不同灌溉定額對膜下滴灌制種玉米生育期土壤含水量的影響

李 俠，肖 讓，張永玲，吳克倩，俞海英，劉文凱

（1.甘肅省民樂縣水務局，甘肅民樂734500；2.河西學院土木工程學院/河西走廊水資源保護利用研究所，甘肅張掖734000）

1 試驗區概況

試驗基地位于張掖市甘州區黨寨鎮“綠色農業——制種玉米水肥藥托管服務示范區”，東經100°6′～100°52′、北緯38°32′～39°24′，海拔1 474～1 482 m，屬于溫帶大陸性氣候，氣候干燥，降雨稀少，蒸發量大，多風。一年四季日照時間長，太陽輻射強，每年平均日照時長超過3 000 h，年平均氣溫7.5℃[1]。試驗示范區制種玉米種植面積為33.35 hm2，土質類型以灌漠土為主。

2 試驗設計

調查顯示，2017年和2018年膜下滴灌制種玉米整個生育期的需水量為4 676.66 m3/hm2，其中自然降雨量9 357.8 m3/hm2，在制種玉米的全生育期內，6、7、8月需水量較大。由于6、7月份降雨較為集中，因此在這一時段的灌水量相對減小。在充分了解和掌握該地區的氣候特征及膜下滴灌制種玉米的耗水特征的前提下，于2019年進行灌溉制度試驗，試驗設計如表1所示，試驗設4個處理3次重復，行長7 m，區組間溝寬1 m，各小區之間挖溝覆膜隔離，深度0.6 m，每小區四周筑埂，埂高40 cm、寬50 cm，避免串水串肥。試驗采用的作物品種為制種玉米NC242，栽培方式為50 cm×50 cm等行距覆膜穴播栽培方式，父母本滿天星配置。施肥及管理與農民習慣方式相同。于2019年4月17日前后播種母本，8 d后播種父本。施肥方式為：基肥采 用 復 合 肥（21-17-7）570 kg/hm2，尿 素147 kg/hm2，硫酸鉀147 kg/hm2。追肥采用720 kg/hm2，硫酸鋅28.2 kg/hm2。

表1膜下滴灌制種玉米灌溉制度試驗方案

3 試驗方法

綠色農業——制種玉米水肥藥托管服務示范區采用深井泵送輸水，PVC有壓管道配水，恒壓配水系統提高了滴灌農業的灌水均勻性，此外在每個試驗小區灌水管網上設置水表，精確監測每個小區的灌水量，同時每個試驗小區設置多個觀測點，每個觀測點分別以10cm為梯度，取0～100cm土層的土樣，動態監測土壤含水率的變化。為了更好地了解試驗田的土壤狀況，試驗同時測定了土壤的田間持水率、土壤容重、土壤滲透系數等灌水參數。經測算，該示范區土壤田間持水率平均值23.08%，土壤容重平均值為1.67g/cm3。

3.1 小區排列

試驗田土壤質地差異大和肥力分布不均勻或不規則是試驗誤差的主要來源，也是最難控制的主要因素[2]。為消除試驗田土質分布不均對試驗結果產生影響，試驗小區采用隨機區組分布。

3.2 灌水參數測定方法

3.2.1田間持水率的計算 采用環刀法采集土樣，采集后采用室內測定法，環刀有孔蓋一面向下、無孔蓋一面向上放入水中，緩慢加水，保持水面比環刀上緣低1～2 mm，浸泡24 h。田間持水量計算公式：

式中，X為土壤田間持水率(%)；m0為空鋁盒質量，單位：g；m1為鋁盒+濕土樣質量，單位：g；m2為鋁盒+干土樣質量，單位：g。

3.2.2土壤容重測算 在一般情況下，土壤容重小時說明土壤孔隙數量多，土壤比較疏松，土壤團粒結構較好，在這種情況下，土壤的水分、空氣、熱通量、肥力狀況比較好。因此，土壤容重是土壤肥力和耕作質量的重要指標。按照環刀取樣法進行操作，計算公式為：

式中，pb為土壤容重，單位：g/cm3；m為環刀內濕樣質量，單位：g；v為環刀容積，單位：cm3，一般為100 cm3；θm為樣品含水量(質量含水量)，%。

4 膜下滴灌對土壤水分的影響

作物的生長發育不僅受自身遺傳物質及當地自然環境等條件的約束外，很大程度上受到水肥耕作管理制度的制約，因此創造良好的水分條件對促進作物根系的發育和植株生長是至關重要的[3]。通過圖1與圖2對比分析可得，在苗期，對制種玉米進行一定程度的干旱處理，促使作物直根系向土壤深層伸長，可以防止西北地區季節性大風引起植株倒伏，隨著制種玉米生育進程的推進，作物活性根系分布區域逐漸加深，有利于植株對水分、養分的吸收。在西北干旱區，以水分為主導因素的作物種植方式中，不同灌溉定額對土壤含水量影響較大，依據表1與圖1分析可知，4個水分處理中耕作層、底土層土壤含水量均較高，心土層土壤含水率相對較低，其中處理2土壤含水量在20～30 cm土層深度范圍內達到最大值，適宜玉米的生長，且含水率適中，可有效節約水資源。在作物生育關鍵期，氣溫較高，大氣蒸發強度增強，一方面可以充分利用地膜對水分的散失的阻隔作用，提高水分利用率，達到高效節水的目的，另一方面，進行適時適量滴灌，以保障作物水平根系分布層土壤含水率達較高水平，有利于促進作物進行生殖生長[4]。

5 結論

當灌溉定額為4 410 m3/hm2時，耕作層土壤含水率較高，不僅能夠滿足作物生長，同時可以有效節約水資源，對解決當地水資源供需不平衡的問題具有一定的參考價值。.