稻田亏水程度与减产率相关性研究及其应用

22 1974 0.99 1.00
0
0.52 0.01
∞
0.75 0.50
98
23 1975 0.95 0.99
1
0.78 0.68
48
0.87 0.83
20
24 1976 0.99 1.00
0
0.52 0.02 6145 0.75 0.51
96
25 1977 0.68 0.46 119 0.72 0.54
27
0.79 0.69
44
0.82 0.74
35
8 1960 0.91 0.91
9
0.63 0.33 204 0.77 0.62
61
9 1961 0.73 0.56
77
0.87 0.84
18
0.80 0.70
42
288
10 1962 0.83 0.76
31
0.40 0.00
∞
0.62 0.38
162
0.4
季稻分别进行分析统计。
0.2
3.1.1 多年平均灌溉效益 主要方法步骤如下：
0.0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
(1)参考《广东省一年三熟灌溉定额》
相对需水量x(ETa/ETm)
成果及其分析方法，利用已收集的逐年日降
雨和露天水面蒸发量资料，用计算机模拟技
图 2 水稻相对产量与相对需水量相关趋势线图
11 1963 0.51 0.00
∞
0.48 0.00
∞
0.50 0.00
∞
12 1964 0.75 0.60
66
0.57 0.16 541
0.66 0.38
164
13 1965 0.93 0.95
5
0.30 0.00
∞
0.61 0.48
110
14 1966 0.86 0.82
22
0.49 0.00
根据作物亏水程度与减产率的相关关系，以及作物需水量与露天水面蒸发量的相关关系等， 通过收集当地多年降雨量资料，便可进行计算机模拟分析，逐年地分析推算作物灌溉效益并获得 作物灌溉效益连续多年的系列结果。 1.2 受旱水平设计
经过对当地多年降雨资料的分析发现，试验区水稻生长期内几乎所有时段都可出现或长或短 以及或轻或重的干旱，因此，本试验的设计尽量利用试验站现有小区、测坑多的优势，加上筒测 试区的辅助，使设计的处理数及水平数尽量能涵盖多种自然干旱类型。处理及水平数除“合理灌 溉”（作对照处理）及“不灌溉”（即只从自然降雨获得水分）外，其余受旱类型分为全生育期受 旱和时段受旱两种，受旱处理的亏水程度设计包括“轻旱”、“中旱”、“重旱”和“极重旱”4 种 水平。各种不同程度的受旱处理，与水分充足的合理灌溉处理进行对比，分别获得合理灌溉与各 种缺水程度的耗水量及产量等成果。
灌溉效益的试验通常采用田间直接对比试验和模拟受旱试验相结合的方法。因为作物灌溉效 益的大小主要受降雨的影响。本省的降雨在时间、空间上的变化较为复杂，因此灌溉效益在不同 水文年份之间可能差异悬殊，用两、三年的试验成果去分析灌溉工程的多年平均效益，可能会有 很大的误差，即使有连续 5—8 年的重复，应用时也难免有局限性。因此，为了在较少年份内取得 实用性较强的成果，就有必要开展灌溉效益的模拟试验。
0.60 0.24
323
4 1956 0.66 0.40 151 0.31 0.00
∞
0.49 0.20
402
5 1957 0.82 0.74
35
0.56 0.14 636
0.69 0.44
128
6 1958 0.43 0.00
∞
0.35 0.00
∞
0.39 0.00
∞
7 1959 0.84 0.79
2.3 亏水程度与减产率的相关分析
由于早、晚稻相对需水量与相对产量的相关规律几乎一致，与其相对应的亏水率与减产率的
相关规律也是一致的，因此亏水程度与减产率的相关也采用早、晚稻合并分析的方法。
经分析，稻田亏水率 W′(%)与减产率 Y′( %)的相关关系呈二次抛物线型（见图 3），并可用
下式表示：
Y′ =0.024* W′2+0.964*W′-1.383
各种受旱处理及水平设计如下： （1）全生育期受旱 全期轻旱：土壤含水率基本维持在饱和含水率的 70%—100%范围，亏水田供水量（包括降雨 和灌溉——下同）约占合理灌溉田水量的 85%。 全期中旱：土壤含水率基本维持在饱和含水率的 60%—90%范围，亏水田供水量约占合理灌溉
286
田水量的 75%。
1 研究方法、技术路线
1.1 研究方法、技术路线 采用以试验为主，并与计算机模拟结合的方法。
