李 科，韓 萍

(隴東學(xué)院 農(nóng)林科技學(xué)院,甘肅 慶陽 745000)

不同施肥條件下雙壟溝地膜覆蓋對旱地玉米水分利用效率的影響

李 科，韓 萍

(隴東學(xué)院 農(nóng)林科技學(xué)院,甘肅 慶陽 745000)

采用四元二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計，研究了雙壟溝地膜覆蓋條件下平衡施肥對旱地玉米產(chǎn)量及其水分利用效率的影響。結(jié)果表明，產(chǎn)量與水分利用率二者呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.970；處理24玉米籽粒產(chǎn)量和水分利用率最高，籽粒產(chǎn)量為801.34kg/畝，較CK增加18.43%，水分利用率為2.56Kg/畝·mm，較CK提高26.06%，為最佳施肥組合，其N∶P2O5∶K2O∶有機質(zhì)為1∶0.65∶0.25∶6.52。

玉米；雙壟溝地膜覆蓋；水分利用率；籽粒產(chǎn)量

Abstract： It discussed the effects of balanced fertilization on yield and water use of dry land corn under the conditions of double furrow film mulching using quadrature rotation combination design.The results shows that there was a very significant positive correlation between yield and water use efficiency,and the correlation coefficient was 0.970;and the yield and water use efficiency of maize was the highest in twenty-fourth treatments,Grain yield was 801.34kg/mu,compared with CK increased by 18.43%,and the water utilization rate was 2.56 Kg/ Mu·mm,compared with CK increased by 26.06%,which was the best combination,while N∶P2O5∶K2O∶organic matter was 1∶0.65∶0.25∶6.52.

Keywords： corn;double furrow film mulching;water use efficiency;grain yield

干旱缺水和春季低溫是導(dǎo)致甘肅省中東部雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)作物低產(chǎn)兩個主要原因，因此提高降水利用效率是本地區(qū)農(nóng)田管理的重要環(huán)節(jié)，合理耕作、增加地面覆蓋、降低無效蒸發(fā)、合理施肥等措施是提高農(nóng)田降水利用率和作物水分利用率的基本途徑[1]。雙壟溝覆蓋玉米栽培技術(shù)是旱作農(nóng)業(yè)的一項突破性創(chuàng)新技術(shù)。該項技術(shù)集覆蓋抑蒸、膜面集雨、壟溝種植技術(shù)于一體，最大限度地保蓄自然降水，使地面蒸發(fā)降到最低，特別能使春季10mm以下的降雨集中滲于作物根部，被作物有效利用，實現(xiàn)了集雨、保墑、增產(chǎn)[2-4]。在此項技術(shù)下，再配合合理施肥，可提高作物對水分的利用率。本試驗主要研究雙壟溝全膜覆蓋種植方式下施肥水平對玉米水分利用效率的影響，以期研究隴東地區(qū)玉米高產(chǎn)、集水高效利用的最佳栽培模式及其配套施肥水平，為旱作農(nóng)業(yè)作物高產(chǎn)、集水高效利用提供技術(shù)支撐和理論基礎(chǔ)，對于提高旱地玉米產(chǎn)量，確保糧食安全，促進旱作農(nóng)業(yè)區(qū)經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展起到積極作用。

1 材料與方法

1.1試驗地概況

試驗設(shè)在甘肅省慶陽市西峰區(qū)隴東學(xué)院試驗農(nóng)場，試驗地土質(zhì)為覆蓋黑壚土，土壤顆粒組成以粉粒為主，土壤(0-20cm)基本理化性狀：土壤疏松多孔，微團聚體較多，土壤容重1.22g/cm3，孔隙度55%，土壤最大吸濕水1.84%，田間持水量23.4%，土壤呈微堿性反應(yīng)，PH值為8.5，耕層有機質(zhì)1.05%，全氮0.071%，全磷0.067%，全鉀1.41%，速效磷6.5mg/kg，速效鉀198mg/kg。

1.2試驗材料

供試玉米品種為“富爾1號”。黑色地膜，寬140cm、厚0.008mm的聚乙烯吹塑農(nóng)用地膜。氮肥為尿素(含N46%)，磷肥為過磷酸鈣(含P2O514%)，鉀肥為硫酸鉀(含K2O 50%～54%,以52%計)，有機肥為土寶牌有機肥料(有機質(zhì)>30%)。

1.3試驗設(shè)計

表1 玉米四元二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計方案(Kg/小區(qū))

