鄭孟靜 張麗華 董志強 申海平 姚海坡 張麗榮 賈秀領(lǐng)

(1河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所,河北 石家莊 050035;2衡水市林業(yè)局,河北 衡水 053000)

華北平原是我國夏玉米主產(chǎn)區(qū),該地區(qū)自70年代以來夏季降水量逐年遞減[1],且時空分布不均,干旱時常發(fā)生[2],補充灌溉是提高該地區(qū)玉米產(chǎn)量及水分利用效率的重要措施。該區(qū)灌水方式常采用大水漫灌,灌水量大且不易控制,水分利用效率(water use efficiency,WUE)低,易造成灌溉水大量下滲、養(yǎng)分淋溶和地下水污染等一系列生態(tài)環(huán)境問題[3]。因此,采用先進的節(jié)水灌溉技術(shù),減少灌水定額、提高水分利用效率是該地區(qū)夏玉米節(jié)本增效和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

與傳統(tǒng)畦灌相比,噴灌作為一種先進的節(jié)水灌溉方式,具有灌水均勻度高、灌水時間和灌水量可控、對土壤和作物擾動小等特點[4]。微噴灌是在噴灌基礎(chǔ)上演變的一種新型灌溉方式,其水分蒸發(fā)損失小、灌溉水利用系數(shù)較高[5-6]。微噴灌對農(nóng)田小氣候及土壤性狀具有一定的調(diào)節(jié)作用,進而影響作物的生長發(fā)育[7-8]。王東等[9]研究表明,在小麥灌漿初期,微噴灌可通過降低冠層溫度、提高相對濕度來顯著提高粒重和籽粒產(chǎn)量。董志強等[10]研究認(rèn)為,與畦灌相比,在同等產(chǎn)量水平下,微噴灌在平水年可節(jié)水20～50 mm,枯水年可節(jié)水70～110 mm。同時有研究認(rèn)為,少量多次或調(diào)虧灌溉可顯著提高葉片凈光合速率,促進生育中后期干物質(zhì)積累,減少作物冗余生長,優(yōu)化庫源比,實現(xiàn)增產(chǎn)增效[11-12]。前人有關(guān)微噴灌的研究多集中于冬小麥[13-14]、花生[15]等作物,而鮮見針對夏玉米生長發(fā)育和水分利用特征的研究。因此,研究微噴灌條件下夏玉米耗水動態(tài)變化特征,掌握夏玉米全生育期的耗水規(guī)律,明確夏玉米生長發(fā)育進程、生理活動與夏玉米耗水的相互關(guān)系,對制定田間灌溉決策和水分高效管理具有重要的指導(dǎo)意義。基于此,本試驗以生產(chǎn)中大面積推廣的高產(chǎn)夏玉米品種鄭單958為試驗材料,采用云智能土壤水分測定儀實時監(jiān)測夏玉米全生育期多土層(0～200 cm)的水分動態(tài)變化,研究不同灌水模式對夏玉米產(chǎn)量和水分利用效率差異的影響機制,以期為華北地區(qū)夏玉米節(jié)水穩(wěn)產(chǎn)栽培技術(shù)體系的建立提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所藁城堤上試驗站測滲水分池內(nèi)進行,全生育期遇雨自動關(guān)閉遮雨棚。水分池下方為深3 m的觀測道,可收集水分滲漏量。該區(qū)屬華北地區(qū)太行山山前平原(116°85′E,38°41′N)。試驗地0～20 cm 土壤含有機質(zhì)15.7 g·kg-1、全氮1.0 g·kg-1、全磷2.1 g·kg-1、堿解氮80.0 mg·kg-1、速效磷21.4 mg·kg-1、速效鉀113.9 mg·kg-1。夏玉米生長季大氣溫度、濕度和日照時數(shù)見圖1。

圖1 夏玉米生長季的相對濕度、平均溫度和日照時數(shù)Fig.1 The relative humidity,mean temperature and sunshine hours in growing season of summer maize

