河间市农业节水试区灌溉试验设计方案

1河间市农业节水试区灌溉试验设计方案沧州市水利科学研究所2005年6月20日2一、试验课题名称河间市节水灌溉田间试验二、试验的时间和地点1、时间：2005年10月1日～2006年6月1日2、地点：待定三、试验目的、意义及其依据1、目的意义针对沧州市水资源严重匮乏的实际情况和节水灌溉发展现状，通过推广工程管理、农艺和生物相结合的农业综合节水技术，使井灌区小麦全生育期亩均灌溉用水量减少50m3。单方水生产效益由现在的3.3元/m3提高到5元/m3左右，灌溉水利用系数提高15%～20%，主要粮食作物万元产值耗水量在2002年的基础上下降500m3，水分生产效率由现在的1.25kg/m3提高到1.5kg/m3。实现灌溉用水总量控制和定额管理，进一步提高农业用水效率和水分产生效益，提高农业综合生产能力。实现由工程节水向综合节水转变、由传统农业用水方式向现代农业科学高效用水方式转变，促进沧州农业生产和国民经济的高速发展。2、依据：（1）《河北省水利厅关于做好全省节水灌溉工作的通知》冀水农[2005]37号（2）《灌溉试验规范》（SL13－2004）四、试验方案设计1、试验处理3根据河间市的自然条件和主要作物种类，本着综合节水、主攻粮田、注重增效的原则，对试区农作物进行灌溉试验。试验作物为玉米和小麦，试验方法采用小区和大区对比试验。1.1灌溉试验方式的选择结合试区内的水资源现状和地下水埋深情况，农田水利设施、管理现状等因素，在试区内对小畦灌、管灌、喷灌三种灌溉方式进行试验对比。1.1.1小畦灌畦田：在大田中选择具有良好的灌溉条件的地块、平整土地，做好畦梗。记录：土质、灌水定额、畦田纵坡、畦长、入畦单宽流量、入畦水头、放水时间、改水成数等。观测：灌水前和灌水一天后测定土壤含水率分布情况（从地面起到计划湿润层，每隔10～20cm分层测定）资料分析：不同单宽流量下，水流推进距离与放水时间的关系，绘制水流推进过程与消退过程曲线，绘制各处理的畦田纵横断面上土壤湿润等值线图。评价主要指标：灌水后土壤湿润均匀度、灌溉水利用率、灌水工作效率、水流对田面的冲刷程度、作物的生长发育状况和产量。重复次数2－3次1.1.2喷灌选择具有典型喷灌条件的地块、土壤、作物，对喷灌强度和喷头的合理布置进行试验对比。观测记录：不同喷头和喷头组合间距，喷灌水滴的空中飘移损失、作物4基叶残留、土壤含水率、地表径流，土壤冲刷、板结、作物损伤、风向、风速、喷灌工作压力、喷灌面积、作物生长发育状况和产量。资料分析：按《喷灌工作工程技术规范》（GBJ85）中的要求与方法进行流计计算，并应附合该规范所规定的标准。评价主要指标：同畦灌重复次数2－3次1.1.3管灌：根据地形、土壤、作物种类，管道间距、埋深、出水口形式，进行试验。观测记录：井口、出水口压力、流量、时间、试验小区的规格、土壤含水率（灌前、灌后）、灌溉定额等。资料分析：各处理小区纵横断面上湿润等值线图。评价指标：灌水后土壤湿润均匀度、灌溉水利用率、灌水工作效益、水流对田面的冲刷情况、作物的生长及产量。重复次数2－3次。重复方法：在大田区域内选择土壤质地作物品种和灌溉条件相同的2－3个试验小区。2、灌溉方法对比试验的主要指标灌溉定额、灌水均匀度、灌溉水利用率、作物生长发育形态指标、作物产量与品质、灌水定额、作物蒸发蒸腾量、水分生产率、能量材料及劳动力的消耗、劳动生产率、灌溉效益等。3、观测资料土壤含水率、地下水埋深及地下水补给量、每次灌水时间及灌水量、排水时间及排水量、作物蒸发蒸腾量、田间渗漏量。5土壤的物理化学性状和土壤肥力指标。五、田间试区的规划设计1、畦灌：小麦试区面积为60m2，规格为15×4m2，设三个重复试区。小区排列方向、规格、面积等都应一致，自然条件（土壤、地形、水文地质、前茬作物等）差异达到最小。