《农业工程学报》2019年第35卷第15期刊载了湖北省水利水电科学研究院等单位刘路广、吴瑕、关洪林、潘少斌、崔远来、董苇、杨小伟和罗强的论文——“虾稻共作灌溉定额确定方法研究”。该研究由国家重点研发计划课题(2018YFC1508305)资助。
虾稻共作是将种植业与养殖业有机结合的一种新型生态农业模式,是传统农业与现代科技相结合的产物,具有潜在生态、经济和社会效益。由于虾稻共作种养模式稳粮增收成效显著,该种养模式在中国长江中下游流域湖北、湖南、江西、安徽、江苏等省份得到了推广应用。根据全国水产技术推广总站2018年发布的中国小龙虾产业发展报告,2017年全国虾稻共作面积达到了567 khm2。
由于虾稻共作改变了田块结构和用水模式,水平衡要素及计算参数发生了变化,进而影响了灌溉定额及其计算方法,与一般农作物灌溉定额计算相比,具有一定复杂性。目前虾稻共作灌溉定额计算方法未见相关研究报道,本研究根据研究现状及存在问题,开展实地调研,系统科学提出虾稻共作灌溉定额计算方法,对指导虾稻灌溉用水及水资源管理具有重要意义。
根据虾稻共作模式种养特点,可将1个周年划分为3个阶段:水稻非生育期阶段、水稻生育期虾稻分养阶段、水稻生育期虾稻共养阶段。水稻非生育期阶段指水稻种植前和收割后的一段时期,该阶段小龙虾可在虾沟及稻田内活动;水稻生育期虾稻分养阶段主要是指水稻生长前期和后期(如返青期、分蘖期、乳熟期和黄熟期),小龙虾仅在虾沟内活动;水稻生育期虾稻共养阶段指水稻生长中期(拔节孕穗期和抽穗开花期),小龙虾可在虾沟及稻田内活动。
基于水量平衡原理,提出了虾稻共作灌溉定额计算方法。以湖北省潜江市为例,根据实地调研与相关技术规程,确定了相关计算参数,并对虾稻共作灌溉定额进行了计算。虾稻共作灌溉定额多年平均为12 945 m3/hm2,明显大于中稻灌溉用水定额(4050 m3/hm2);虾稻共作灌溉定额在50%频率、75%频率、85%频率及90%频率(灌溉定额排频)下分别为13 185、14 355、14 925和15 285 m3/hm2,不同频率灌溉用水定额相差较小,主要原因是不同频率降雨主要影响水稻灌溉定额。
与水稻相比,虾稻灌溉定额较大主要原因包括:1)计算时段为全年,而水稻灌溉定额仅为水稻生育期;2)水稻非生育期水面蒸发量大于土壤蒸发;3)水稻生育期虾稻共养阶段水层较深,孕穗期为实现小龙虾到稻田活动,有次定额较大的补水;4)水稻收获后虾沟和稻田水层持平需要次定额较大的补水。