曹 巍，劉宏權(quán)，2，陳任強(qiáng)，王鑫鑫，薛寶松，商振清

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，河北 保定 071001；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北節(jié)水農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071001；3.河北省山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心，河北 保定 071001；4.國(guó)家北方山區(qū)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071001；5.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省山區(qū)研究所，河北 保定 071001；6.河北潤(rùn)農(nóng)節(jié)水科技股份有限公司，河北 唐山 064100）

0 引 言

我國(guó)水資源總量大但人均占有量少，是最缺水的國(guó)家之一，水資源的合理分配與利用極為迫切[1]。農(nóng)業(yè)用水作為全國(guó)用水大戶，2013年之前一直左右著全國(guó)用水總量的變化趨勢(shì)，但在之后農(nóng)業(yè)用水量有所下降[2]，這與農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用密切相關(guān)，在保證有效灌溉面積的同時(shí)，提高了單位面積的用水效率。而中國(guó)農(nóng)業(yè)的用水效率特征在空間格局上呈東高西低、南高北低的總體分布態(tài)勢(shì)，北部及西北部地區(qū)不僅是缺水的重災(zāi)區(qū)，還面臨著用水效率較低的難題[3]。特別是華北地區(qū)作為我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品和糧食生產(chǎn)的重地，擁有數(shù)億畝的耕地良田，占全國(guó)耕地面積的18%，但卻僅用全國(guó)6%的水資源產(chǎn)出了全國(guó)23%的糧食[4]。以上種種現(xiàn)狀都是水土資源嚴(yán)重不匹配的表現(xiàn)——20%的水資源卻要服務(wù)超過(guò)77%的潛在可開墾土地[5]。此外，土地鹽漬化問(wèn)題是世界農(nóng)業(yè)旱作區(qū)突出的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，我國(guó)的鹽堿地分布廣、面積大，在西北、華北、東北和沿海地區(qū)都有分布[6]，土地鹽漬化不僅會(huì)導(dǎo)致作物生長(zhǎng)不良，制約作物對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收利用，而且容易讓其受到病蟲的侵害，不但影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，最終還會(huì)影響人類的生命健康[7]。

膜下滴灌技術(shù)在很大程度上緩解了以上矛盾，并進(jìn)一步提升糧食生產(chǎn)力、節(jié)約水資源和提高水生產(chǎn)力。膜下滴灌是在膜下應(yīng)用滴灌技術(shù)，它充分結(jié)合了以色列滴灌技術(shù)和國(guó)內(nèi)覆膜技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，是一種應(yīng)用廣泛的節(jié)水技術(shù)。這種技術(shù)通過(guò)可控管道供水，將加壓過(guò)的清水和水溶性肥料充分融合形成水肥溶液，經(jīng)過(guò)濾系統(tǒng)再通過(guò)膜下的灌溉帶，定時(shí)定量且均勻的滴在作物的根系發(fā)育區(qū)。研究表明，膜下滴灌技術(shù)不僅可以有效緩解農(nóng)業(yè)用水效率低下和土地鹽堿化的問(wèn)題，還能提高土壤溫度，減少土壤水分蒸發(fā)；蓄水保墑保肥，同時(shí)還能有效控制雜草生長(zhǎng)；改善近地面氣層的光熱條件，促進(jìn)土壤中微生物活動(dòng)；加快有機(jī)質(zhì)分解，改善土壤結(jié)構(gòu)，為農(nóng)作物的生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的生態(tài)環(huán)境[8,9]。

近年來(lái)人們?cè)诜N植玉米（Zea maysL.）、水稻（Oryza sativaL.）、大豆（Glycinemax (L.) Merr.）、棉花（Gossypium spp）、花生（Arachis hypogaeaL.）等作物時(shí)應(yīng)用了膜下滴灌技術(shù)，從不同角度進(jìn)行了研究和討論[10-14]。例如，在灌溉方式的研究中玉米并不同于棉花，對(duì)棉花而言膜下滴灌已成為了最理想的灌溉方式，但對(duì)玉米而言，灌溉方式并不像棉花那樣確定，需要根據(jù)周圍環(huán)境和目標(biāo)收益進(jìn)行確定。而且隨著國(guó)內(nèi)玉米生產(chǎn)空間布局“北移”[15]，側(cè)面突出了節(jié)水高產(chǎn)灌溉技術(shù)的必要性，研究者們也為此做了大量的試驗(yàn)以選取合適的灌溉方式。因此，本文結(jié)合膜下滴灌技術(shù)下玉米產(chǎn)量、品質(zhì)及其土壤性質(zhì)的響應(yīng)規(guī)律，對(duì)膜下滴灌技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期優(yōu)化玉米膜下滴灌技術(shù)。