1.2 試驗設(shè)計

以大面積推廣的高產(chǎn)品種鄭單958為試驗材料,由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所提供。種植密度為82 500株·hm-2,小區(qū)面積2.1 m×3.0 m=6.3 m2,每小區(qū)種植5 行,行距46.7 cm,行長3 m。于2017年6月20日進行人工點播,播前施入復(fù)合肥600 kg·hm-2(N ∶P ∶K為26 ∶10 ∶15),有機肥2.25×104kg·hm-2,大喇叭口期追施90 kg·hm-2純氮。播種前澆足底墑水,土壤含水量達(dá)到田間持水量,其他管理同一般高產(chǎn)田。

采用隨機區(qū)組設(shè)計,主區(qū)為灌水方式,設(shè)置微噴灌P(灌水定額為38 mm/次)和畦灌Q(灌水定額為75 mm/次),畦灌作為對照(CK);副區(qū)為灌水次數(shù),分為1次(W1)、2次(W2)和3次(W3),微噴灌處理每小區(qū)鋪設(shè)微噴帶,微噴帶為斜5 孔、孔徑0.8 mm、帶寬40 mm、噴射角范圍45°～70°,微噴帶鋪設(shè)在玉米行間;畦灌處理每小區(qū)安裝直徑為5 cm的PVC 出水口。每小區(qū)均有流量計控制流量和灌水量。每處理重復(fù)4次,具體灌水處理見表1。

表1 微噴灌和畦灌條件下夏玉米不同生育期的灌水量Table1 The irrigation amount of summer maize at different growth stages micro-sprinkling irrigation and border irrigation

1.3 測定項目與方法

1.3.1 葉面積指數(shù) 在V3時期選擇8株長勢均勻一致的無病蟲害植株標(biāo)記,分別于V3、V5、V7、V9、V11、V13、VT、R2、R4和R6時期測量葉長和最大葉寬。按照公式計算葉面積和葉面積指數(shù)(leaf area index,LAI):

V3、V5、V7、V9、V11和V13分別代表全田50%以上植株達(dá)3、5、7、9、11和13片展開葉的時期;VT 代表全田有50%以上植株達(dá)吐絲期;R2、R4和R6分別代表全田50%以上植株籽粒分別達(dá)乳熟早期、蠟熟期和生理成熟期。

1.3.2 光合參數(shù)分別于V11、V15、VT、R2和R6時期采用LCi-SD 便攜式光合儀(ADC,英國)測定葉片的凈光合速率(photosynthesis,Pn)和蒸騰速率(transpiration,Tr),其中V15 代表全田50%以上植株達(dá)15片展開葉的時期。測定時間為晴天10:30-12:00,采用人工光源,光強設(shè)置為800 μmol·m-2·s-1,處理間光強保持一致。處理間采用交叉測定方式,開花前測定最新完全展開葉,開花后測定穗位葉,每小區(qū)測定6株。

1.3.3 干物質(zhì)積累分別于VT、R2、R4和R6時期,每小區(qū)取代表性植株5株,105℃殺青30 min,80℃烘干至恒重后稱重。

1.3.4 夏玉米蒸散量和水分利用效率 采用云智能土壤水分測定儀(北京東方潤澤生態(tài)科技股份有限公司)實時監(jiān)測夏玉米整個生長季0～200 cm 土層土壤水分動態(tài)變化,每10 cm為一個土壤層次,每小時記錄一次數(shù)據(jù)。蒸散量為整個生育期日蒸散量的和。因設(shè)備數(shù)量限制,水分分析數(shù)據(jù)僅為PW2和QW2 兩處理。按照公式計算水分利用效率(WUE):

式中,Y為籽粒產(chǎn)量,kg·hm-2;ET為作物全生育期總蒸散量,mm。

1.3.5 階段耗水量、耗水強度、階段耗水層耗水比 階段耗水層分析以2次灌水時間為節(jié)點劃分了3個階段,定義為生育前期(2017年6月22日至2017年7月30日)、生育中期(2017年8月1日至2017年8月23日)和生育后期(2017年8月25日至2017年10月1日),分5個耗水層0～20、20～40、20～60、60～100和100～200 cm。階段耗水量為該階段日耗水量的總和,耗水強度=階段耗水量/該階段的天數(shù);階段耗水層耗水比=每土層的耗水量/階段總耗水量×100%。