試驗采用四元二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計[5]，設(shè)置氮肥、磷肥、鉀肥、有機肥四個因素，分別用N、P、K、O表示，共36個小區(qū)(處理)，如表1所示。以零水平重復(fù)試驗(處理25至處理36)的平均值為對照(CK)，小區(qū)面積13.34m2(4m×2.5m=10m2)，5行區(qū)，行距0.5m，株距0.3m，區(qū)距1.0m，走道1.0m,采用玉米雙壟溝地膜覆蓋栽培技術(shù)，人工點播，試驗地四周設(shè)保護行。磷肥、鉀肥及有機肥作基肥一次性深施，氮肥60%作基肥，40%作追肥，在大喇叭口期施入，管理同大田。

2 測定項目及方法

2.1土壤容重

播前采用環(huán)刀法[6]測定土壤容重。

2.2土壤含水量

玉米生育期內(nèi)，分別在播前、出苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期、灌漿期、成熟期，取0～20cm的土樣，采用烘干法[7]測定土壤含水量。

2.3土壤水分利用率

水分利用率指每年每畝耕地上1mm降水量所能生產(chǎn)的經(jīng)濟產(chǎn)量(以kg計)，是玉米產(chǎn)量與降水量(包括灌溉量)之比。

土壤貯水量(mm)=土層厚度(mm)×土壤容重(g/cm3)×土壤含水量(%)

作物耗水量： ET=P+I+△SWS

式中：ET:作物總耗水量(mm)；P：玉米生長季節(jié)降雨量(mm)(由氣象資料提供)；I:灌溉量(m3)；△SWS:播種時土壤貯水量與收獲時土壤貯水量之差。

土壤水分利用率(kg/畝·mm)=玉米籽粒產(chǎn)量(kg/畝)/耗水量(mm)

2.4玉米產(chǎn)量

在玉米收獲時，每小區(qū)選擇10株有代表性的玉米進行考種，并分小區(qū)單收單脫粒，計算小區(qū)產(chǎn)量。

2.5數(shù)據(jù)分析

采用Excel2010和農(nóng)業(yè)田間試驗統(tǒng)計分析軟件ver5.0進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

3 結(jié)果與分析

3.1不同施肥條件對玉米田間土壤含水量垂直變化的影響

由表2可知：在玉米生長期間，全生育期土壤含水量的均值在13.22%～16.29%，其中，苗期土壤含水量在13.50%～18.57%之間，處理13最高，為18.57%，較CK增加14.14%,其次是處理25，為18.33%，較CK增加12.66%；拔節(jié)期土壤含水量在11.53%～18.00%之間，處理13最高，為18.00%，較CK增加16.88%，其次是處理14，為17.81%，較CK增加15.65%；大喇叭口期土壤含水量在7.24%～12.90%之間，處理16最高，為12.90%，較CK增加26.35%，其次是處理31，為12.00%，較CK增加17.53%；灌漿期土壤含水量在11.26%～16.85%之間，處理25最高，為16.85%，較CK增加11.15%，其次是處理26，為16.69%，較CK增加10.09%；收獲期土壤含水量在10.80%～19.99%之間，處理26最高，為19.99%，較CK增加27.32%，其次是處理25，為19.02%，較CK增加21.15%。由圖1可知，從整個生育期來看，大喇叭口期的土壤含水量均低于全生育期土壤含水量的平均水平，苗期、拔節(jié)期、收獲期含水量均高于平均水平。從拔節(jié)期到灌漿初期是玉米一生中需水較多的時期，是玉米營養(yǎng)生長和生殖生長同期發(fā)育的關(guān)鍵時期，也是玉米的需水關(guān)鍵期[8]，因此土壤含水量相對較低。

表2 不同施肥條件下玉米土壤含水量全生育期變化動態(tài) 單位：%

圖1 全生育期玉米田土壤含水量變化

3.2不同施肥條件對玉米水分利用率的影響

由表3可知，玉米田耗水量在310.22～332.65mm之間,均值為318.17mm，收獲后貯水量在26.35～48.78mm之間,均值為40.83mm。其中，耗水量較大的三個處理是處理36、處理31和處理33，分別為332.65mm、329.72mm和329.72mm；收獲后貯水量較大的三個處理是處理26、處理25和處理20,分別為48.78mm、46.41mm和46.02mm；水分利用率在1.63～2.26kg/畝·mm之間,均值為2.18Kg/畝·mm，水分利用率最高的處理是處理24、其次是處理20，分別為2.56Kg/畝·mm和2.52Kg/畝·mm。玉米產(chǎn)量分別為801.34Kg/畝和791.90Kg/畝，也是玉米產(chǎn)量較大的兩個處理。其N∶P2O5∶K2O∶有機肥分別為1∶0.65∶0.25∶6.52和1∶1.3∶0.25∶3.26，這說明合理施肥能促進玉米根系生長發(fā)育，使土壤水分得到充分利用，提高水分利用效率，起到“以肥調(diào)水”的作用。

