遼西半干旱區糯高粱高產栽培灌溉定額的研究

劉亞男

（遼寧省建昌縣現代農業發展服務中心 遼寧建昌 125300）

建昌縣地處遼寧西部山區，屬于溫帶、亞濕潤半干旱季風氣候，年平均降雨量550 mm，十年九旱，是“七山一水二分田”的山區農業縣[1]，種植業是農民收入的主要來源之一，也是建昌縣域經濟的主導產業。多年來，建昌縣立足于旱作農業發展實際[2]，在農業結構調整中，大力推廣糯高粱種植，取得了顯著的經濟效益和社會效益。 建昌縣年平均降水量能夠滿足糯高梁生長發育對水分需求， 但由于降雨的不確定性，導致降雨與糯高梁生長發育需水關鍵期不吻合，再加上年平均蒸發量是降水量的2.5～3.8 倍，因此造成缺水。 所以在糯高粱栽培中，在其他條件適宜的情況下，必需在干旱需水期進行合理灌溉，才能實現高產優質。 可見開展糯高粱高產栽培膜下滴灌最佳灌溉定額研究， 對遼西半干旱區發展節水農業具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗設在建昌縣牦牛營子鄉三家村五組陳九軍家口糧田，地勢平坦，土壤肥力均勻，有灌溉條件，前茬作物為玉米， 土壤質地為黏壤土， 肥力中等， 土壤有機質11.30 g/kg、 水解氮91.60 mg/kg、 有效磷27.90 mg/kg、速效鉀161.20 mg/kg，pH 7.48。

1.2 試驗材料

供試品種：紅糯16 號；地膜：普通農用地膜，由山東濰坊喜順塑料薄膜有限公司生產；滴灌設備：由濟南市萊蕪豐霸節水灌溉設備有限公司生產； 灌溉用水：地下井水。

1.3 試驗處理

試驗設10 個處理，處理1：地膜覆蓋無滴灌；處理2～處理7： 地膜覆蓋滴灌； 處理8： 露地滴灌；處理9：常規溝灌（CK）。 具體試驗處理設置見表1。

表1 糯高粱不同灌溉處理設計

1.4 試驗設計

試驗開展時間為2022 年。 試驗各處理在大田采用隨機區組方式排列，3 次重復，小區長8 m、寬5 m，小區播種面積為40 m2，小區內種植10 行，收獲時去掉小區兩邊行及兩端各1 m， 小區剩余植株實打實收，實收面積為24 m2。

1.5 栽培措施

早春土壤化凍后旋地， 結合旋地每畝施充分腐熟的農家肥2 500 kg、 過磷酸鈣50 kg 作基肥；4 月20 日整地，5 月10 日播種， 播種時每畝施入長效控釋肥（N∶P∶K 為25∶10∶12）50 kg。 采用大壟雙行（大行距60 cm，小行距40 cm）種植，膜下滴灌的將滴灌管鋪在壟的內側，每壟鋪1 條。5 月21 日出苗，5 月28 日查苗補苗，6 月10 日一次性定苗， 每小區保苗479 株。拔節期每小區施入尿素1.00 kg， 挑旗期每小區施入尿素1.20 kg。 5 月30 日、6 月20 日、7 月15 日分別進行人工除草，7 月25 日防治蚜蟲。

1.6 測定項目與方法

土壤肥力測定：基肥施用前取土測定，土壤有機質采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法； 水解氮采用氫氧化鈉堿解擴散法；有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀采用原子吸收分光光度法[3]。

生長指標測定：在糯高粱生長發育不同階段進行觀察，詳細記錄各個關鍵生育期，計算出苗到成熟的日數；在糯高粱拔節孕穗期的7 月17 日和27 日用杭州綠博儀器有限公司生產的YMJ-G 型葉面積測定儀分別對處理1 和處理6 的旗葉及旗葉下2、3、4 片功能葉葉面積進行測定；成熟期每小區選10 株有代表性的糯高粱測量株高。

產量構成因素測定：收獲前每小區選取10 穗，帶回室內考種，考種項目包括穗長、穗粒重和千粒重。

土壤含水量測定： 采用烘干法， 測量土層為0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm 的5 個層段。為減少誤差，在小區最中間行帶取土。測定時間為糯高粱播種前和成熟后。

產量統計：成熟后分小區收獲，晾曬后脫粒，待籽粒風干后稱量，加入考種樣品質量，計算每小區產量后折算畝產量。

水分利用效率計算:水分利用效率是指作物單位耗水量產出的籽粒產量[4]。 水分利用效率=作物籽粒產量(kg/畝）/作物生育期耗水量（mm）。

2 結果與分析

2.1 不同灌溉處理對糯高粱生育進程的影響

由表2 可知,播種期相同，出苗期處理1、處理2、處理3、處理4、處理5、處理6、處理7 最早，均為5 月20 日， 處理8 和處理9 （CK） 最晚， 均為5 月24 日，早晚相差4 d；拔節期處理2、處理3、處理5、處理6、處理7 最早，均為6 月21 日，處理8 和處理9（CK）最晚，均為6 月30 日，早晚相差9 d；抽穗期處理3、處理4、處理5、處理6、處理7 最早，均為7 月28 日，處理8 和處理9（CK）最晚，均為8 月6 日，早晚相差9 d；成熟期處理6 和處理7 最早，均為9 月18 日，處理9（CK）最晚，為9 月28 日，早晚相差10 d；從出苗到成熟，處理6 和處理7 最短，均為120 d，處理9（CK）最長，為130 d，早晚相差10 d。