1 膜下滴灌與其他不同灌溉方式對(duì)比

膜下滴灌對(duì)玉米生長(zhǎng)有著明顯的優(yōu)勢(shì)。就滴灌而言，在我國(guó)北方灌溉區(qū)域（35°～45°N，100°～125°E）能夠?qū)τ衩讓?shí)現(xiàn)增產(chǎn)節(jié)水的目的[16]。而地膜覆蓋無(wú)論是平作還是壟膜溝種等種植方式，均能明顯改善旱地玉米水熱條件，促進(jìn)玉米生長(zhǎng)發(fā)育，提高其產(chǎn)量和水分利用效率[17-19]。

1.1 膜下滴灌與傳統(tǒng)灌溉方式對(duì)比

膜下滴灌相對(duì)于傳統(tǒng)的漫灌，在產(chǎn)量、肥料利用、水分利用等方面擁有明顯的優(yōu)勢(shì)。陳偉[20]研究了3種不同的灌溉方式，發(fā)現(xiàn)膜下滴灌在得到更高產(chǎn)量的同時(shí)，比畦灌和溝灌節(jié)約30%多的用水，提高50%的水分利用效率。劉洋[21]等人的研究發(fā)現(xiàn)，膜下滴灌為玉米生長(zhǎng)創(chuàng)造了有利的土壤水熱環(huán)境，比不覆膜滴灌和地面灌處理的平均產(chǎn)量分別提高11%和21%，水分利用效率分別提高9%和18%。黃金鑫[22]等人將膜下滴灌和傳統(tǒng)施肥作比較，發(fā)現(xiàn)膜下滴灌顯著提高玉米產(chǎn)量及磷素積累量、磷肥利用效率。任中生[23]等人同樣發(fā)現(xiàn)，在河套灌區(qū)膜下滴灌能比地下水畦灌、黃河水畦灌分別提高玉米產(chǎn)量11.68%、15.60%，提高氮肥利用效率41.03%、77.19%。膜下滴灌“少量多次”的灌水施肥方式是提高水分利用效率、氮回收效率的關(guān)鍵，促進(jìn)氮肥吸收并向籽粒分配，有效協(xié)調(diào)玉米籽粒產(chǎn)量和氮肥利用率的關(guān)系[23]。同樣在河套灌區(qū)，高紅艷[24]等人研究發(fā)現(xiàn)，膜下滴灌較多的灌溉次數(shù)維持了膜下土壤含水率波動(dòng)不超過(guò)10%，使其產(chǎn)量比畦灌提高了60%。QIN[25]等人在充分灌溉下將膜下滴灌（DI）對(duì)比膜下畦灌（BI），試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)膜下滴灌處理可縮短玉米生長(zhǎng)天數(shù)，此狀態(tài)下玉米田間蒸發(fā)蒸騰量（ET）較低。這一切都離不開膜下滴灌穩(wěn)定提供的灌水和營(yíng)養(yǎng)。WANG[26]等人的試驗(yàn)可以佐證這一觀點(diǎn)，在DI替代BI后，DI處理在4 a試驗(yàn)內(nèi)每年減少9%的ET消耗量，平均每年增加約28%的水分利用效率（WUE）和39%的氮素利用效率（NUE），可利用的水和營(yíng)養(yǎng)得到了充分補(bǔ)給。相較于傳統(tǒng)灌溉模式，膜下滴灌對(duì)玉米生長(zhǎng)各方面均起到了積極作用，在北方干旱半干旱地區(qū)玉米種植具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

雖然膜下滴灌理論與技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但傳統(tǒng)灌溉模式結(jié)合自身特點(diǎn)，也有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)漫灌可增大根系在深層土壤中所占比例，根系分布范圍變廣，有利于增加根系與土壤養(yǎng)分的接觸機(jī)會(huì)，從而會(huì)提高玉米的養(yǎng)分吸收利用效率[27]。而且膜下滴灌可能會(huì)存有積鹽現(xiàn)象，在干旱地區(qū)需建立適當(dāng)頻率的傳統(tǒng)漫灌洗淋制度，以確保膜下滴灌的長(zhǎng)期發(fā)展[24]。實(shí)際應(yīng)用中適當(dāng)將2者相結(jié)合，保證區(qū)域性玉米種植的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 膜下滴灌與其他滴灌方式對(duì)比