试验以自然受旱与模拟受旱相结合。自然受旱即作物生长期间不进行人工灌溉补水，只从自然降 雨获得水分；模拟受旱是在对当地自然干旱类型进行分析后，按自然干旱类型设计出多种模拟受 旱处理，在有遮雨设施的场地条件下，通过人工进行控水灌溉。通过试验，获得水稻从丰水到各 种亏水程度及各种亏水类型的产量、需水量以及田间土壤水分变化过程等资料，在此基础上，利 用数理统计方法分别探索作物需水量与产量的关系，分析水稻亏水程度与减产率之间的相关关系 并建立相应的数学模型。
∞
0.67 0.41
145
15 1967 0.76 0.62
61
0.55 0.11 850
0.65 0.36
176
16 1968 0.74 0.57
74
0.35 0.00
∞
0.54 0.29
248
17 1969 0.40 0.00
∞
0.43 0.00
∞
0.42 0.00
∞
18 1970 0.33 0.00
作为受旱处理的“相对产量”，用“Ya/Ym”表示。
代表稻田亏水程度的统计指标则表示为“相对需水量”，用“ETa/ETm” 表示。即以“合理灌
溉”处理稻田耗水量表示为 1，同期受旱田耗水量占合理灌溉田耗水量的比率为“相对需水量”。
2.2 水稻产量与需水量的相关分析
相对产量( Y a/ Y m)
根据 1996—2000 年 5 年 10 造的试验 实测结果，以散点图（图 1）的形式看其 分布状态。从图中看，水稻相对需水量与 相对产量的相关趋势较明显。为进一步探 讨其相关规律性，需对精度作进一步筛选
稻田亏水程度与减产率相关性研究及其应用
古璇清① 罗怀彬① 李跃祥② 林丽琼② 古小华② 李庆华②
（1 广东省水科院，广州，510610； 2 梅县灌溉试验站）
摘 要：采用以试验为主，并与计算机模拟分析相结合的方法。田间试验采取自然受旱和模拟受旱试验相结合。 经过田间试验，获得了从丰水灌溉到各种不同亏水程度和亏水类型的水稻产量、需水量以及田间土壤水分变化过 程等基础性资料，研究建立土壤水与作物产量之间定量关系的数学模型，为推算全省范围水稻灌溉效益、稻田缺 水减产率以及稻田节水灌溉效益、改善灌溉效益等提供了基本依据和可操作的应用技术。 关键词：水稻 灌溉效益 相对产量 相对需水量
1.0
早稻
0.8
0.6
晚稻
0.4
和剔除个别误差较大的异常数据。
0.2
从对散点图观察及进一步的分析发现， 晚稻数据相对误差较大，数据的离散度也
0.0
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
相对需水量( E T a / E T m )
较大。但从变化趋势看，早、晚稻相对需
水量与相对产量的相关关系线型非常近似， 图 1 稻田相对产量与相对需水量相关变化散点图
缺水率W'(%)
0
10 20 30 40 50
100
90 80
70 60
50
40
30
20 10
0
通过以上分析步骤，获得梅县从 1953—
2000 年共 48 年灌溉效益的逐年分析结果，结 图 3 稻田缺水率与减产程度的相关趋势线图
果列于表 1。
表 1 梅县水稻灌溉效益的多年系列分析结果
早稻无灌溉
晚稻无灌溉
术对稻田耗水量进行日平衡分析，并分别获
得“合理灌溉”及“无灌溉”稻田的耗水量。 （2）以“合理灌溉”及“无灌溉”稻田
的耗水量为基础，逐年分析统计无灌溉稻田 的相对需水量。
（3）采用水稻相对需水量与相对产量的 相关数学模型（式 1），逐年分析计算无灌溉 稻田的相对产量。
（4）根据《灌溉试验规范》(SL13-90) 计算水稻灌溉效益的方法，逐年分析当地早稻、 晚稻及双季稻的灌溉效益。
平、枯水平年灌溉效益及进行频率分析的基础。
相对产量y(Ya/Ym) 减产率Y'(%)
3.1 水稻灌溉效益的多年系列分析步骤
1.0
以梅县为例，根据频率分析的一般要求，
0.8
应采用尽可能长的系列资料。本项目收集了
梅县从 1953-2000 年共 48 年的逐日降雨和
0.6
露天水面蒸发量资料，区分早造、晚造及双
约从插植至第 30 天左右；“中期”指幼穗分化期和孕穗期，约插后第 31 天至 60 天；“后期”包括
抽穗开花期、灌浆期和黄熟期，约插后第 61 天至收割。各受旱水平分别为：
轻旱：时段内土壤含水率基本维持在 70%—100%（占饱和含水率——下同）的范围。
中旱：时段内土壤含水率基本维持在 55%—85%的范围。
50
0.68 0.46 119
0.73 0.56
78
37 1989 0.99 1.00
0
全期重旱：土壤含水率基本维持在饱和含水率的 50%—80%范围，亏水田供水量约占合理灌溉
田水量的 60%。