節水灌溉技術在制種玉米上的作用研究

薛燕翎

（甘肅省張掖市節水灌溉試驗研究中心，甘肅張掖734000）

張掖市作為典型的大陸性氣候，年平均氣溫6℃，1月份最冷，7月份最熱。年均降雨量104 mm，年均蒸發量2 141 mm，干旱少雨的氣候特征以及災害性天氣給農業發展造成了一定影響[1]。為了推動當地玉米種植業發展，減少水資源浪費，農業部門以及涉農企業不斷加強節水灌溉技術的研究，取得了較好的效果。1材料與方法

1.1 試驗區情況

試驗設在張掖市節水灌溉試驗研究中心（全國重點灌溉試驗站），該地區降水少，蒸發量大，自然災害多，年平均氣溫6℃，平均濕度45%左右，無霜期150 d，最大凍土深度1.15 m。試驗地塊土壤類型為中壤土，排灌方便。pH值為7.0～8.0，田間最大持水量為23%～25%，耕層內（0～20 cm）含有機物質1.3%～1.4%、堿解氮60～62 mg/kg、速效磷13～14 mg/kg、速效鉀190～195 mg/kg。

1.2 試驗設計

結合近些年張掖市制種玉米種植中主流的節水灌溉技術，包括壟作溝灌（開溝灌溉）、隔溝交替灌（開溝單雙數溝，每次只灌溉單數溝或雙數溝，交替灌溉）、膜下滴灌（覆蓋塑料膜，在膜下灌溉，減少蒸發量）、調虧灌溉（主動施加一定的水分脅迫，促使作物光合產物的分配向人們需要的組織器官傾斜）、全膜覆蓋膜孔灌溉（全試驗區覆蓋地膜，并開若干灌溉孔負責灌溉）、波涌灌溉（間歇交替方式向畦田或灌水溝放水，以濕潤土壤）、免冬灌（秋耕冬灌與覆膜）、常規覆膜灌溉技術，每種技術設一個試驗區，一共有8個試驗模塊。小區面積為36 m2（3 m×12 m），設置3個重復，做好周邊防護工作，處理小區土壤含水量用烘干法測定。壟面50 cm、溝寬40 cm、深度20 cm，溝底比降1/2 000。試驗地底肥施磷酸二銨300 kg/hm2、玉米專用肥450 kg/hm2。追肥施尿素112.5 kg/hm2、磷酸二銨112.5 kg/hm2，結合澆水施入。試驗于4月3日人工鋪膜，4月14日用點種器點播第一期父本，4月22日點播第二期父本，4月30日點播母本。父本株距40 cm，在母本行中間，母本行距40～60 cm，株距25 cm，深度5 cm，行向東西方向，播種量父本22.5 kg/hm2、母本52.5 kg/hm2。所有處理農業措施均相同[2]。

1.3 試驗方法

采用烘干法測定土壤水分，每小區設2個點，分別在畦首、畦尾，深度100 cm，分6層，即10 cm、20 cm、40 cm、60 cm、80 cm、100 cm。葉面積測定采用長乘寬法，莖粗用游標卡尺測定，株高用直尺測量。在制種玉米生育期內，每隔7天測量1次，降水、灌溉前后均要測量，所獲取的數據采用質量含水量計算，并用作制圖、耗水量計算。播種前、抽穗期、收獲后對0～20 cm土壤、20～40 cm土壤、40～60 cm土壤用環刀法檢測土壤干容重，檢測田間含水量。每隔10天測量1次玉米株高，每隔15天測量玉米的葉面積。在生長成熟階段，每個小區選擇2個試驗點，每個點選取5株試驗對象進行籽粒產量測量。采用管道輸水灌溉方案，記錄灌溉時間、灌水量，使用全自動氣象站觀測溫度、降水、蒸發、風速等自然因素。

