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        不同生育期水分虧缺對春玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

        2020-11-02 07:58:54霍云云
        湖北農(nóng)機(jī)化 2020年17期
        關(guān)鍵詞:耗水量成熟期灌水

        霍云云

        (武威市水利綜合事務(wù)中心;武威市中心灌溉試驗(yàn)站,甘肅 武威 733000)

        1 研究材料及方法

        1.1 試驗(yàn)地概況

        試驗(yàn)于2013年4月-10月在武威市中心灌溉試驗(yàn)站進(jìn)行。試驗(yàn)站地處甘肅省武威市涼州區(qū)東河鄉(xiāng)王景寨村,距武威市區(qū)30km,海拔1582m,東經(jīng)102°50′,北緯37°52′。多年平均氣溫7.7℃,極端最高氣溫34℃、極端最低氣溫-26℃。平均日照時數(shù)2968h。多年平均降水量163.2mm,多年平均蒸發(fā)量2019.9mm。

        1.2 試驗(yàn)材料及測定方法

        1.2.1 試驗(yàn)材料

        供試品種為先玉335玉米,于2013年4月21日種植,2013年9月10日收獲,全生育期為142d,全生育期降雨量68.2mm。玉米采用玉米穴播機(jī)進(jìn)行播種,株距30cm,行距35cm,在玉米4葉期進(jìn)行一次間苗、定苗。各處理玉米全生育期均進(jìn)行地膜覆蓋。各處理第一次灌水時隨水施尿素40kg/畝(1hm2=15畝)。

        本試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),設(shè)置不同生育階段(播種-拔節(jié)、拔節(jié)-抽雄、抽雄-灌漿期、灌漿-成熟期)不同灌水次數(shù)組合試驗(yàn),共10個處理,如表1所示。各處理重復(fù)2次,共20個小區(qū),小區(qū)面積(11×3)33m2。不同灌水處理之間設(shè)置一個保護(hù)區(qū)(保護(hù)區(qū)不灌水),其面積與處理小區(qū)相同,以防止不同灌水處理之間土壤水分側(cè)滲的影響。在監(jiān)測土壤水分的條件下,對于設(shè)計(jì)的需要灌水的生育階段土壤計(jì)劃濕潤層(苗期0~40cm、拔節(jié)-抽雄0~60cm、抽雄吐絲期0~80cm)內(nèi)的平均土壤含水量低于田間持水量70%~80%時(苗期-拔節(jié)、灌漿成熟期為70%、拔節(jié)-抽雄期為75%、抽雄吐絲期為80%),進(jìn)行灌溉,灌水量由水表計(jì)量。降雨時,其土壤水分超過下限控制指標(biāo),可以不灌溉。

        1.2.2 試驗(yàn)測定項(xiàng)目及方法

        (1)氣象資料。氣象資料通過站內(nèi)的自動氣象站獲取。

        表1 不同處理灌水次數(shù)、灌水時期試驗(yàn)設(shè)置表 灌水量:m3/畝

        (2)土壤含水量。采用常規(guī)土鉆取土烘干法,測定土壤深度為0~100cm,接測定土壤0~20cm、20~40cm、40~60cm、60~80cm、80~100cm 5層的土壤含水量,在玉米生育期每隔10d測定一次,用以確定作物不同生育階段的耗水量,各處理設(shè)置3次重復(fù),土壤蓄水量按照下列公式計(jì)算。

        W=H×D×B×10

        (1)

        式中:W為土壤蓄水量,mm;H為土層深度,cm;D為土壤體積質(zhì)量,g/cm3;B為土壤質(zhì)量含水率,%。

        (3)玉米農(nóng)藝性狀。按照各個小區(qū)內(nèi)70%植株表現(xiàn)出某生育期特征,作為進(jìn)入該生育期的標(biāo)準(zhǔn)。每個小區(qū)選取3株有代表性、長勢一致的植株進(jìn)行掛牌標(biāo)記。自3葉期開始,株高、莖粗、葉面積指標(biāo)每隔10d進(jìn)行一次觀測與測定。玉米成熟期,剔除邊行植株,校正田間實(shí)際種植密度,在每個小區(qū)中間2行人工收獲,收獲后的玉米秸稈和風(fēng)干籽粒均在70℃條件下烘干48h,稱重計(jì)算玉米生物量及籽粒產(chǎn)量。

