二、田间排水试验
各地农业实践表明,雨后及时排除田面积水和降低地下水位,并在作物各生育阶段将地下水位控制在适宜限度以下,是夺取高产的一项极重要措施。因此,在许多地方,特别是许多平原地区,需要开展田间排水试验,以便进一步研究田间排水的标准和措施,为规划、设计田间排水系统和建设高产稳产基本农田提供依据。
田间排水试验主要包括两类:一类为排水标准试验,其中主要是作物耐淹(即耐涝)试验和适宜地下水埋深(耐渍)试验;另一类为排水效果试验,其中主要是田间排水沟(管)深度、间距试验和不同类型排水设施的效果试验。除此,还可根据当地需要解决的特殊问题,安排一些专门性的排水试验。
(一)排水标准试验
田间排水标准包括地面水排水标准和控制地下水标准,它是规划布置排水沟(管)的最主要依据。地面排水标准即耐淹标准,通过耐淹试验确定;控制地下水位的标准即耐渍标准,通过适宜地下水埋深试验确定。
1.作物耐淹试验
采用观测试验与大田调查相结合的方法。对于旱作物,主要用坑测或筒测法进行观测。在筒(坑)内种植作物,针对各个生育阶段,根据不同的田面积水深度和历时,安排成几种处理,测记各处理作物生育性状和产量,与正常(不受淹)条件进行对比,分析不同阶段内田面积水深度及历时对作物生育和产量的影响,探求出作物各阶段的耐淹标准,即不影响产量的田面积水深度与相应历时的数值。
对于水稻,该观测试验宜在小区中与灌溉制度试验结合进行,即在灌溉制度试验的几种处理之外,再安排几个淹水较深(相应安排不同的历时)的处理。同样,最后分析各阶段淹水深度与历时对水稻生育及产量的影响,探索耐淹标准。
无论是旱作物或是水稻,筒(坑)与小区的试验成果应和受淹大田的调查成果对照分析,最后得出符合各地实际情况的耐淹标准。各种作物的耐淹标准可见第七章表7-1。
2.适宜地下水埋深试验
该试验也称作物耐渍试验。通常,也应采用测坑的观测试验与大田的观测调查相结合的方法。
设置若干个可以人为控制地下水位的测坑,坑内种植试验作物。在各生育阶段内,将各测坑控制不同的地下水埋深作为不同的处理(一般宜采用3~4个处理,每处理2~3次重复),各处理的农业技术措施相同。在试验过程中,观测各处理的作物生育性状、产量以及土壤性状。在作物生育性状中,除地上部分性状外,应测定根系状况:土壤性状方面,主要测定根系活动层内土壤的含水率、温度、养分含量、有毒物质(如硫化氢、氧化亚铁等)含量以及土壤氧化还原的指标(如氧化还原电位)等。大田观测调查,就是对于某种作物,针对地下水埋深不同的大田,观测和调查这些田块的地下水埋深、土壤性状以及作物产量等。根据测坑以及大田中作物、土壤性状的观测成果和产量,可以分析地下水埋深对这些因素的影响,并进一步分析论证不同土壤条件下各个生育阶段的适宜地下水埋深。一些作物要求的地下水埋深可见本书第七章表7-3。
(二)田间排水效果试验(https://www.daowen.com)
1.田间排水沟(管)深度与间距试验
田间排水沟(管)的深度与间距,直接影响降低和控制地下水位的效果、沟(管)的施工与管理工作量以及占地面积等。沟深与间距又相互有关,如控制地下水位的标准固定,沟深越大,则间距可以越大。这一试验的目的,是寻求既能符合控制地下水位标准又是占地少和施工、管理工作量小的沟深与间距。
在试验大田中,将不同的沟深与间距安排成几种处理,观测对比各处理对于降低地下水位的作用,并分析计算各处理的占地面积、工程量等,从而可以选出适宜的一组沟深与间距。设计处理时,可以根据当地田块规格、土质、地下水埋深等条件,采用一种沟深、数种间距;也可以采用一种间距、数种沟深;还可以采用沟深、间距均不相同的综合处理,针对各处理,观测地下水位及作物生长情况。
地下水位用观测井观测。竹管、瓦管、铁管、塑料管和水泥管等均可做成观测井,其中竹管与瓦管较为经济适用。埋设观测井应注意在井下部钻孔部分的四周和底部填入一些粗砂和碎石或煤渣,以防止泥沙随地下水进入井管;井的上部用黏土捣实,并用砖石或混凝土砌成井台,以防止地面水直接渗入;井管底应比历年最低地下水位低0.5m左右,井口高出地面0.2~0.3m。
根据两排水沟之间地下水面线中间平缓、两侧倾陡的特点,各测井间距不等,离排水沟2~3m处设一井,其余井距顺序为5m、10m、20m等,离排水沟越远,井距越大,离排水沟最远的测井,最好在两排水沟之间的中点。
平时,应定期(5~10d一次)观测地下水位;在降雨或灌溉后或其他因素使地下水位变化较大时,应该每天观测一次。根据这些观测成果,可绘制地下水埋深过程线(图10-3),并用它来分析在不同的深沟、间距条件下排水沟控制地下水位的作用。

图10-3 排水沟(沟深2m)一侧地下水埋深过程线
在试验中,可以针对各次较大的降雨,系统地观测各测井的地下水位升落过程,计算雨后最大上升高度与回落至允许埋深处的历时(回落历时),并绘成曲线,如图10-4所示。用它来分析在不同的沟深、间距条件下排水沟降低地下水位的作用。
在需要排水的地区,作物生长情况与排水沟影响范围直接有关;在有效的影响范围内,作物生长正常;在影响不大的范围内,作物生长受到抑制;在无影响的范围内,作物严重减产甚至不能生长。故应在各生育阶段观测和调查作物的生长情况,至少在播种后要观测出苗情况,收获前观测植株性状,并进行产量考察。根据这些观测和调查成果,可以分析排水沟的有效影响范围。将不同沟深和间距条件下排水沟控制地下水位作用的成果与排水沟有效影响范围成果等进行综合分析,并考虑占地面积及施工、管理工作量,从而可以提出合理的排水沟沟深和间距。
2.不同类型排水设施的效果试验
主要是明沟与暗管排水效果的对比试验。在暗管排水中,为了选择管的形式和材料(如鼠道、瓦管、灰土管和塑料管等),也可进行各种暗管排水效果的对比试验。在试验中,主要是观测和分析比较明沟与暗管(或是各种暗管)对于降低及控制地下水位、减少土壤水分、促进作物生长发育和增产的作用。其观测试验与资料分析的方法,与排水沟深度和间距试验相同,只是将不同沟深和间距的对比处理改为明沟与暗管对比或是各种暗管之间的对比而已。