滴灌頻次對高密栽培春玉米生長發育及產量的影響

唐誠 Nihal.NIAZ

（石河子大學農學院，新疆石河子 832003）

水資源是農業的保障。新疆屬于干旱半干旱地區，水資源匱乏，如何有效利用水資源是確保農業可持續發展的重要問題。合理灌溉制度是提高水資源利用率的根本保障。灌溉制度主要影響土壤含水率[1-2]，也影響土壤養分分布[3]。不同時期作物的需水量不同，采用不同的灌溉制度對作物生長及產量有顯著影響[4-5]。合理的灌溉頻率對于水資源利用率的提升意義重大。目前，相關研究主要集中于灌溉量、灌溉頻率等灌溉制度對作物產量的影響方面。有研究表明，覆膜滴灌玉米隨著灌溉量的增加，產量呈現增長趨勢[6]。當灌溉定額一定時，灌溉頻率的變化亦會影響作物的生長及產量，有研究認為，高頻率的灌溉減少了水分向下層的滲漏，促進了作物根系的發育，從而提高了產量[7-9]。也有研究認為，高頻率灌溉，土壤上層含水率高，不利于根系向下延伸，限制了作物的生長[10]。

玉米是我國乃至世界重要的飼料作物、經濟作物，在農業生產和國民經濟發展中占有重要地位，玉米的高產、穩產對確保我國糧食安全至關重要。新疆北疆灌區多實行輪灌制度，不同灌區的灌溉頻率主要受可利用水資源量，作物種植面積、結構，作物需水特征等因素影響。本試驗通過大田試驗，探究在一定灌溉定額下，不同灌水次數對春玉米生長發育及產量的影響，從而為制定合理的灌溉制度提供一定的理論指導和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于新疆烏蘭烏蘇鎮，地處北緯44°17′，東經85°49′，海拔約468m。烏蘭烏蘇鎮為天山北坡經濟帶中部城鎮，位于金溝河、瑪納斯河、寧家河沖積扇的緣接地帶。2015年玉米全生育期（4—9月）平均氣溫約20.25℃，平均降水量為70.2mm。試驗地土壤為灌耕灰漠土，土壤表層（0～20 cm）含全氮0.96 g/kg、速效磷 23.87mg/kg、速效鉀 340.95mg/kg、有機質18.73 g/kg。

1.2 試驗設計

前期灌溉量研究得出，6 750m3/hm2灌量、10次灌頻可保證高產（產量≥15 t/hm2）。本試驗以此為對照（T10），在每月灌量不變的情況下（6月 20%、7月30%、8月 30%、9月 10%），改變 6月、7月、8月 3個玉米需水關鍵月灌水的頻率，共設置8個試驗處理，具體見表1。3次重復，共24個小區，小區長10m，小區面積38.5m2。

表1 不同處理不同月份灌水次數

1.3 試驗過程

供試玉米品種為良玉66（中晚熟品種），2015年4月16日播種，采用寬窄行覆膜種植模式，膜內行距（40+80）cm，膜寬 70 cm，膜間距 50 cm，株距 15 cm，一膜兩管四行種植模式，種植密度112 005株/hm2，4月22—26日出苗。氮肥用量330 kg/hm2、磷肥用量90 kg/hm2、鉀肥用量 90 kg/hm2，氮肥、磷肥、鉀肥全部作追肥隨水滴施。

1.4 數據分析

試驗數據經Excel 2013處理后用GraphPad Prism 7.0進行圖表制作，用SPSS 22.0軟件進行方差、回歸分析，單穗產量與穗部性狀指標多元回歸分析采取逐步回歸篩選變量，應用F檢驗進行模型顯著性檢驗，t檢驗進行參數顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同灌頻處理地上干物質積累與分配

2.1.1 不同灌頻處理對地上干物質積累的影響。由圖1可以看出，不同灌頻處理對玉米干物質積累量的趨勢并沒有明顯改變，干物質積累總量和繁殖器官干物質積累量在生育期內呈遞增趨勢，營養器官干物質積累量出苗后70 d（6月下旬）為分水嶺，在其之前增加，在其之后下降。各月份灌水量一定時，6月灌水2次（處理T9-3）較灌水1次（處理T8-1）干物質積累總量顯著提高；7月灌水4次（處理T9-1）較灌水3次（處理T8-1）干物質積累總量顯著提高；8月灌水3次（處理T9-3）較灌水2次（處理T8-3）干物質積累量明顯增加。

2.1.2 不同灌頻處理地上干物質分配比。由圖2可知，不同灌頻處理玉米開花前干物質積累占比均大于花后干物質占比，花前占比約為60%，花后占比約為40%，灌頻與花前花后干物質分配比之間并沒有明顯的關系。

2.2 不同灌頻處理產量及構成因子、穗部性狀比較

2.2.1 不同灌頻處理產量及構成因素比較。由表2可知，不同灌頻處理對玉米穗粒數、千粒重、產量影響顯著（P＜0.05）。多重比較結果表明：灌水10次、9次、8次的處理玉米穗粒數、千粒重、產量均顯著高于灌水7次的處理；相同灌頻條件下，與處理T8-1相比，處理T8-2和處理T8-3單穗產量平均增幅分別為22.7%和12.3%；灌水9次各處理之間單穗產量無顯著差異。

表2 不同灌頻處理產量及構成因子差異性分析

2.2.2 不同灌頻處理玉米穗部性狀比較。由表3可知，不同灌頻處理除對玉米穗行數影響不顯著外，對其他性狀均有顯著影響（P＜0.05）。多重比較表明，加大灌頻均可顯著提高穗長、穗粗、行粒數、穗重和穗粒重，顯著降低禿尖長度。

表3 不同灌頻處理對玉米穗部性狀的影響

2.3 不同灌頻處理單穗產量與穗部性狀回歸分析

單穗產量與穗部性狀指標進行多元逐步回歸分析表明（表4），除處理T9-3外，其他方程中均包含有穗粒數和千粒重2個指標，說明不同灌頻處理下，玉米單穗產量主要受穗粒數和千粒重制約，而其他穗部性狀指標，如穗粒重、禿尖長度、穗長和行粒數也會對單穗產量產生影響。

3 結論與討論

作物產量與干物質積累緊密相關，灌水時機影響干物質積累，進而影響作物產量[11]。在總灌量和每月灌量一定時，不同的灌水次數會影響土壤的濕潤層深度，水分滲透量隨灌水次數增加而逐漸減少[12]。本試驗中，灌水次數為7次時，干物質積累量、產量最低，這可能與灌溉頻次低，單次灌水量大，濕潤層深，造成水分的向下滲透量增加有關。

花前花后干物質積累量受多種因素影響。有研究表明，隨灌水次數的增加，開花前籽粒干物質轉運率、轉運量和籽粒產量貢獻率均較低[13]。而本試驗研究結果表明，灌溉次數與花前花后干物質積累比之間關系不明顯。

不同灌水處理影響土壤水分、作物生長發育和產量，根據不同生育時期作物對水分需求進行灌水次數調整可影響玉米的穗粒數、千粒重和產量[13]。玉米在拔節—抽雄、抽雄—乳熟期的含水量占整個生育期耗水量的65%～85%。因此，灌水制度應該保證這2個時期的供水[14]。本試驗中，調整6月、7月、8月的灌水次數，穗粒數、千粒重和產量均隨灌水次數的增加而增大。