        (4)作物產(chǎn)量構(gòu)成要素。作物在成熟后,每小區(qū)取20個樣穗進(jìn)行考種。測定不同灌水次數(shù)、灌水時期對玉米果穗長、禿尖長、穗粗、穗行數(shù)、百粒重及產(chǎn)量的影響。

        (5)作物耗水量及作物水分利用效率的計(jì)算:

        WU=P+I+ΔW+P+l+ΔW

        (2)

        WUE=Y/(WU×2/3)

        (3)

        式中:WU為耗水量,mm;P為生育期降水量,mm;I為生育期內(nèi)灌溉量,mm;ΔW為土壤供水量,即作物不同生育期土壤0~100cm土壤貯水量的差值,mm;WUE-水分利用效率,kg/m3;Y-產(chǎn)量,kg/畝。

        1.3 研究內(nèi)容

        (1)不同水分處理對玉米生長性狀的影響。研究不同灌水次數(shù)、灌水時期對玉米株高、莖粗及葉面積指數(shù)的影響。

        (2)不同水分處理對玉米產(chǎn)量性狀的影響。研究不同灌水次數(shù)、灌水時期對玉米果穗長、禿尖長、穗粗、穗行數(shù)、百粒重及產(chǎn)量的影響。

        (3)不同水分處理對作物耗水規(guī)律的影響。研究不同灌水次數(shù)、灌水時期對玉米階段耗水量、日耗水量的影響規(guī)律。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同水分處理土壤水分變化分析

        不同灌水處理與灌水時期土壤水分隨深度的變化趨勢基本一致,在作物出苗期,0~20cm土壤含水率值均較低,且土壤水分隨土壤深度的加深波動逐漸劇烈,20~40cm土層土壤水分逐漸增加,各處理在40~60cm土層含水量大小依次為T6 >T8 >T5 >T7 >T9 > T4 >T3>T2>CK>T1。在60~100cm土層內(nèi)土壤含水量逐漸降低。各處理土壤含水量較淺層土壤基本呈升高的趨勢,說明不同灌水處理及灌水時期主要影響40~60cm土層含水量分布特征。當(dāng)作物進(jìn)入抽穗期后,各處理土壤含水量變化基本一致,各土層的含水量差異減小。作物進(jìn)入吐絲期后,各處理20cm以下各土層的含水量明顯減少。在作物整個生育期內(nèi),T6處理在抽雄前期及成熟期前期少灌兩水的情況下,T5處理在成熟期前期少灌一水的情況下,均能保持較高的土壤蓄水量。

        2.2 不同水分處理對玉米農(nóng)藝性狀的影響

        圖1 不同處理玉米株高動態(tài)變化

        (1)不同水分處理對玉米株高的影響分析。不同處理玉米株高動態(tài)變化如圖1所示。由圖1可知,玉米全生育期的株高變化整體呈現(xiàn)苗期緩慢增長,進(jìn)入拔節(jié)期增長加快,然后極速增長,到灌漿初期達(dá)到峰值,隨后保持穩(wěn)定,玉米進(jìn)入成熟期后呈現(xiàn)微弱的降低趨勢。T1~T9處理的株高均高于不灌水的對照(CK)處理,并且T6處理與T9、CK之間差異極顯著。說明不同灌水時間、灌水次數(shù)對玉米株高有一定的影響。全生育期灌4次水的T1處理株高略小于灌2次的T6處理的主要原因是T1、T6處理所處地塊土壤質(zhì)地的差異造成。

