荊　鑫

(遼寧西北供水有限責任公司，遼寧 沈陽 110000)

北方旱區(qū)覆膜滴灌對玉米生長發(fā)育及水分利用的影響

荊鑫

(遼寧西北供水有限責任公司，遼寧 沈陽 110000)

摘要：在北方旱區(qū)采用大田對比試驗，研究了傳統(tǒng)種植、覆膜種植、滴灌種植和覆膜滴灌種植技術對玉米生長發(fā)育以及水分利用的影響。試驗結果表明：覆膜滴灌技術既能使玉米出苗時間提前，又能在生長期增加玉米株高和葉面積。與傳統(tǒng)種植相比，覆膜滴灌技術對玉米產量和水分利用效率增幅效果要好于單獨使用覆膜技術或單獨使用滴灌技術。從增加作物產量和農業(yè)節(jié)水角度綜合考慮，覆膜滴灌技術是比較適合北方旱區(qū)的節(jié)水高產種植措施。

關鍵詞：覆膜滴灌；節(jié)水灌溉技術；水分利用效率

近年來，北方地區(qū)的降水量較往年減少3成，北方多地的農田出現輕度以上干旱現象，朝陽市和阜新市旱作農業(yè)區(qū)出現了重度干旱。降雨少，氣溫高導致旱情持續(xù)不斷。為了應對干旱缺水的自然條件，應充分利用節(jié)水灌溉技術的優(yōu)勢，最大限度提高水分利用效率，減少經濟損失[1]。覆膜滴灌技術是將覆膜技術與滴灌技術相結合的一項新型節(jié)水灌溉技術，該技術既能夠節(jié)水增產，在作物生長前期增溫保墑，促進幼苗生長發(fā)育，又能為作物根區(qū)均勻供水供肥，提高作物光合利用效率[2]。本文以傳統(tǒng)種植模式為對比，分析比較了傳統(tǒng)種植、覆膜種植、滴灌種植及覆膜滴灌種植技術對玉米生長發(fā)育、產量和水分利用效率的影響，為北方旱作農業(yè)區(qū)采用覆膜滴灌種植技術節(jié)水增產提供理論依據。

1試驗設計和研究方法

1.1試驗地概況

試驗地點位于遼寧省朝陽市旱作農耕區(qū)，該區(qū)屬溫帶干旱大陸性季風氣候帶。全年平均降水量300～500 mm。年均10 ℃以上有效積溫為：2800～3300 ℃，作物生長期日照時間為：1200～1300 h，無霜期133～166 d。2015年，作物生育期內≥5 mm的有效降雨量合計393.9 mm。該區(qū)土壤耕層的基本理化性質見表1。

表1　供試土壤基本理化性質

1.2試驗材料與設計

試驗采用隨機區(qū)組設計，共設4處理，分別為：CK處理——傳統(tǒng)耕作(自然降雨供水)；T1處理——覆膜種植；T2處理——滴灌種植，T3處理——覆膜滴灌種植。試驗采用大壟雙行種植，作物種植行距為50 cm，株距為35 cm，玉米行間覆膜，膜下埋管滴灌。試驗每個處理設三次重復，每個試驗小區(qū)面積為100 m2。連結滴灌帶的輸水支管為聚乙烯硬塑管，區(qū)組之間留1.5 m區(qū)間道，每小區(qū)配備一個施肥罐和一個水表，從而保證小區(qū)灌水和施肥，灌水量根據水表計量。本試驗供試作物為玉米，品種為遼單565號。本試驗采用機械播種、鋪帶、覆膜，玉米播種時間為4月26日，播種時施磷酸二銨(含N46%，P2O518%)和三元復合肥(含N15%，P2O515%，K2O15%)各150 kg/hm2作為種肥，播種后覆膜，拔節(jié)期追施尿素(含N46%)450 kg/hm2。滴灌拔節(jié)期和灌漿初期灌水量分別為75 m3/hm2和150 m3/hm2。