1.3.6 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素 在成熟期計算測產(chǎn)面積,調(diào)查穗數(shù)、穗行數(shù)、行粒數(shù),重復(fù)3次,收獲后脫粒,烘干稱重,采用PM-8188NEW型谷物水分測定儀(鄭州機械設(shè)備有限公司)測定籽粒含水量,折算為含水量14%的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel 2010進行數(shù)據(jù)處理,采用DPS 7.05 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析和LDS 法差異顯著性檢驗(P＜0.05);采用SigmaPlot 10.0 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌水模式對夏玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

由圖2可知,與PW3相比,PW2、PW1、QW3、QW2、QW1的增水比例和增產(chǎn)比例分別為-33.3%和-13.9%、-66.7%和-23.4%、97.4%和3.3%、31.6%和-12.5%、-34.2%和-18.0%。由表2可知,微噴灌方式下,產(chǎn)量隨灌水量的降低而降低;PW2 與QW1的灌水量相同,但其產(chǎn)量顯著高于QW1(P＜0.05),PW3的灌水量低于QW2,但產(chǎn)量顯著高于QW2(P＜0.05)。2種灌水方式下,W1的穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均低于W2和W3;W2 與W3的穗數(shù)差異不顯著,穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均表現(xiàn)為W2 顯著低于W3。相同灌水次數(shù)下,微噴灌和畦灌的穗數(shù)差異不顯著,而穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均表現(xiàn)為微噴灌低于畦灌。與QW1相比,PW2的灌水量相同、灌水次數(shù)增加,產(chǎn)量提高5.0%;與QW2相比,PW3的灌水量減少、灌水次數(shù)增加,產(chǎn)量提高14.3%。結(jié)果表明,2種灌水方式下減少灌水量均導(dǎo)致夏玉米產(chǎn)量降低,而采用微噴灌方式,在控水條件下減少灌水定額、增加灌水次數(shù)有利于夏玉米產(chǎn)量的提高。

2.2 產(chǎn)量差形成解析

2.2.1 不同處理下夏玉米葉片凈光合速率變化 由圖3可知,灌水方式對穗位葉凈光合速率具有顯著調(diào)控效應(yīng)(P＜0.05)。2種灌水模式下,穗位葉凈光合速率均隨著灌水次數(shù)的增加而增加,相同灌水次數(shù)下,微噴灌的凈光合速率低于畦灌;PW3的穗位葉凈光合速率在VT和R2時顯著高于QW2,平均高8.8%,PW2的穗位葉凈光合速率在各生育時期均高于QW1。結(jié)果表明,采用微噴灌方式,減少灌水定額、增加灌水次數(shù)可提高穗位葉光合能力,為產(chǎn)量的提高提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

表2 灌水模式對夏玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響Table2 Effect of irrigation mode on the grain yield and components of summer maize

圖2 其他處理較PW3的產(chǎn)量和水分增加比例Fig.2 The increased percentage of grain yield and water irrigation of other treatments compared with PW3

2.2.2 不同處理下夏玉米干物質(zhì)積累變化 由圖4可知,自吐絲期(VT)各處理地上部干物積累量呈增加趨勢。灌水方式和灌水次數(shù)對灌漿期干物質(zhì)積累具有調(diào)控效應(yīng)。2種灌水方式下,干物質(zhì)積累量均隨著灌水次數(shù)的增加而增加;與PW1相比,PW2和PW3的干物質(zhì)積累量分別增加12.4%和25.3%(各時期的平均值);與QW1相比,QW2和QW3的干物質(zhì)積累量分別增加了10.0%和25.8%(各時期的平均值)。PW3的灌水量低于QW2,而PW3的干物質(zhì)積累量高于QW2 且在R2、R4和R6時期達(dá)顯著水平(P＜0.05),相同灌水量下,PW2的干物質(zhì)積累量高于QW1,且在R2和R4時期達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。上述結(jié)果表明,采用微噴灌方式,減少灌水定額、增加灌水次數(shù)可提高灌漿期干物質(zhì)積累量,促進后期籽粒灌漿,進而增加粒重,提高產(chǎn)量。

注:不同小寫字母表示同一生育時期處理間差異顯著(P＜0.05)。下同Note:Different lowercase letters represent significant difference at 0.05 level among treatments during the same growing stage.The same as following.

