阜新地區玉米節水滴灌農機農藝融合技術研究

鐘山

摘 要：針對阜新地區膜下滴灌種植過程中適于灌溉的品種、適宜密度、隨水施肥量、傳統機具作業使土壤有效耕層變淺、整地效果差等問題。結合當地農業生產及經濟特點，開展節水型品種篩選、適宜密度優化、隨水追肥量耦合、深松整地及配套機具改進等技術研究，達到促進玉米增產，提高農田水分利用效率的目的。

關鍵詞：阜新；節水滴灌；農機農藝融合；研究

中圖分類號：S275.6 文獻標識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.07.009

當前，阜新地區由于受灌溉技術改進普及程度較低、節水灌溉技術單一、農機農藝融合程度差等諸多因素的影響，使已建成的農業節水灌溉工程尚未發揮出應有的效益。本文針對阜新地區膜下滴灌種植過程中適于灌溉的品種、適宜密度、隨水施肥量、傳統機具作業使土壤有效耕層變淺、整地效果差等問題，結合當地農業生產及經濟特點，開展節水型品種篩選、適宜密度優化、隨水追肥量耦合、深松整地及配套機具改進等技術研究，達到促進玉米增產，提高農田水分利用效率的目的。

1 節水型作物品種篩選研究

采用玉米膜下滴灌大壟雙行種植模式，采用產量差減法，以玉米產量、灌水量、灌水利用效率為高效用水型玉米品種主要評價指標，評價灌溉條件下高效用水型玉米新品種。

上表表明不同玉米品種倒伏率和早衰率存在明顯差異。豫998最高，為50% ，遼單527次之，為5%，其它品種沒有早衰現象。倒伏率來看，豫998最高為12%，丹玉205為7%，遼單527為5%，沈玉35為5%，其它品種未發生倒伏。

阜新地區受土壤、氣候等條件的限制，玉米品種選擇增產潛力大、綜合抗性強的玉米品種是玉米高產的重要保證；同時，種植密度過大，授粉受到影響，造成減產，密度過低，同樣減產。優良品種的選擇、合理密植是玉米生產的主要技術環節。

2 節水滴灌玉米耐密性研究

大壟雙行為主要種植模式，選擇高水效型玉米品種，在灌溉制度、農業措施相同的情況下，分析大壟雙行不同密度下滴灌對產量的影響，為大面積推廣提供科學依據。

試驗在玉米全生育期分別用3500株/畝、4000株/畝、4500株/畝和5000株/畝四個密度開展研究，試驗表明耗水量最高為4000株/畝，耗水量為365.5 mm，抽穗期耗水量多，模比系數大。玉米不同密度日耗水量變化趨勢基本相同，大多數播種期日耗水量最低，且日平均氣溫低，日耗水量少。抽穗期日耗水最高，氣溫高，日平均氣溫較高，葉面蒸騰量最大、需水量最多，是營養生長和生殖生長并進期。從播種期緩慢增長，抽穗期達到高峰，灌漿期慢慢減少。全生育期抽穗期日耗水量最高，密度4000株/畝處理，日耗水量高于其它處理。

玉米全生育期灌水三次，灌溉定額為20 m3/畝，對照灌溉定額35 m3/畝，灌水次數兩次。應用膜下滴灌其灌水量比地面灌節水16.7%，畝省水10 m3。滴灌灌水均勻，水利用效率高，且無深層滲漏與地表徑流，灌水定額小。對照區用水量多，土壤蒸發量大，產生深層滲漏和養分流失。

產量基本隨密度呈二次回歸關系（圖1），密度與產量回歸方程為：

膜下滴灌大壟雙行種植模式適宜密度為4100～4800株/畝之間。圖2所示當畝密度為4500株與5000株時水分利用效率（WUE）分別為3.37、3.32 kg/m3，差異不顯著，主要是隨種植密度增加，耗水量也增加，在超過4800株/畝后，產量出現減少，WUE下降。

3 滴灌追肥關鍵技術研究

針對項目區膜下滴灌過程中的滴灌隨水追肥量不明確等問題，根據玉米需水需肥規律，開展膜下滴灌氮肥運籌施用技術研究，制定滴灌節水隨水施肥制度，以更好地發揮滴灌節水技術優勢。

研究采用“3414”試驗設計，三因素為玉米三個追施氮肥關鍵期，四水平為追施尿素量（0、4 kg/畝、8 kg/畝、12 kg/畝）；種植密度為4200株/畝，畝施30 kg三元復合肥（15%-15%-15%）作為基肥。

將各處理的玉米產量結果進行回歸分析，得到阜新地區玉米產量（Y）與拔節期追氮肥量（X1）、大喇叭口期追氮肥量（X2）和灌漿期追氮肥（X3）三因素的多元回歸模型方程為：

在多元回歸方程中，追肥期與追肥量互作均呈正效應。將方程降維求導可以計算出滴灌條件下玉米氮素最優運籌施肥方案為：拔節期、大喇叭口期和灌漿期分別隨水施尿素3.03 kg/畝、10.68 kg/畝和9.88 kg/畝；前期控制施氮量可以控制玉米徒長，中后期增施氮肥可顯著增加玉米產量。

4 農田播前整地關鍵技術研究

針對玉米膜下滴灌機具作業機具壓實耕層、播種質量差等問題，采用間隔深松是以深松鏟局部打破犁底層，形成縱向虛實并存耕層結構的耕作方法，間隔深松緊實部分可以起到提墑的作用，以滿足作物前期的水分需求。研究確定間隔深松深度為25～30 cm，深松后效果為2～3年；改進覆膜播種施肥機具，使其整地播種一體，提高膜下滴灌播種質量。

在阜新地區的研究表明，秋季壟臺深松能夠有效增加土壤水庫蓄水能力（圖3），翌年玉米苗期50 cm土層土壤多蓄水25.4 mm，減少灌溉定額。相對于均勻旋耕，壟臺深松處理玉米苗期根冠比提高25.4%，拔節期根冠比提高26.1%，成熟期干物質積累量提高10.58%，玉米產量提高16.7%。

秋季條帶深松能夠有效增加土壤水庫蓄水能力，翌年作物收獲后50 cm土層土壤水庫蓄水量較不深松提高11.5 mm，土壤容重可降低0.05 g/cm3。

在玉米苗期雨季來臨之前進行農田中耕深松，可有效地增加土壤蓄積降雨的能力，據2014～2015年研究結果表明，中耕深松可以增加雨水入滲量，減少灌溉定額并增加產量。2014年玉米生育期深松區土壤水分在各個時期都不同程度高于對照區，玉米深松區40 cm土層平均土壤蓄水量比對照區高3.68 mm。2015年玉米深松區40 cm土層生育期平均土壤貯量提高15.47 mm（圖4）。

5 改進配套機具

針對玉米生長前期土壤板結機具不配套等問題，研發了玉米中耕深松機，結合微噴補灌形成了微噴農藝農機融合技術體系；針對膜下滴灌對整地標準要求較高，機具不配套等問題，研發了一種膜下滴灌整地播種一體機具，該機具減少作業帶土量，并可壓碎土坷，實現精細整地后播種，提高玉米出苗率10%～15%以上，配套形成覆膜滴灌農藝農機融合技術體系。