一年兩熟區(qū)夏玉米免耕施水播種機(jī)施水量試驗(yàn)研究

何俊達(dá)，馬洪亮，魏淑艷，田艷博，黃聰慧

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，河北 保定　071000)

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一年兩熟區(qū)夏玉米免耕施水播種機(jī)施水量試驗(yàn)研究

何俊達(dá)，馬洪亮，魏淑艷，田艷博，黃聰慧

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，河北 保定071000)

摘要：針對(duì)一年兩熟地區(qū)夏季玉米免耕施水播種機(jī)施水量的問(wèn)題，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)種植土壤設(shè)定了不同的含水量及不同的秸稈覆蓋量，在保證玉米出苗率和生長(zhǎng)高度下的條件下，測(cè)定了其條溝施水量，為夏玉米施水播種機(jī)具的關(guān)鍵部件及其相關(guān)研究提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：玉米；免耕播種；小麥秸稈覆蓋；施水量；條播

0引言

一年兩熟區(qū)夏玉米免耕施水播種與用于我國(guó)東北、西北春季玉米播種施水播種比較有以下特點(diǎn)：①夏玉米免耕播種的地表覆蓋大量粉碎的小麥秸稈，且土壤堅(jiān)實(shí)度較高；②天氣晴熱，地表蒸發(fā)量大；③夏玉米是在小麥?zhǔn)崭詈蟛シN，播種期短，施水播種主要為了及時(shí)播種。一年兩熟區(qū)夏玉米免耕施水播種技術(shù)是玉米免耕播種和施水播種兩種節(jié)水抗旱技術(shù)的結(jié)合，旨在減少玉米種植過(guò)程灌溉次數(shù)，是河北省一年兩熟地區(qū)玉米種植有效的節(jié)水抗旱措施。

1995以后,我國(guó)許多研究者對(duì)行走式節(jié)水灌溉技術(shù)的節(jié)水機(jī)理、機(jī)具開(kāi)發(fā)及施水量等進(jìn)行了大量研究工作。孫驪和呂新民、陳禮德和鄂卓茂、張淑敏等對(duì)坐水播種載水量、水箱容積與條灌施水量進(jìn)行了研究，并給出了機(jī)組載水量與施水量的估算公式[1-3]。游彩虹試驗(yàn)研究了施水播種機(jī)的開(kāi)溝部件[4]。尹光華等認(rèn)為：施水量應(yīng)使種子出苗后25～35天內(nèi)能夠保證幼苗正常生長(zhǎng)，當(dāng)試驗(yàn)地為壤土、0～200mm土層內(nèi)質(zhì)量含水率若為8%～10%時(shí)，玉米的適宜施水量為45～75m3/hm2[5]。陳禮德等針對(duì)2BSL-1型壟作施水播種機(jī)提出最大施水量為30～60m3/hm2[6]。孫彥君等針對(duì)2BFS-2暗式注水灌溉點(diǎn)播機(jī)的研制得出最大施水量31.5m3/hm2的結(jié)論[7]。高仲弟等針對(duì)2BFS-2型下注式施水播種機(jī)提出的灌水量范圍為20～75m3/hm2[8]。內(nèi)蒙古韓世祥得出保證出苗的施水量應(yīng)該是9～22.5 m3/hm2的研究結(jié)果[9]。黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院孫仕明等針對(duì)2BMS-1(2)型施水覆膜精播機(jī)提出的施水量也為15～30m3/hm2[10]。王利強(qiáng)對(duì)穴播穴灌播種需要的灌水量進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，確定每穴100mL為施水播種的設(shè)計(jì)穴灌水量[11]。但目前針對(duì)一年兩熟區(qū)夏玉米免耕施水播種的施水技術(shù)理論和試驗(yàn)研究未見(jiàn)報(bào)道，機(jī)具研制工作還未展開(kāi)。

1試驗(yàn)材料和方法

1.1　試驗(yàn)材料

玉米選用河北眾信種業(yè)科技有限公司所出品的眾信338，生育期103天左右，適宜密度6 000～6 750株/hm2，平均質(zhì)量0.27g，含水量不低于13.0%。粉碎后的小麥秸稈和小麥根茬。試驗(yàn)設(shè)備為電子秤1臺(tái)，電熱鼓風(fēng)干燥箱1臺(tái)，土槽9個(gè)，燒杯若干，盛土器皿若干。試驗(yàn)時(shí)間為2014年6月-2014年7月，試驗(yàn)地點(diǎn)為河北農(nóng)業(yè)大學(xué)。