        (2)不同水分處理對玉米莖粗及葉面積的影響分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,從不同處理玉米整個生育期莖粗的生長情況來看,適當(dāng)?shù)販p少水分可以提高作物的莖粗,且不同灌水時期對作物的莖粗影響作用也不相同,不同處理作物莖粗的大小依次為T6 > T4> T3> T2 > T5> T1> T7> T8> T9> CK。

        玉米全生育期LAI的動態(tài)變化規(guī)律是:從出苗后LAI逐漸增加,到拔節(jié)期LAI快速增加,至抽穗期各處理的LAI上升變緩,進(jìn)入灌漿初期各處理的LAI達(dá)到高峰,之后隨著下部葉片的衰老死亡,LAI逐漸降低。其中CK在整個生育期內(nèi)葉面積指數(shù)顯著低于其它處理,進(jìn)入抽雄期處理T1、 T2、 T4、 T5、 T7、T8較其它處理的葉面積指數(shù)增幅較大。灌漿期以后到收獲,各處理葉面積指數(shù)均有所減小,其中以T6、T8最為明顯。由此可以說明,玉米在拔節(jié)~抽雄期、灌漿~成熟期進(jìn)行受旱處理對作物L(fēng)AI有一定的影響。

        (3)不同水分處理對玉米產(chǎn)量特征值的影響分析。T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9處理產(chǎn)量較CK分別增加59.07%、60.28%、59.62%、57.80%、56.32%、64.16%、54.92%、38.96%、36.42%,其中,T6與T2、T3、T1、T4處理間差異不顯著,與T9、CK處理間差異極顯著。

        試驗(yàn)結(jié)果表明,不同灌水次數(shù)較灌水時期對作物產(chǎn)量影響較大,拔節(jié)水、灌漿水對穗行數(shù)有顯著性影響,在澆拔節(jié)水基礎(chǔ)上再澆灌漿水對穗行數(shù)、千粒重?zé)o顯著性影響。作物在拔節(jié)前期進(jìn)行補(bǔ)充灌溉是非常必要的,否則會顯著影響作物的產(chǎn)量。在玉米生育過程中,不同灌水處理對產(chǎn)量的影響大小依次為CK >T9>T8 >T7 >T5 >T4 >T1 >T3 >T2 >T6。

        2.3 不同處理對玉米耗水規(guī)律的影響分析

        不同處理的作物耗水量隨著作物生育時期的推進(jìn),其耗水量逐漸增強(qiáng)。在作物抽雄前期,因葉面積指數(shù)的增大,各處理的耗水量達(dá)到最高值,抽雄期到成熟期作物的階段耗水量逐漸減弱。其中,T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8處理作物全生育期耗水量較CK處理分別增加113.19%、62.34%、69.87%、99.67%、122.29%、75.07%、55.32%、145.79%。

        3 主要結(jié)論

        (1)在玉米生育期內(nèi),分別在灌漿-成熟期、拔節(jié)-抽雄期少灌-水的情況下,能促進(jìn)土壤水分向下移動,有利于提高土壤的蓄水能力。(2)玉米在苗期-拔節(jié)期、拔節(jié)-抽雄期、灌漿-成熟期少灌一次水具有延長玉米營養(yǎng)生長周期的作用,在拔節(jié)-抽雄期和灌漿-成熟期少灌兩水較全生育期不灌水處理延長玉米營養(yǎng)生長周期最明顯。(3)玉米在拔節(jié)-抽雄期、灌漿-成熟期進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖芎堤幚頃ψ魑風(fēng)AI產(chǎn)生一定的影響。(4)不同灌水次數(shù)較灌水時期對玉米產(chǎn)量影響較大,玉米在拔節(jié)前期進(jìn)行補(bǔ)充灌溉是非常必要的,否則會顯著影響玉米的產(chǎn)量。玉米灌漿后灌水對玉米產(chǎn)量無顯著影響。(5)玉米拔節(jié)-抽雄期內(nèi),對作物進(jìn)行適當(dāng)控水處理不會對作物產(chǎn)量造成很大影響。

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