2 結果與分析

2.1 節水灌溉技術對制種玉米生長指標的影響

從制種玉米不同處理株高在每個生育期的表現情況來看，每個處理單元株高在前期生長十分緩慢，在拔節期迅速生長，抽穗后的植株生長速度非常穩定。在生長過程中，各個處理單元植株高度差異不明顯，膜下滴灌、波涌灌溉的高度相對較低。每個處理單元的生長速率都呈現“小大小”的規律，這是因為苗期溫度、積溫相對較低，植株生長緩慢，約為1.2～1.5 cm/d，其中隔溝交替灌溉生長速率最慢，免冬灌生長速率最高。拔節期到大喇叭口期的生長速度最快，約為2.1～2.4 cm/d。隔溝交替灌溉苗期生長速率較低，但灌溉后生長速率加快。

制種玉米葉面積與生育時間成反比，呈現“加、穩、減”的趨勢。拔節期到大喇叭口期生長速度最快，大喇叭口期到灌漿期增長速率減緩，灌漿期到成熟期葉面積指數呈明顯的下降趨勢。

從出苗期到拔節期，由于氣溫較低，玉米植株生長速度較慢，不利于干物質的積累。從拔節期到灌漿期，干物質積累呈現先增加后減緩的趨勢。隔溝交替灌溉、膜下滴灌、波涌灌溉等，在生育期單株干物質日增量存在較大差異，生育期總干物質存量不足。拔節期到抽穗期是葉干重變化的重要時期，拔節期葉干重量非常少，進入拔節期之后葉干重快速增加，抽穗期葉干重增長十分緩慢。抽穗期之前莖稈干物質累計量最大，抽穗之后逐漸減少，轉移到了營養器官，孕穗到灌漿期莖比重緩慢下降，灌漿—乳熟期莖比重迅速下降，這是因為該階段玉米的干物質逐漸轉向籽粒中，乳熟到成熟期莖比重下降到最低。

2.2 節水灌溉技術對制種玉米土壤水分的影響

在土壤含水量變化中，播種前采取免冬灌方法的土壤含水量較低，其余方法差異不明顯。播種之后由于土壤灌水量增加，0～20 cm土壤的含水量持續增加，差異較小。各個含水量處理方案的表層含水量要明顯高于深層土壤含水量，隨著灌水次數的增加，每個土壤層含水量均出現了峰值。整體上看，膜下滴灌、隔溝交替灌、壟作溝灌技術的灌溉額度較小，0～20 cm表土層含水量均低于其他方案，在表層土壤含水量有所增加，這是由于制種玉米生育后期張掖市開始集中降水，所以土壤水分含量增加。20～80 cm土層含水量變化趨勢與0～20 cm土層大致相同，變化不顯著。其余各個小區的含水量變化幅度為24%～43%，與0～20 cm土壤含水率相差較大，膜下滴灌和壟作溝灌的土壤含水率相比其他試驗組低，差異顯著。在播種60 d后的測量中，膜下滴灌和壟作溝灌含水率分別為11.9%、19.7%。

2.3 節水灌溉技術對制種玉米產量的影響

常規灌溉方案玉米產量并不高，在節水灌溉技術應用中，調虧灌溉、壟作灌溉的玉米產量最高，達到13 500kg/hm2以上，隔溝交替灌產量最低，不超過12 000kg/hm2。調虧灌溉、壟作灌溉的增產率十分明顯，分別達到9%、4.3%。隔溝交替灌、膜下滴灌、波涌灌溉與對照組產量相比有所減少，減產幅度分別為8.1%、2.2%、3.0%。因此，調虧灌溉、壟作灌溉相比其他灌溉方法更具優勢，既提高了水資源利用率，又提高了玉米產量。

3 結論

綜上所述，調虧灌溉、免冬灌、壟作溝灌、常規覆膜灌溉技術在制種玉米生長中綜合表現比較好，科學采用節水灌溉技術不僅能夠減少水資源的浪費，還能提高產量，具有較高的經濟效益。在實際生產中，可以結合基礎設施、水源、技術條件、機械化程度等選擇節水灌溉技術，從而提高水資源及土地資源的利用率，促進當地玉米種植產業的長足發展。