1.2　試驗(yàn)方案

1.2.1試驗(yàn)因素

1)初始含水量：正常土壤含水量(二類(lèi)墑)取10%，取干旱(失墑)和多雨(一類(lèi)墑)時(shí)的土壤含水量作為對(duì)比，分別為5%和15%。

2)秸稈覆蓋量：在耕地中秸稈覆蓋情況主要分為3種：①小麥秸稈粉碎全部還田覆蓋并在溝槽兩側(cè)埋有秸稈根茬；②只有溝槽兩側(cè)的秸稈根茬而表面沒(méi)有秸稈覆蓋；③未有覆蓋的秸稈。在本次試驗(yàn)中，模擬為3個(gè)水平，分別為全覆蓋、半覆蓋、無(wú)覆蓋。

條溝施水量取6個(gè)水平160、240、320、400、480、560mL/m。

1.2.2試驗(yàn)指標(biāo)

在不同初始土壤濕度、施水量和秸稈覆蓋量的情況下，玉米種子的出苗率和苗的生長(zhǎng)高度。

1.2.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

取100g試驗(yàn)土壤在自然狀態(tài)下風(fēng)干、稱(chēng)重，然后放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥，再次稱(chēng)重，計(jì)算出其在自然狀態(tài)下風(fēng)干后的含水量為3.1%；再取54kg風(fēng)干后的土壤，將其平均分成9份，平鋪在托盤(pán)上，將水均勻地噴在試驗(yàn)土壤上后放入干燥的土槽中用保鮮膜密封，待其充分滲透，并對(duì)土槽做好標(biāo)號(hào)，代用。土槽的標(biāo)號(hào)及其含水量、試驗(yàn)土質(zhì)量、加水量、土槽數(shù)量如表1所示。

表1　試驗(yàn)參數(shù)表

將小麥根茬埋在溝槽兩側(cè)，并把試驗(yàn)用土夯實(shí)。

條播開(kāi)溝尺寸為寬6cm、深4cm，每個(gè)土槽中放置3個(gè)種子作為對(duì)比試驗(yàn)，開(kāi)溝和種子在土槽的位置如圖1所示。

圖1　溝槽尺寸和種子的位置

試驗(yàn)在2014年6月-7月之間完成，共做了6組，每組為期8天，共48天。試驗(yàn)期間的平均溫度如圖2所示。

圖2　試驗(yàn)期間的溫度

2試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)

2.1　試驗(yàn)數(shù)據(jù)

初始含水量為5%和10%時(shí)，在不同含水量、秸稈覆蓋量的情況下，出苗率和時(shí)間的關(guān)系如表2所示。

表2　出苗率和時(shí)間的關(guān)系

續(xù)表2　出苗率和時(shí)間的關(guān)系

由于初始含水量為15%的情況只為參照試驗(yàn)，具體情況不做贅述。

玉米種子在種植后第4天開(kāi)始出芽，每個(gè)土槽中每有1個(gè)芽高超過(guò)5cm計(jì)1分[12]。種植初始條件、施水量和得分情況如表3所示。

表3　種子出苗得分表

續(xù)表3

2.2　試驗(yàn)分析

分析表2和表3可知：

1)出苗率隨著時(shí)間的增加而增加，到第6天時(shí)達(dá)到最高，在第7天之后的出苗率基本保持不變。這說(shuō)明，播種第6天起出苗率趨于穩(wěn)定。

2)在施水量和秸稈覆蓋量一定的情況下，出苗率隨著初始含水量的增高而增高。土壤初始含水量為5%時(shí)，種子只有在施水量高于560mL/m時(shí)才能出苗，低于560mL/m均不能出苗。土壤初始含水量為15%時(shí)，施水量160mL/m以上均可出苗。

3)當(dāng)施水量和土壤初始含水量一定時(shí)，無(wú)秸稈覆蓋時(shí)的出苗率略高于半秸稈覆蓋的出苗率；但因出苗后的生長(zhǎng)高度不足5cm，并考慮到實(shí)際的種植情況，所以半覆蓋和無(wú)覆蓋的施水量相同。然而，在秸稈全覆蓋的情況下，相對(duì)于前兩種的覆蓋方式，其施水量明顯減少。這說(shuō)明，秸稈全覆蓋可以減少水分的消耗，使灌溉水量既能滿(mǎn)足玉米發(fā)芽出苗所需要的水分，又能達(dá)到節(jié)約用水的目的。