1.3測定項目

出苗時間和出苗率：當玉米幼苗出現“三葉一心”，說明作物處于出苗期，此時統(tǒng)計作物出苗情況，統(tǒng)計出實際出苗個數，計算出苗率。計算公式如下：出苗率=實際出苗數/實際播種數。

玉米株高：測定時間為拔節(jié)期，大喇叭口期，抽雄期，灌漿期，成熟期。每個小區(qū)選取10株長勢一致的植株進行掛牌標記，利用卷尺測量其自然株高。

玉米功能葉面積：測定時期同玉米株高，植株選取與玉米株高的選擇保持一致，利用長寬系數法測定單株葉面積。

玉米產量和玉米穗部性狀：收獲前每個小區(qū)取有代表性的20穗玉米進行考種。測定穗長、穗粗、行粒數、行數、禿尖長、軸粗，并計算出玉米產量。

土壤含水量測定：在每個小區(qū)內埋設1根TDR時域反射儀特制的塑料管，用TRIME-FM土壤剖面水分速測儀定點測定并讀取土壤含水量數值，測定范圍為0～100 cm土層深度，每個梯度為20 cm，每個梯度讀數3次，計算出土壤總的含水量。

水分利用效率(WUE)：是指農田蒸散單位消耗水量能夠生產的作物量，計算公式如下：

WUE=Y/ETa=0.1×Y/ETa

(1)

式中:Y為玉米單位面積產量，kg/hm2；ETa為作物全年的實際水分蒸散量，mm。農田全年實際蒸散量采用土壤水分平衡法進行計算，計算公式如下：

ETa=I+P-RO-DP+CR±ΔSF±ΔSW

(2)

式中:I和P分別為該時段內的灌水量和降雨量,mm;RO為降雨和灌溉時土壤的表面徑流量,mm(本試驗由于田間設有田埂，因此忽略);DP為深層土壤滲漏量,mm;CR為地下水由毛管上升到根區(qū)的水量,mm(由于試驗田地下水位較低，因此忽略);△SF為土壤水 側向滲漏量(本試驗忽略);ΔSW為收獲期和苗期的土壤儲水量變化值,mm。

2試驗結果

2.1不同處理對玉米生長發(fā)育的影響

在旱作農田地區(qū)，土壤的水溫狀況會影響到種子的出苗發(fā)芽[3]。段喜明等研究表明，在旱作地區(qū)，對比傳統(tǒng)的平作種植玉米，采用壟上覆膜溝內種植技術會使玉米出苗提前2～3 d[4]。表2為不同處理玉米出苗時間及出苗率，由表2可知，T1和T3出苗時間最快，只用了13 d，且出苗率也更高。這是由于覆膜條件能夠提高耕地地表溫度，加快種子萌發(fā)，使出苗期提前，相較CK和T2不覆膜處理，出苗時間提前了3 d。

表2　玉米出苗期及出苗率

表3為不同處理條件下，玉米株高變化情況。從表3中可以看出，在生育中前期，T3玉米植株生長最快，其次為T1，CK和T2玉米生長相對緩慢。生育中后期開始，T2玉米植株生長加快，到生育后期，各處理株高大小順序為：T3>T2>T1>CK。

表4為不同處理條件下，玉米葉面積變化情況。玉米生育前期，T1和T3葉面積相對較大，T2和CK葉面積相對較??；玉米生育中后期，T2葉面積增長速度加快，到了玉米生育后期，由于高溫等因素，玉米葉片出現了早衰、葉面積下降現象，此時的玉米葉面積大小順序為：T3>T2>T1>CK。

表3　玉米株高變化情況 　cm

表4　玉米單株葉面積變化情況 　cm2

2.2不同處理對玉米產量及水分利用效率的影響

陳麗君等研究表明：覆膜滴灌技術能夠有效提高灌溉水利用率，能夠減少土壤水分蒸發(fā)和深層滲漏，對作物產量影響較大，還能達到節(jié)水高產的綜合效果[5]。劉戰(zhàn)東等研究表明：覆膜滴灌水分主要作用在土壤0～60 cm深度，在一定的灌水范圍內，作物的生長發(fā)育和作物產量與灌溉水量成正比，灌溉量越大，玉米的株高和莖節(jié)數越大，產量也越大[6]。不同處理條件下，玉米穗部性狀參數結果見表5。由表5可知，T1、T2和T3的玉米穗部各性狀參數大于CK處理。采用滴灌技術T2、T3處理玉米穗部各性狀參數要好于T1覆膜處理。