1.2.1 膜下滴灌與淺埋滴灌對(duì)比

近年來(lái)，淺埋滴灌被廣泛應(yīng)用于中國(guó)北方小麥、玉米生產(chǎn)。膜下滴灌和淺埋滴灌2者具有節(jié)水增產(chǎn)和環(huán)境友好的特點(diǎn)，被視為高效節(jié)水的典范，但2者優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮會(huì)隨著外界條件不同而有差異。

膜下滴灌有著更加穩(wěn)定的土壤環(huán)境，為玉米的生長(zhǎng)起到保駕護(hù)航的作用。GENG[10]等人對(duì)比了淺埋滴灌和膜下滴灌對(duì)春玉米的影響，發(fā)現(xiàn)膜下滴灌春玉米的氮磷鉀吸收、產(chǎn)量和水分利用效率顯著高于淺埋滴灌。WU[28]等人在玉米產(chǎn)量、水分利用效率和氮利用效率方面也有相同的發(fā)現(xiàn)，其研究還表明覆膜滴灌可使玉米在生殖階段擁有較高的土壤溫度。賈瓊[29]等人的研究表明，膜下滴灌在帶來(lái)更高平均葉面積指數(shù)的同時(shí)其總耗水量較淺埋滴灌低9%，且平水偏枯年的產(chǎn)量會(huì)高于淺埋滴灌7%～15%，節(jié)水效果明顯，在年降雨量小于268.32 mm的地方使用膜下滴灌將會(huì)是更佳的選擇。

淺埋滴灌技術(shù)的出現(xiàn)有效解決了膜下滴灌地膜污染和回收成本高的難題，隨著技術(shù)的不斷革新和完善，其優(yōu)勢(shì)愈加明顯，取得了較好的效果。陳江魯[30]等人對(duì)比了2種滴灌技術(shù)對(duì)不同品種玉米的影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)淺埋滴灌能提高中晚熟玉米穗粒數(shù)和產(chǎn)量，并提高經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)投比。賈瓊[29]等人報(bào)道了淺埋滴灌根系分布會(huì)比膜下滴灌深10 cm，在平水年份膜下滴灌的玉米產(chǎn)量會(huì)低于淺埋滴灌6%～19%，在降雨量大于268.32 mm的地方更推薦使用淺埋滴灌。王建東[31]等人對(duì)覆膜淺埋滴灌技術(shù)模式進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)覆膜后淺埋滴灌的產(chǎn)量和水分利用率會(huì)略高于膜下滴灌3.9%和5.9%，差異性并不顯著。覆膜后淺埋滴灌有較高設(shè)施成本，其技術(shù)主要凸現(xiàn)了工程節(jié)水措施與農(nóng)藝措施相結(jié)合的重要性，可著重解決膜下滴灌系統(tǒng)滴灌帶易被灼傷等問(wèn)題[31]。

膜下滴灌和淺埋滴灌在作物產(chǎn)量和節(jié)水效率等方面，受作物品種、土壤、氣象、農(nóng)藝措施等因素影響而呈現(xiàn)不盡相同的表現(xiàn)，造成2者差異的原因與土壤水肥氣熱條件有關(guān)，這方面的機(jī)理還需要進(jìn)一步探索。

1.2.2 膜下滴灌與不覆膜滴灌對(duì)比

無(wú)膜滴灌可以減少成本和避免地膜污染，但對(duì)玉米生長(zhǎng)等方面的影響無(wú)膜滴灌不如膜下滴灌。有研究表明，地膜覆蓋可有效提高光合能力，促進(jìn)玉米生長(zhǎng)[32]；保墑灌溉措施能夠提高玉米的葉片葉綠素含量、有效蒸騰和光合速率，各指標(biāo)基本以地膜覆蓋最佳[33]。SUI[34]等人研究發(fā)現(xiàn)覆膜滴灌比不覆膜滴灌玉米攔截了更多的凈輻射，這是其增產(chǎn)的主要原因之一。祁鳴笛[35]等人對(duì)比了不覆膜滴灌下玉米田間耗水，發(fā)現(xiàn)覆膜滴灌下玉米全生育期的耗水量顯著減少了10.21%，生育期內(nèi)平均作物系數(shù)顯著降低7.42%。JIA[36]等人分析了玉米覆膜滴灌與不覆膜滴灌對(duì)土壤蒸散發(fā)的影響，玉米在膜下滴灌條件下全生育期的蒸發(fā)量?jī)H為0.67 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無(wú)膜滴灌的84.59 mm。薄膜的保濕作用將更多水分儲(chǔ)存在地膜下的土壤中，導(dǎo)致膜下滴灌的蒸發(fā)量要遠(yuǎn)小于無(wú)膜滴灌。玉米種植選擇覆膜與否，還需要權(quán)衡分析地膜類型、厚度、經(jīng)濟(jì)效益以及對(duì)環(huán)境的影響后進(jìn)行選擇。

