胡興棠

（山西省汾河灌溉管理局中心試驗站，山西 文水 032100）

山西省汾河灌區(qū)地處汾河中游的太原盆地底部，是20世紀50年代初建成的大（二）型自流灌區(qū)，擔負著太原、晉中、呂梁11個市（縣、區(qū)）10萬hm2農田的灌溉任務。

旱地作物實踐表明，植物的水分具有高度的可塑性，合理的灌溉制度既能滿足植物代謝需水，提高植物的抗逆性，又由于誘導了作物補償吸水的特性，使水分利用率明顯提高。近年來，汾河灌區(qū)農業(yè)種植由原來的小麥、棉花為主轉變?yōu)橐杂衩诪橹?。如何運用適宜的灌溉制度提高玉米單位面積產出成為灌區(qū)發(fā)展的重要課題。

1 試驗目的與內容

根據灌區(qū)種植結構調整以及當前節(jié)水灌溉發(fā)展的需求，開展春玉米節(jié)水高效灌溉制度試驗，主要研究春玉米在節(jié)水灌溉條件下的需水量與需水規(guī)律；灌水次數(shù)、灌溉時間與春玉米產量形成的關系；耗水量與產量關系；節(jié)水灌溉條件下適合當?shù)厣a和氣候條件下春玉米灌溉的適宜控制指標以及節(jié)水高效灌溉制度等。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗區(qū)基本情況

試驗在文水縣劉胡蘭鎮(zhèn)省汾河灌溉局中心灌溉試驗站田間試驗小區(qū)內進行，該站海拔高程749.579m，引用灌溉水源為井水，灌溉條件良好。土壤0~30 cm為中壤土，30~90 cm為重黏土，90~150 cm為細砂土。0~100 cm土壤平均容重1.38 t/m3，田間持水量26.9%，地下水礦化度787 mg/L，pH值8.12，全鹽量0~80 cm平均0.62%，0~50 cm有機質含量0.9%，速效磷含量0.31%，全年地下水埋深平均4～5m。

該地所屬氣候為溫帶大陸性半干旱類型，多年平均氣溫9.5℃，降雨量450mm，年平均蒸發(fā)量1563.3mm（20 cm口徑蒸發(fā)皿），年累積日照值2303.1 h，無霜期180 d。

2.2 處理設計

玉米試驗田設計6個灌水水平處理，每個處理設3個重復，共設置18個小區(qū)，每個小區(qū)面積200m2。處理一灌水定額900m3/hm2，灌水次數(shù)2次；處理二灌水定額900m3/hm2，灌水次數(shù)3次；處理三灌水定額900m3/hm2，灌水1次；處理四灌水定額1200m3/hm2，灌水2次；處理五灌水定額600m3/hm2，灌水2次；處理六不灌水。

2.3 試驗田管理措施

試驗區(qū)年平均地下水埋深5.5m，各處理于5月7日下種，9月30日收獲，全生育期146 d。試驗田在播前4月20日施底肥圈糞22500 kg/hm2，玉米復合專用底肥750 kg/hm2。生長中期（6月15日）追尿素750 kg/hm2。為抑制病蟲害發(fā)生，播種時拌種1500 g/hm2，中期（5月 25日）噴除草劑 3750 g/hm2。全生育期內中耕除草2次。試驗田各處理除灌水量不同外，其他管理措施均相同。

2.4 土壤水分觀測

土壤水分測定采用烘干稱重法，觀測深度100 cm，分5層取土，每20 cm一層。觀測周期每10 d觀測一次，灌水前后和降雨后增加觀測次數(shù)。

3 結果分析

3.1 需水量與需水規(guī)律

通過試驗可知，玉米全生育期需水量，灌溉定額較大的，耗水量較大；灌溉定額較低的，耗水量較小。隨著灌水時間與灌水次數(shù)的不同，耗水量也不同。試驗結果見表1。

表1 玉米各處理不同生育階段日均耗水量 單位：m3/hm2

從表1可以看出，玉米從5月播種到收獲，全生育期日均耗水量由低至高再降低，整個生長期內日平均需水過程呈單峰狀。分析其原因是在播種出苗期，由于此時氣溫低，玉米植株幼小，日均耗水量小，隨著玉米的逐漸生長，氣溫逐漸升高，玉米日均耗水量隨之增大，至抽雄吐絲期，玉米的植株群體達到最大，營養(yǎng)生長和生殖生長達到高峰，形成了耗水量峰值，后隨著氣溫的降低和玉米植株群體的衰落，日均耗水量逐漸減小。此過程也可反映出玉米的需水關鍵期是抽雄吐絲期。