2.3 不同灌水模式下夏玉米的水分利用效率

基于對PW2和QW2的產(chǎn)量分析,進一步深入分析這2種灌水模式下的水分利用效率差異。由圖5-A可知,PW2 整個生育期的總蒸散量和灌水量分別為289.2 mm和76 mm,QW2 整個生育期的總蒸散量和灌水量為324.3 mm和150 mm。與QW2相比,PW2的蒸散量減少10.8%。由圖5-B可知,PW2的產(chǎn)量高于QW2,但差異不顯著(P＞0.05),而其WUE 存在顯著差異。與QW2相比,PW2的WUE 提高10.3%。上述結(jié)果表明,采用微噴灌方式,減少灌溉定額50%,可實現(xiàn)節(jié)水,同時提高WUE。

圖4 不同時期灌水模式對夏玉米干物質(zhì)積累的影響Fig.4 Effect of irrigation mode on the dry matter accumulation of summer maize during different growing stages

圖5 不同灌水方式下全生育期總蒸散量及產(chǎn)量和水分利用效率的差異Fig.5 The difference of total evapotranspiration,grain yield and water use efficiency in different irrigation patterns

2.4 水分利用效率差形成解析

2.4.1 不同處理下夏玉米LAI和蒸騰速率變化 由圖6-A可知,LAI 在整個生育期呈先升高后降低的趨勢,在吐絲期(VT)達(dá)到最大值。V3～V11時期兩處理的LAI 差異不顯著(P＜0.05)(此階段未灌水),之后PW2的LAI 顯著或極顯著低于QW2。作物的生理性耗水即為蒸騰耗水,其強度可通過葉片蒸騰速率來表征。通過分析兩處理的蒸騰速率發(fā)現(xiàn)(圖6-B),PW2的蒸騰速率在各生育時期均低于QW2,平均低21.4%(各時期的平均值)。結(jié)果表明,微噴灌方式通過降低LAI和蒸騰速率,降低蒸騰耗水量,進而降低總蒸散量,提高了WUE。

2.4.2 不同處理下的階段耗水量和耗水強度 由圖7可知,2種灌水模式下,夏玉米階段耗水量均表現(xiàn)為S-E和E-J 耗水量相對較少,平均在33～35 mm 之間;J-T和T-M 階段耗水量較高,平均為62～113 mm,是整個生育期耗水量較多的時期;M-D和D-F 階段耗水量較T-M 顯著降低,平均為27～39 mm。在耗水量較多的時期(J-T和T-M),PW2的耗水量顯著低于QW2,平均低21.4%和13.9%(圖7-A)。S-E 階段兩處理的耗水強度均為3.4 mm·d-1;E-J和J-T 階段的耗水強度為2.6～3.3 mm·d-1;T-M是整個生育期耗水強度最高的時期,平均為3.6～4.1 mm·d-1。S-E和E-J 階段PW2的耗水強度與QW2 差異不顯著(P＞0.05);J-T和T-M 階段PW2的耗水強度顯著低于QW2(P＜0.05),平均低21.5%和13.9%(圖7-B)。結(jié)果表明,微噴灌方式可通過降低高耗水時期的耗水量和耗水強度來降低總蒸散量,從而提高WUE。

圖7 不同灌水方式下不同生育階段的耗水量及耗水強度Fig.7 The stage water consumption and intensity of water consumption under sprinkling irrigation and border irrigation during different growing stages

2.4.3 不同生育階段夏玉米不同土層的耗水比例變化 由圖8可知,在夏玉米生育前期,PW2和QW2 不同土層耗水比例相似,主要耗水層在0～60 cm,分別占階段耗水量的71.7%和78.5%。在夏玉米生育中期,PW2的0～20 cm和20～40 土層耗水比例均低于QW2,平均低14.8%和24.5%;40～60、60～100和100～200 cm 土層的耗水比例均高于QW2,平均高8.7%、34.9%和24.7%。PW2和QW2的0～100 cm 土層的耗水比例占此階段耗水量的88.9%和91.6%。在夏玉米生育后期,PW2的0～20、20～40、40～60 cm 土層的耗水比例均低于QW2,而60～100和100～200 cm土層的耗水比例顯著高于QW2(P＜0.05),PW2和QW2的100～200 cm 土層的耗水比例分別為27.3%和11.9%。結(jié)果表明,采用微噴灌方式減少灌溉定額、降低灌水量,相對降低作物對上層土壤水分的消耗而顯著增加作物對100 cm 以下土層水分的利用。

