肖 讓，張永玲*，吳克倩，俞海英，劉文凱

（1.河西學(xué)院土木工程學(xué)院，甘肅張掖734000；2.河西走廊水資源保護(hù)利用研究所，甘肅張掖734000）

張掖市作為我國高質(zhì)量玉米制種基地之一，優(yōu)越的自然條件具有無可挑剔的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢[1,2]。張掖市雖降水少，但是黑河流經(jīng)此地，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了豐富的水資源。張掖市玉米制種基地可利用水量為15.65 億m3。此外，張掖市大力發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，全市灌溉面積25.2 萬hm2，田間配套面積8.87萬hm2，已建成的高效節(jié)水農(nóng)業(yè)面積達(dá)到4.39 萬hm2，同時積極推廣常規(guī)農(nóng)業(yè)節(jié)水面積，目前已達(dá)16.53 萬hm2。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，灌溉面積逐年遞增，水資源日漸緊缺，基于水資源供需矛盾日益突出[3,4]，針對張掖市制種玉米開展滴灌條件下代表性土壤灌水參數(shù)對其根際土壤水分分布規(guī)律做調(diào)查研究，探索有利于提高制種玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的科學(xué)合理的灌水參數(shù)，對于制定該地區(qū)節(jié)水灌溉制度具有重要的理論和實(shí)際意義，也是提高制種玉米品質(zhì)的保障和基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于張掖市甘州區(qū)黨寨鎮(zhèn)“旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣水肥一體化示范區(qū)”，東經(jīng)100°6′～100°52′、北緯38°32′～39°24′，海拔1474～1482 m，屬于溫帶大陸性氣候，氣候干燥，降雨稀少，蒸發(fā)量大，多風(fēng)。一年四季日照時間長，太陽輻射強(qiáng)，每年平均日照時長超過3000 h，年平均氣溫7.5℃。試驗(yàn)示范區(qū)制種玉米種植面積為33.35 hm2，土質(zhì)類型以灌漠土為主。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

調(diào)查顯示，2017年和2018年膜下滴灌制種玉米整個生育期的需水量為4676.66 m3/hm2，其中自然降雨量9357.8 m3/hm2。在制種玉米的全生育期內(nèi)，6—8月需水量較大。由于6、7月份降雨較為集中，因此在這一時段的灌水量相對減少。

在充分了解和掌握該地區(qū)的氣候特征及膜下滴灌制種玉米的耗水特征前提下，于2019年進(jìn)行灌溉制度試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)4 個處理，3 次重復(fù)，行長7 m，區(qū)組間溝寬1 m，各小區(qū)之間挖溝覆膜隔離，深度0.6 m，每小區(qū)四周筑埂，埂高40 cm、寬50 cm，避免串水串肥。試驗(yàn)采用的作物品種為制種玉米NC242，栽培方式為50 cm×50 cm 等行距覆膜穴播，父母本滿天星配置。施肥及管理與農(nóng)民習(xí)慣方式相同。于2019年4月17日前后播種母本，8 d 后播種父本?；适┯脧?fù)合肥（21-17-7）570 kg/hm2、尿素147 kg/hm2、硫酸鉀147 kg/hm2。追肥施尿素720 kg/hm2、硫酸鋅28.2 kg/hm2。膜下滴灌制種玉米灌溉制度試驗(yàn)方案如表1 所示，灌水均為6 次。

1.3 試驗(yàn)方法

旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣水肥一體化示范區(qū)采用深井泵輸水，PVC 有壓管道配水，恒壓配水系統(tǒng)提高了滴灌農(nóng)業(yè)的灌水均勻性，此外在每個試驗(yàn)小區(qū)灌水管網(wǎng)上設(shè)置水表，精確監(jiān)測每個小區(qū)的灌水量，每個試驗(yàn)小區(qū)設(shè)置多個觀測點(diǎn)，每個觀測點(diǎn)分別以10 cm 為梯度，取0～100 cm 土層的土樣，動態(tài)監(jiān)測土壤含水率的變化。為了更好地了解試驗(yàn)田的土壤狀況，試驗(yàn)同時測定了土壤的田間持水率、土壤容重、土壤滲透系數(shù)等灌水參數(shù)，田間持水率平均值為23.08%，容重為1.67 g/cm3。

2 膜下滴灌對制種玉米產(chǎn)量的影響

由表2 可知，作物產(chǎn)量隨著灌水量的增加而增加，但產(chǎn)量的增長幅度逐漸變得緩慢。當(dāng)灌水量為4407.83 m3/hm2時，作物產(chǎn)量最大；當(dāng)灌水量小于4407.83 m3/hm2時，作物產(chǎn)量的增長幅度較大；當(dāng)灌水量超過5142.42 m3/hm2時，作物產(chǎn)量的增長幅度極小，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是土壤的氣通量、溫度等因素影響了作物對養(yǎng)分的吸收，或是供水充足時，作物的生長以營養(yǎng)生長為主，抑制了作物的生殖生長。因此，作物供水量超過4407.83 m3/hm2時，通過增加灌水量來提高作物產(chǎn)量的效果不夠顯著。

作物產(chǎn)量是水分、光照、土壤肥力、溫度、管理水平等多種因素共同作用的結(jié)果，以作物單位面積的產(chǎn)量來衡量生產(chǎn)效率是不夠全面、不夠科學(xué)的。在西北干旱地區(qū)，以水分為主導(dǎo)因素的作物種植方式中，依據(jù)農(nóng)作物的產(chǎn)量和耗水量之間的關(guān)系，綜合性評價(jià)作物的生產(chǎn)效率更為科學(xué)、合理。當(dāng)灌水量在3613.0～4407.83 m3/hm2時，作物的單方水產(chǎn)量隨著灌水量的增加而增加，最大可達(dá)1.71 kg，但當(dāng)灌水量超過4407.83 m3/hm2時，單方水產(chǎn)量隨著灌水量的增加而減小，充分說明處理W2 試驗(yàn)方案基本可以滿足制種玉米各生育期的耗水需求，灌溉水的經(jīng)濟(jì)效益高，可實(shí)現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)的目標(biāo)。

表2 試驗(yàn)灌溉定額、產(chǎn)量、單方水產(chǎn)量

3 結(jié)論

當(dāng)灌溉定額為4407.83 m3/hm2時，制種玉米的產(chǎn)量為7521.14 kg/hm2，單方水產(chǎn)量為1.71 kg，這一灌水方案最為經(jīng)濟(jì)，可為該區(qū)域優(yōu)化灌溉制度提供一定的參考。

表1 膜下滴灌制種玉米灌溉制度試驗(yàn)方案 單位：m3/hm2