3.2 灌水次數(shù)、灌水時間及灌溉定額與作物產量關系

試驗中玉米全生育期總降雨量391.3 mm，屬平水年份。處理二全生育期灌水3次，分別在撥節(jié)期、抽雄期、灌漿期灌水，灌水定額900m3/hm2，灌溉定額2700m3/hm2，生長發(fā)育狀況良好，產量構成因子（畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重）及最終產量較高；處理一、處理四、處理五全生育期灌水2次，分別在撥節(jié)期和灌漿期灌水，灌水定額為 900m3/hm2，1200m3/hm2，600m3/hm2，灌溉定額為1800m3/hm2，2400m3/hm2，1200m3/hm2，最終產量處理二最高，處理四次之，處理五較低；處理三全生長期灌水定額為1次，在撥節(jié)期，灌溉定額為900m3/hm2，其產量低于處理五。全生育期不灌水的處理六產量構成因子均最低。說明在當年氣候和生產條件以及現(xiàn)有設計處理中，玉米產量隨著灌水次數(shù)和灌溉定額的增加而增加。

3.3 作物耗水量及產量結構測定

經過對玉米按設計方案要求進行不同灌水處理，玉米從5月7日播種到9月23日收獲，生育期140 d，按要求對各小區(qū)進行單打單收，對各處理進行考種分析可知：處理一至處理六全生育期耗水量分別為：6258m3/hm2，6573m3/hm2，4893m3/hm2，6153m3/hm2，5418m3/hm2，4158m3/hm2。 處 理 二 產 量 最 高 ，為17100 kg/hm2；處理六最小，為 8880 kg/hm2；其余為：處理四16305 kg/hm2、處理一14595 kg/hm2、處理五13605 kg/hm2、處理三 10935 kg/hm2；均收入處理二最高，為 41040元/hm2；處理六最低，為 21312元/hm2，其余為：處理四16305元/hm2、處理一35028元/hm2、處理五32662元/hm2、處理三26244元/hm2。從單方水產量看，處理四單方水產量最大，為2.61 kg/m3；處理六最小，為 2.14 kg/m3；其余為：處理二 2.60 kg/m3、處理五 2.51 kg/m3、處理一 2.37 kg/m3、處理三 2.23 kg/m3。綜合比較，處理二的處理設計條件下，玉米產量、產值、單方耗水產量和單方耗水產值為最佳的灌溉處理設計。

3.4 玉米耗水量和產量關系分析

當年玉米試驗各處理耗水量從低到高依次為處理六、處理二、處理五、處理一、處理四和處理三，玉米單位面積產量結果從低到高排列順序同樣如此。說明在當年玉米種植條件和現(xiàn)有設計處理情況下，玉米產量隨著耗水量的增加而增高，耗水量和產量成正比例關系。經過對試驗玉米耗水量和產量試驗結果進行回歸分析，得出二者之間相關關系式為：y=2.562 5x-42.982（R2=0.級標題），其中 y為玉米產量，x 為玉米耗水量。

4 結論

第一，在當年生產條件和處理水平下，灌水量大的處理玉米產量大，經濟效益高，產量大小排序與設計灌水量排序相同。第二，玉米耗水規(guī)律呈單峰狀，抽雄吐絲期是玉米全生育前耗水最高峰，也是玉米需水關鍵期。第三，從經濟效益、單反水產出等方面綜合比較，處理三設計最優(yōu)，即玉米全生育期灌水3次，灌水定額900m3/hm2，灌水時間分別在拔節(jié)期、抽雄期和灌漿期。第四，在當年玉米種植條件和現(xiàn)有設計處理情況下，玉米產量隨耗水量的增加而增高，二者成正比例關系，且相關關系式為：y=2.562 5x-42.982（R2=0.理水平，）。