2.4.4 不同灌水模式下灌水后夏玉米日蒸散量變化 利用土壤水分監(jiān)測儀實時監(jiān)測了2次灌水后日蒸散量變化。結(jié)果表明,2次灌水后日蒸散量呈波動變化,2次灌水后PW2的日蒸散量整體低于QW2,平均低22.5%(圖9-A)和52.2%(圖9-B)。2次灌水后日蒸散量均表現(xiàn)為灌水后1～5 d QW2 顯著高于PW2(P＜0.05)。表明微噴灌可降低日蒸散量和灌水后水分的無效蒸發(fā)。

圖8 不同生育階段夏玉米不同土層的吸水比例Fig.8 The percentage of water uptake from different soil layers during different growing stages of summer maize

3 討論

水分虧缺嚴(yán)重限制了華北地區(qū)夏玉米生產(chǎn)[17]。采用節(jié)水灌溉技術(shù)來提高作物的水分利用效率是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)關(guān)鍵[18-21]。土壤水分狀況是作物生長的關(guān)鍵,對作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成具有重要作用。

3.1 不同灌水模式對夏玉米產(chǎn)量的影響

本試驗條件下灌水方式和灌水次數(shù)是夏玉米產(chǎn)量差異形成的主控因素。在2種灌水方式下,隨著灌水次數(shù)的增加(總灌水量的增加),夏玉米產(chǎn)量呈增加趨勢。相同灌水次數(shù)下微噴灌的夏玉米產(chǎn)量均低于畦灌。前人研究表明,夏玉米產(chǎn)量與灌水量呈二次拋物線關(guān)系,在一定范圍內(nèi)產(chǎn)量隨灌水量的增加而增加[22-24]。本研究結(jié)果與前人研究一致。通過比較PW2和QW1 發(fā)現(xiàn),兩處理的灌水量相同,PW2 灌水次數(shù)多于QW1,PW2 產(chǎn)量顯著高于QW1;比較PW3和QW2 發(fā)現(xiàn),PW3 灌水量低于QW2,灌水次數(shù)多于QW2,其產(chǎn)量高于QW2,說明采用微噴灌小額多次灌溉有利于夏玉米產(chǎn)量的提高。研究表明,通過噴灌方式減少25%灌水量可實現(xiàn)夏玉米相對較高的產(chǎn)量水平[25]。

圖9 2種灌水模式下灌水后10 d 蒸散量變化Fig.9 The change of daily evapotranspiration during ten days after irrigation under two irrigation mode

也有研究認(rèn)為,灌水量過多會導(dǎo)致凈光合速率和氣孔導(dǎo)度降低,減少光合產(chǎn)物向籽粒的分配,使產(chǎn)量降低[26-27]。本研究通過分析產(chǎn)量構(gòu)成因素發(fā)現(xiàn),不同灌水模式對產(chǎn)量的影響主要是通過影響穗粒數(shù)和粒重,說明采用微噴灌少量多次灌溉有利于玉米的穗花發(fā)育及籽粒灌漿。前人研究認(rèn)為,通過改善玉米灌漿期的光合特性,可增強花后干物質(zhì)積累,提高穗粒數(shù)和粒重,提高產(chǎn)量[28]。崔吉曉等[29]研究表明,微噴灌方式可促進玉米灌漿期生物量積累,其產(chǎn)量較漫灌提高6.7%。本試驗分析了不同生育期夏玉米植株的穗位葉凈光合速率和干物質(zhì)積累,發(fā)現(xiàn)與大額少次畦灌相比,采用微噴灌方式,減少灌溉定額、增加灌溉次數(shù)可提高穗位葉凈光合速率,增加干物質(zhì)積累,進而有利于夏玉米花后灌漿,增加粒重,提高產(chǎn)量。

3.2 不同灌水模式對夏玉米WUE的影響

前人研究表明,采用作物生理節(jié)水灌溉方式可在減產(chǎn)不顯著的情況下提高WUE[20,23,30]。Zhang 等[31]研究表明,灌水量減少10%,其產(chǎn)量無顯著變化,而蒸散量降低,WUE 提高4.61%～6.66%。本試驗對比2種灌溉模式(PW2和QW2)發(fā)現(xiàn),其灌水次數(shù)相同但灌水方式和灌水定額不同,PW2 采用微噴灌的節(jié)水方式,灌水定額較傳統(tǒng)畦灌(QW2)減少50%。結(jié)果顯示,PW2 產(chǎn)量略低于QW2,但差異不顯著,而PW2的WUE 提高10.3%。PW2 產(chǎn)量降低主要是由于植株的光合作用受到了限制,WUE 提高主要是由于降低了總蒸散量。