表5　玉米穗部性狀的影響

表6為不同處理對玉米產量及水分利用效率的影響。與傳統(tǒng)種植相比，各處理的玉米產量都不同程度的得到了增加，玉米產量極顯著高于CK，尤其是T3處理，覆膜加上滴灌處理的玉米產量最高。其次為T2，再次為T1。相比CK處理，玉米產量增幅分別為32.57%、24.32%、22.30%。T1、T2、T3耗水量分別為431.6 mm、432.9 mm、426.8 mm，少于CK(443.8 mm)；T1、T2、T3水分利用效率分別為2.84 kg/m3、2.87 kg/m3、3.11 kg/m3，相比CK，各處理水分利用效率增幅為25.75%、30.46%、37.87%。

表6　玉米產量和水分利用效率

3結論

本研究表明：在北方旱區(qū)采用覆膜滴灌技術種植玉米，既有覆膜增溫效果，能夠加快玉米生育進程，使玉米出苗期提前，又有滴灌供水優(yōu)勢，能夠增加玉米株高、葉面積和作物產量。相比單獨使用覆膜技術和單獨使用滴灌技術，覆膜滴灌技術對作物生長發(fā)育的影響更加明顯。統(tǒng)計結果表明：覆膜滴灌技術的實際耗水量最小，而作物產量又最高，所以覆膜滴灌技術的水分利用效率要好于單獨使用覆膜技術和單獨使用滴灌技術，相比傳統(tǒng)種植，覆膜滴灌技術水分利用效率增幅最明顯。

參考文獻：

[1]孫占祥.遼西風沙半干旱區(qū)農業(yè)持續(xù)綜合發(fā)展技術體系研究[J].干旱地區(qū)農業(yè)研究，1997(3):75-80.

[2]秦永林.不同灌溉模式下馬鈴薯的水肥效率及膜下滴灌的氮肥推薦[D].呼和浩特：內蒙古農業(yè)大學，2013.

[3]任小龍,賈志寬,韓清芳,等.半干旱區(qū)模擬降雨下溝壟集雨種植對夏玉米生產影響[J].農業(yè)工程學報，2007(10):55-60.

[4]段喜明,吳普特,白秀梅,等.旱地玉米壟膜溝種微集水種植技術研究[J].水土保持學報，2006(1):145-148.

[5]陳麗君,魏永霞.玉米膜下滴灌不同補水處理對其產量的影響[J].中國農村水利水電，2010(6):90-92.

[6]劉戰(zhàn)東,肖俊夫,劉祖貴,等.膜下滴灌不同灌水處理對玉米形態(tài)、耗水量及產量的影響[J].灌溉排水學報，2011(3):62-66.

Effect of drip irrigation under plastic film mulch on growth and development of maize and water use efficiency in northern arid region

JING Xin

(LiaoningNorthwestWaterCo.,Shenyang110000,China)

Abstract：This paper study the effects of traditional planting, planting film, drip irrigation and drip irrigation under plastic film mulch on growth of corn and water use efficiency comparing field experiment in north China. The results show that drip irrigation under plastic film mulch not only advance corn emergence time, but also increase plant height and leaf area in the corn growing season. Compared with the traditional planting, the corn yield and water use efficiency increase of drip irrigation under plastic film mulch is better than plastic film mulch technology or drip irrigation techniques. Comprehensive consideration the increase of crop yield and agricultural water-saving, drip irrigation under plastic film mulch technology is more suitable for high-yield cultivation in north China's water-saving measures.

Key words：drip irrigation under plastic film mulch；water saving irrigation；water use efficiency

作者簡介：荊鑫(1988-),男，助理統(tǒng)計師，從事供水施工管理等工作。

中圖分類號：S274

文獻標志碼：A

文章編號：2096-0506(2016)05-0044-04