3結(jié)論

全覆蓋時(shí)，初始含水量為5%和10%所測(cè)定的臨界施水量分別為560mL/m和320mL/m。在玉米播種作業(yè)中，行距一般在0.3～0.6m之間，則施水量的范圍如表4所示。

表4　施水量的范圍

由表4可知：本試驗(yàn)的條灌施水量應(yīng)在5.32～10.66m3/hm2之間。

通過(guò)本次試驗(yàn)可以看出：在全覆蓋、正常墑情的條件下當(dāng)施水量達(dá)到320mL/m時(shí)，玉米的出苗率及生長(zhǎng)情況均可滿(mǎn)足基本的播種施水所需要求；但考慮到工作時(shí)的機(jī)械消耗、環(huán)境等實(shí)際情況，為保險(xiǎn)起見(jiàn)，播種施水量定為400mL/m，既6.64～13.32m3/hm2。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫驪,呂新民.早地節(jié)水型播種機(jī)施水問(wèn)題研究[J].干早地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1997，15(2): 94-98.

[2]陳禮德,鄂卓茂,王繼成,等.2BSL-1型壟作施水播種機(jī)的開(kāi)發(fā)研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，5(6): 43-46.

[3]張淑敏,尹麗娟，鄂卓茂.施水溝播機(jī)的試驗(yàn)研究與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，6(6):48-52.

[4]游彩虹.抗旱坐水覆膜播種機(jī)坐水部件的試驗(yàn)研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2002.

[5]尹光華，陳溫福，劉作新,等.中國(guó)北方半干旱區(qū)機(jī)械化坐水種技術(shù)研究[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2007，28(2)：238-240.

[6]陳禮德,鄂卓茂.2BSL-1型壟作施水播種機(jī)的開(kāi)發(fā)研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，5(6): 43-46.

[7]孫彥君，陶延懷，周宙,等. 2BFS—2暗式注水灌溉點(diǎn)播機(jī)的研制[J] .林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2000，28(12)：10-11.

[8]高仲弟，高媛，朱萬(wàn)海. 2BFS-2 型下注式施水播種機(jī)的研究[J] .糧油加工與食品機(jī)械，1999，264(6)：15-17.

[9]韓世祥.內(nèi)蒙古烏盟干旱區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的探討[J].農(nóng)機(jī)與食品機(jī)械，1999(6)：30-31.

[10]孫仕明，劉國(guó)平.張凱.黑龍江省旱區(qū)補(bǔ)墑播種技術(shù)及配套機(jī)具研究[J] .農(nóng)機(jī)化研究，1999(2):32-35.

[11]吳崇友，金誠(chéng)謙，涂安富,等.我國(guó)坐水播種機(jī)需重點(diǎn)解決的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化，2006(6)：23-25.

[12]王利強(qiáng).穴灌坐水播種機(jī)水路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D].沈陽(yáng)：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

Experimental Investigation on Water Supply of the No-tillage Summer Maize Sowing Machine in Annual Double Cropping Areas

He Junda， Ma Hongliang， Wei Shuyan， Tian Yanbo, Huang Conghui

(College of Mechanical and Electrical Engineering, Agricultural University of Hebei, Baoding 071000,China)

Abstract：To determine the water supply of the summer corn no-tillage irrigating- sowing machine in double cropping area, in this test, we set up different planting soil moisture, and different straw coverage, determination of the water supply under the corn germination rate and growth height. In order to provide design basis for the key components of water system the of the summer corn irrigating- sowing machine and the related research.

Key words：corn; no-tillage seeding；wheat stalk mulch；water supply；seeding in drill

中圖分類(lèi)號(hào)：S223.2+6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-188X(2016)12-0188-05

作者簡(jiǎn)介：何俊達(dá)(1988-),男，烏魯木齊人，碩士研究生，(E-mail) hjd1221@126.com。通訊作者：馬洪亮(1965-)，男，河北青縣人，教授，碩士生導(dǎo)師，(E-mail) mahongliang0312@126.com。

基金項(xiàng)目：河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(E2014204069)

收稿日期：2015-11-11