3.3產(chǎn)量與水分關(guān)系分析

圖2 玉米籽粒產(chǎn)量與水分利用率變化圖

產(chǎn)量與水分關(guān)系是旱地農(nóng)業(yè)長期研究的重要問題，不同肥料對其關(guān)系影響程度又不同，掌握這種關(guān)系的變化，有助于指導(dǎo)旱地合理施肥的進行。本試驗結(jié)果的相關(guān)性分析表明(表4)：產(chǎn)量與水分利用率二者呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.970，產(chǎn)量與耗水量之間、耗水量與水分利用率均無明顯的相關(guān)關(guān)系。

表3 不同施肥條件下玉米的水分利用率

表4 產(chǎn)量、水分利用率、耗水量的相關(guān)系數(shù)

4 結(jié)論

N、P、K及有機肥配施對玉米水分利用率增加效果明顯。處理24水分利用率最高,為2.66Kg/畝·mm，產(chǎn)量也最高，為最優(yōu)施肥組合，其N∶P2O5∶K2O：有機質(zhì)為1∶0.65∶0.25∶6.52。

本試驗結(jié)果的相關(guān)性分析表明，產(chǎn)量與水分利用率二者呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.970，產(chǎn)量與耗水量之間、耗水量與水分利用率均無明顯的相關(guān)關(guān)系，說明作物的產(chǎn)量與作物吸收水分的多少有關(guān)，與土壤中水分消耗的多少無關(guān)。

5 討論

土壤水分是作物水分的直接來源，作物吸收土壤中的水分、有機質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)進行生長，同時，土壤含水量的多少又決定著植物的生長狀況，因此，測量土壤含水量有著重要的現(xiàn)實意義。施肥也有助于植物營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)，研究不同施肥條件對作物田間土壤含水量的影響，尋得最佳施肥水平，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

水分利用率是用來描述作物生長量與水分利用情況之間關(guān)系的指標(biāo)，可以評價栽培生產(chǎn)體系中水分損失(包括蒸騰和蒸發(fā))情況和利用情況。大量研究表明，增施肥料在增加產(chǎn)量的同時，增加了作物耗水量，由于產(chǎn)量增加的幅度小于耗水量增加幅度，因而水分利用率隨產(chǎn)量提高而提高。合理的肥料配施可顯著增加作物的根系總量，提升根系活力，擴大根系對土壤水分和養(yǎng)分吸收的空間，同時增加葉面積以提高光合速率，減少蒸發(fā)，在半干旱地區(qū)實現(xiàn)有限水分的最大效率利用[9]。

而產(chǎn)量與水分利用率二者呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，產(chǎn)量與耗水量之間、耗水量與水分利用率均無明顯的相關(guān)關(guān)系。這與Viets在施肥對旱地作物產(chǎn)量和水分利用經(jīng)典綜述報告中的結(jié)論一致[10]，也與黃明斌等在陜西長武15年長期定位試驗的研究結(jié)果類似[11]。這些研究均表明，旱地施肥對耗水量的影響不顯著；正在完全依靠降雨的旱地農(nóng)田，由于水分有限，幾乎所有肥料處理的作物均已消耗盡了土壤水分，處理間耗水量也無明顯差異，產(chǎn)量和水分利用效率既決定與水分條件，更受肥料用量的限制，施肥后單位水分利用率提高[12]。因此，通過合理施肥協(xié)調(diào)水分關(guān)系、提高水分利用率，這是旱地農(nóng)業(yè)長期致力于研究的基礎(chǔ)科學(xué)問題。

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【責(zé)任編輯趙建萍】

EffectsofDoubleFurrowFilmMulchingofDifferentFertilizingonCoinWaterUtilization

LI Ke,HAN Ping

(CollegeofagricultureandforestryScienceandTechnologyLongdongUniversity,Qingyang745000,Gansu)

S-3

A

1674-1730(2017)05-0053-05

2016-11-18

2015年慶陽市區(qū)域合作項目《慶陽市旱地水肥優(yōu)化利用與調(diào)控技術(shù)研究》(KH2015-13)

李 科(1966—)，男，甘肅慶城人，研究員，主要從事土壤肥料、環(huán)境保護與修復(fù)研究。