表2 不同灌溉處理對糯高粱生育進程的影響

2.2 不同灌溉處理對糯高粱生物學性狀的影響

由表3 可知,株高處理7 最高，為154.15 cm，處理8 最矮，為146.96 cm，高矮相差7.19 cm，處理1、處理2、處理3、處理4、處理5、處理6 和處理7 株高都超過處理9（CK）；穗長處理7 最長，為40.65 cm，處理1 最短，為37.00 cm，長短相差3.65 cm，處理2、處理3、處理4、處理5、處理6、處理7 和處理8 穗長都超過處理9（CK）；穗粒重處理7 最高，為99.06 g，處理1 最低，為85.10 g，相差13.96 g，處理2、處理3、處理4、處理5、處理6、處理7 和處理8 穗粒重都超過處理9（CK）；千粒重處理7 最高，為27.32 g，處理1最低，為25.21 g，高低相差2.11 g，處理3、處理4、處理5、處理6 和處理7 千粒重都超過處理9（CK）。

表3 不同灌溉處理對糯高粱生物學性狀的影響

2.3 拔節孕穗水對糯高粱功能葉的影響

由表4 可知， 在糯高粱拔節孕穗期的7 月17 日，測定功能葉葉面積，處理6 和處理1 相比，增加最多的是旗葉下4 片葉，為193.05 cm2，增加最少的是旗葉下2 片葉， 為86.88 cm2； 在糯高粱拔節孕穗期的7 月27 日， 測定功能葉葉面積， 處理6 和處理1 相比，增加最多的是旗葉下2 片葉，為159.90 cm2，增加最少的是旗葉，為117.23 cm2，可見，處理6 比處理1的功能葉葉面積明顯增加，光合制造的有機物增多，使糯高粱能夠獲得高產。

表4 拔節孕穗水對糯高粱功能葉的影響

2.4 不同灌溉處理對糯高粱產量的影響

由表5 可知，畝產量處理7 最高，為845.98 kg，其次是處理6， 為843.20 kg， 第3 的是處理5，為797.80 kg， 比處理9 （CK） 的640.32 kg， 分別增產205.66 kg、202.88 kg、157.48 kg， 增產率分別為32.12%、31.68%、24.59%； 畝產量處理1 最低，為620.59 kg， 比處理9 （CK） 減產19.73 kg， 減產率為3.08%；其他處理產量都超過對照。 所有處理產量處理7>處理6>處理5>處理4>處理3>處理8>處理2>處理9（CK）>處理1，處理7 雖然畝產量超過處理6，但增產量可以忽略不計。

表5 不同灌溉處理對糯高粱產量的影響

2.5 不同處理對糯高粱水分利用效率的影響

由表6 可知， 水分利用效率最高的是處理6，為1.75 kg/（mm·畝），水分利用效率最低的是處理9（CK），為1.29 kg/（mm·畝），高低相差0.46 kg/（mm·畝）。 所有處理水分利用效率是處理6>處理5>處理4>處理3>處理7>處理2>處理1>處理8>處理9（CK），可見地膜覆蓋能夠明顯提高水分利用效率，地膜覆蓋無滴灌的高于露地滴灌和常規溝灌，露地滴灌高于常規溝灌；膜下滴灌隨灌溉次數和灌溉定額增大而增加，水分利用效率逐漸增加，當畝灌水總量超過150 m3、達到180 m3時，水分利用效率由1.75 kg/（mm·畝）降到1.63 kg/（mm·畝），出現了水分利用效率拐點。

表6 不同灌溉處理對糯高粱水分利用效率的影響

3 討論與結論

（1）水是制約干旱、半干旱區農業生產的主要因素，適宜的水分條件是農作物獲得高產的重要因素[5]，遼西建昌縣水資源短缺，干旱嚴重，膜下滴灌用水量明顯小于露地滴灌和常規溝灌， 在作物栽培中應用膜下滴灌是保墑、節水、省工、提高作物產量的先進實用技術，在高效利用降雨的前題下，適時適量進行科學灌溉，用有限的水資源擴大水澆地面積，實現農業經濟效益的綜合提高[6]。 該技術應用實現了由大水漫灌向浸潤式灌溉的轉變、由澆地向澆作物的轉變。在本研究中， 由于沒有根據糯高粱不同生育時期需水量的不同去設計試驗方案， 也沒有對灌溉制度優化具體到灌水日期，建議在后續研究中，制定出更完善的灌溉制度和不同生育時期灌溉定額。

（2）本試驗結果表明，地膜覆蓋和膜下滴灌栽培，能促進糯高粱生長發育進程，促進早熟，膜下滴灌栽培隨灌溉次數增加和灌溉定額的增大， 糯高粱生育期逐漸縮短，而株高、穗長、穗粒重、千粒重、單位面積產量逐漸增加， 說明灌溉對糯高粱生物學性狀具有明顯的促進作用，為高產奠定了基礎；拔節孕穗水能夠使糯高粱上部4 片功能葉面積增加， 生產更多的光合產物，使糯高粱能夠獲得高產；水分利用效率也隨灌溉次數的增加和灌溉定額的增大而增加，當畝灌溉總量超過150 m3、達到180 m3時，水分利用效率明顯下降，出現了拐點。 通過對不同處理糯高粱生育期、生物學性狀、功能葉葉面積、單位面積產量和水分利用效率等各項指標進行比較， 得出在遼西建昌縣中等肥力水澆地種植糯高粱， 采用大壟雙行膜下滴灌技術， 在全生育期降水量311.9 mm 的條件下，在播種至拔節、拔節至抽穗、抽穗至開花、開花至灌漿、灌漿至成熟各灌1 次水，每次畝灌水量30 m3，合計全生育期畝灌水總量150 m3， 為當地最佳灌溉定額，可實現最佳畝產量843.20 kg。