進一步從耗水特性來闡明微噴灌方式總蒸散量降低的生理基礎(chǔ)。本研究通過分析兩處理的LAI和蒸騰速率發(fā)現(xiàn),自V11時期PW2的LAI和蒸騰速率顯著低于QW2,進而導(dǎo)致微噴灌模式下植株在高耗水階段(J-M)的階段耗水量和耗水強度顯著低于畦灌。前人對玉米耗水特性的研究也表明,玉米全生育期耗水量隨著灌溉定額的增大而增加;玉米階段耗水量表現(xiàn)為生育前期少,中后期多的趨勢,且采用節(jié)水灌溉模式可顯著降低階段耗水量和耗水強度[32-33]。此外,本研究發(fā)現(xiàn)2種灌水模式在不同生育階段的主要耗水層存在差異。在玉米生育前期,PW2和QW2均未進行灌溉,此階段夏玉米不同土層的耗水比例相似,主要耗水層在0～60 cm,這主要是由于前期植株干物質(zhì)積累相對較少,且根系主要集中在上層。在玉米生育中期,進行一次灌溉導(dǎo)致QW2的0～20和20～40 cm 土層的耗水比例顯著大于PW2,主要是由于畦灌灌水定額大,加之氣溫較高,導(dǎo)致灌溉水大量蒸發(fā)。為進一步證實畦灌導(dǎo)致高耗水強度,對2次灌水后1～10 d的日蒸散量進行分析,結(jié)果顯示,采用微噴灌方式在灌水后1～5 d的日蒸散量顯著低于畦灌(P＜0.05),說明采用微噴灌方式、小額灌溉可減少無效耗水,提高WUE。在玉米生育后期,PW2 增加了植株對100 cm 以下土壤貯水的消耗。究其原因,微噴灌方式的灌水定額和總灌溉量少,當(dāng)上層土壤水分不足時,上、下層土壤產(chǎn)生水勢差,水分通過毛管作用發(fā)生向上遷移,以達(dá)到水勢平衡。因此,采用微噴灌、小額灌溉充分利用灌溉水的同時可高效利用深層土壤貯水,提高植株的WUE。李全起等[34]研究認(rèn)為,苗期保證較充足的底墑水,能增強夏玉米在干旱環(huán)境下利用深層土壤水分的能力,這與本試驗結(jié)果基本一致。也有研究認(rèn)為,玉米根系在生育后期主要吸收層在100 cm 以上[35-36]。本研究結(jié)果與之存在差異,可能是因為本試驗與前人研究的試驗地點、試驗條件和灌溉措施等存在差異。

本試驗中植株耗水量與相同試驗條件下的結(jié)果大體一致[37],而低于雨養(yǎng)條件下的研究結(jié)果[38]。分析其原因,一方面是由于本試驗是在旱棚中進行,目的是通過排除自然降雨,精確控制灌水定額及灌水量,采用土壤水分實時監(jiān)測系統(tǒng)闡明夏玉米整個生育期的耗水規(guī)律;另一方面是由于夏玉米播種前灌足底墑水,土壤水分達(dá)到田間持水量,前期未發(fā)生水分虧缺,土壤含水量高于雨養(yǎng)條件。前人研究也認(rèn)為旱區(qū)夏玉米采用播前灌溉可提高產(chǎn)量和WUE[39-40]。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明,與畦灌大水、少次灌溉相比,采用微噴灌方式、減少灌水定額、增加灌水次數(shù),可降低夏玉米葉片蒸騰、增加干物質(zhì)積累,同時可高效吸收利用深層土壤水分,在保障夏玉米產(chǎn)量的前提下,減少總耗水量,提高WUE。在玉米等高稈作物中應(yīng)用微噴灌可節(jié)省人工成本,增加經(jīng)濟效益,對華北缺水地區(qū)壓采地下水具有重要的推廣價值。