年代前期為低值區(qū)，90年代后期為高值區(qū)，2010年代末又有所上升。90年代末起伏最大。有效降雨量最大值出現(xiàn)在1998年1094.4 mm，最低值出現(xiàn)在2001年426.8 mm；灌溉需水量平均值為349.5 mm。90年代末明顯為低值區(qū)，2010年代后期明顯為高值區(qū)，90年代前期和2010年代前期比較平緩。2010年代后期起伏最大。灌溉需水量最大值出現(xiàn)在2008年632.5 mm，最低值出現(xiàn)在1999年185 mm。

（3）水稻各生長期平均需水量分析。1990年至2016年，渝北區(qū)中熟水稻的需水規(guī)律為：隨著水稻的生長和葉面積的增加，從苗期到拔節(jié)孕穗期，需水量不斷增大；在整個孕穗期基本穩(wěn)定，到了抽穗揚花期又不斷增大，直到灌漿成熟期需水量才迅速下降。其中最低需水量在苗期0.31 mm/day，最高需水量在抽穗揚花期5.31 mm/day。

三、結(jié)論與建議

1.結(jié)論。（1）水稻需水量在不同生長階段變化規(guī)律。隨著水稻的生長和葉面積的增加，從苗期到拔節(jié)孕穗期，需水量不斷增大；在整個孕穗期基本穩(wěn)定，到了抽穗揚花期又不斷增大，直到灌漿成熟期需水量才迅速下降。拔節(jié)孕穗期和抽穗開花期是水稻生育過程中需水強度最大的時期。其中最低需水量在苗期0.31 mm/day，最高需水量在抽穗揚花期5.31 mm/day。（2）水稻需水量水分盈虧情況。通過對近27年的分析，無論是在濕潤年、平水年還是枯水年，降水不能滿足水稻米的正常生長需要。其主要原因是降水分布不均衡，從年份上只有一半的年份出現(xiàn)需水量虧缺，卻每年都需要灌溉，證明雨水利用之差?？偟?7年當中，整個水稻生長季節(jié)，富余的降水量大于虧缺的降水量。虧缺最嚴重的季節(jié)出現(xiàn)在4月份和8月份，5月份和7月份有一半的年份虧缺，6月份僅有93年、94年和2000年虧缺。其中灌溉需水量最多的為2008年632.5 mm，灌溉需水量最低的為99年185 mm。

拔節(jié)孕穗期和抽穗開花期是水稻生育過程中需水強度最大的時期，也是水分虧缺最敏感的時期，水稻的分蘗和灌漿期對水分虧缺不十分敏感。不同階段的不同程度受旱玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響各不相同，相同程度受旱對產(chǎn)量影響最大的階段為拔節(jié)孕穗期，抽穗開花期次之，但在分蘗期實施適當?shù)乃痔澣辈粫Ξa(chǎn)量構(gòu)成較大影響，灌漿期采取一定程度的受旱不會對產(chǎn)量構(gòu)成影響。而拔節(jié)孕穗期和抽穗開花期在5月下旬到7月份，根據(jù)分析結(jié)果，這段時間僅有91年、96年、97年、99年4年不虧缺，大多數(shù)年份都需要人為灌溉滿足。

2.建議。渝北區(qū)一方面是較豐富的降水，另一方面面對的是幾乎每年都會發(fā)生的干旱。因此，在全區(qū)特別是在糧食主產(chǎn)區(qū)的丘陵山區(qū)興修水利工程以抗旱救災(zāi)，是穩(wěn)定全市糧食生產(chǎn)、促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的重要舉措。在丘陵山區(qū)興修水利工程，要根據(jù)當?shù)氐牡匦巍⑼临|(zhì)、氣象條件及社會經(jīng)濟狀況，充分利用當?shù)刎S富的降雨資源和有利的地形條件，發(fā)展適合丘陵山區(qū)特征的節(jié)水灌溉技術(shù)。

參考文獻：

[1] 姜文來.21世紀中國水資源安全戰(zhàn)略研究[J].中國水利，2000，（8）：41-44.

[2] 何軍.作物需水量估算和實時灌溉預(yù)報研究[D].華北水利水電學(xué)院，2007.

[3]《中國農(nóng)業(yè)年鑒》編輯委員會.中國農(nóng)業(yè)年鑒[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000：280-300.

[4] 單魚洋等.彭曼公式在參考作物需水量中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，（10）.

[5] 溫隨群等.作物需水量計算方法研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，（2）.