小区长边平行的两端设8－10m的保护区，根据田土防渗条件，两小区之间设置1－2m宽的隔离带。与小区短边平行的两端应设保护带，宽度宜为1－2m。玉米试区面积130m2，规格为6.5×20m2，其它布置同小麦。2、管灌同畦灌3、喷灌采用折射式喷头的小区布置，同畦灌采用摇臂式喷头的试区面积为400m2，规格为4×10m2。其它同畦灌六、观测和调查的项目与方法1、观测和调查的项目作物蒸发蒸腾量、作物灌溉效益、作物水分生产率、有效降雨量、田间持水量。2、观测方法2.1、作物的蒸发、蒸发量在砂壤土试区地下水埋深大于2.5m。粘土、壤土的试区地下水位埋深大6于3.5m时，可用蒸渗器直接测量，每天观测一次，在灌水前后、排水前后、降水后、生育阶段转变以及试验开始和试验结束时应加测，计算公式可用（B·0.1）。而一般条件下用土测法,用取土法测定坑内土，每次在坑内选一个测点，分层取土，从地表至土层底止，每隔10－20cm一层，前后两次取土点的距离宜为40－50cm，5－10天一次在田测法试验小区内取土测土土壤含水率时，每次应选定2－3个测点，从地表起取土，每隔10－20cm一层，至耗水层深度止，前后两次的距离宜为50－100cm。5－10天一次，并应设置地下水位观测井。有地下水补给的应每天观测地下水位，计算公式按（B·0.2）2.2、作物灌溉效益采用直接对比法，既选取合理灌溉与不灌溉作为相互对比的处理，两处理的土壤、农业技术措施等相同，取得的成果是在当年的气象与农业技术条件下因灌溉而增加的产量。并进行如果试验对比：一般水平农业技术措施，不灌溉一般水平农业技术措施，合理灌溉高水平农业技术措施，不灌溉高水平农业技术措施，合理灌溉，确定不同农业技术水平下的灌溉增产率以及灌溉效益与农业效益分摊系数，按（B·0.8-1）～（B·0.8-4）计算。2.3、有效降雨量测定每次有效降雨量按（B·0.6-1）～（B·0.6-4）计算，其中地表径流量易用地表径流池测定,深层渗漏量用称重或其它高灵敏度蒸渗器测定。一段时间里的降雨量可根据农田水量平衡原理，可按（B·0.7-1）～（B·0.7-2）计算。并根据已取得的有效降雨资料算出降雨有效利用系数，（有效降雨量与7同期降雨问题之比）。2.4、田间持水率田间持水量一般都直接在田间用围框淹灌法测定。田间测定有困难时，亦可采取原状土样在室内用威乐科克斯（Wilcox）法测定，其结果常比田间实测值约小2－3%，然其方法远较田间测定简便，故仍被采用。此外亦有以土壤水吸力为0.3bar（巴）时的土壤含水量代替田间持水量，但仍以田间测定为准。2.5、田间测定（围框淹灌法）方法要点在田间，经过大量降雨或灌水使土壤饱和，待排除重力水后，在没有蒸发和蒸腾的条件下，测定土壤水分达到平衡时的含水量。地下水埋深大于3m的土层所保持的主要是毛管悬着水，系真正的田间持水量。当地下水位浅到测定土层处于毛管支持水范围时，地下水位越浅，测得的田间持水量值越大，故报告测定结果是必须注明地下水的深度。2.6、作物考种小麦考种内容与方法如下：a穗长：自穗节基部量至穗尖（不连芒）的长度。b有效穗数：每穗结实粒数在5粒以上的穗数（被病、虫危害造成的空穗亦作有效穗计算）。c每穗粒数：从样点取20～30个麦穗混合脱粒，数清总粒数，然后用穗数除总粒数。8d千粒重：每千粒的重量，重复三次取平均值，以克表示。e产量：理论产量：按单位面积有效穗数、每穗实粒数和千粒重计算出的产量。实际产量：单打单收晒干扬净的实收产量。玉米考种内容与方法如下：a单株有效穗数：小区果穗总数除以小区总株数。b穗长：从穗基部量至穗的顶端。c秃尖长：穗顶端没有结籽的长度。d每穗粒数：随机取几个果穗脱粒，数其粒数，取其平均值。e百粒重：脱粒后随机取百粒称重，重复3～4次，取其平均值，以克表示。f产量：小区收获脱粒后的籽粒风干重，并折算成kg/hm2。