1.3 膜下滴灌與其他節(jié)水灌溉方式對(duì)比

魏子涵[37]等人探究了低壓管灌、膜下滴灌和噴灌這3種節(jié)水灌溉方式對(duì)玉米生長(zhǎng)參數(shù)及產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明膜下滴灌下玉米生物量和實(shí)際產(chǎn)量最佳。李鐵男[38]等人在半干旱區(qū)開展玉米膜下滴灌與覆膜漫灌、噴灌、不覆膜不灌對(duì)玉米生物學(xué)效應(yīng)的影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)膜下滴灌玉米生物學(xué)優(yōu)勢(shì)效應(yīng)顯著，比其他灌溉方式節(jié)水50%以上，與傳統(tǒng)種植相比單產(chǎn)可提高1倍以上。干旱、少雨、低溫等不利氣象條件年份，玉米膜下滴灌將凸顯節(jié)水、增產(chǎn)、增效的優(yōu)勢(shì)。

膜下滴灌在促進(jìn)玉米生長(zhǎng)方面并不總是存在優(yōu)勢(shì)。邵明星[39]研究了不同灌溉水量下微潤(rùn)灌溉和膜下滴灌對(duì)玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在風(fēng)沙土地區(qū)灌溉水量在25%～75%ET時(shí)適合采用微潤(rùn)灌溉。薛新偉[27]等人對(duì)西遼河平原地區(qū)玉米不同灌溉模式進(jìn)行探究，淺埋滴灌和傳統(tǒng)畦灌的產(chǎn)量均高于膜下滴灌，且膜下滴灌生育后期玉米根系超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶活性低于淺埋滴灌和傳統(tǒng)畦灌，此時(shí)膜下滴灌玉米根系抗衰老能力較弱，衰老較快。

上述研究說(shuō)明膜下滴灌和其他灌溉方式對(duì)玉米的影響出現(xiàn)了差異性，可能與不同灌溉方式相匹配的灌溉制度有關(guān)，差異性出現(xiàn)的原因還需要結(jié)合地域性和試驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行進(jìn)一步的探究。

2 膜下滴灌對(duì)玉米生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

膜下滴灌在各個(gè)方面對(duì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生影響，例如，滴灌時(shí)的水質(zhì)、水量，施肥量以及施肥方式，水肥耦合方式等不同組合都能在膜下滴灌的方式下發(fā)揮出更好的作用。但無(wú)論試驗(yàn)設(shè)計(jì)、方法如何改變，研究者的初衷都是模擬現(xiàn)實(shí)中可能發(fā)生的條件下，通過(guò)膜下滴灌的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)水、省肥、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的目的。

2.1 膜下滴灌施肥制度對(duì)玉米的影響

適時(shí)適量施肥可以給玉米的生長(zhǎng)發(fā)育提供養(yǎng)分保障，受常見磷肥、鉀肥較難溶于水或價(jià)格較高等影響，對(duì)膜下滴灌施肥的研究集中在氮肥上。宋金鑫[40]等人發(fā)現(xiàn)，氮肥有助于玉米在膜下滴灌條件下生長(zhǎng)，合適的施氮量顯著影響葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量形成。朱金龍[41]等人探究了不同氮肥水平對(duì)春玉米膜下滴灌地上部和根系干物質(zhì)及氮磷鉀累積的影響，發(fā)現(xiàn)施氮增加了春玉米地上部和根系的干物質(zhì)積累和養(yǎng)分積累，但過(guò)量施氮抑制了地上部和地下部的生長(zhǎng)和氮素積累，不利于磷鉀養(yǎng)分的吸收。翟娟[42]的研究同樣發(fā)現(xiàn)，施氮量會(huì)顯著影響玉米的千粒重和穗粒數(shù)進(jìn)而影響玉米的產(chǎn)量，但當(dāng)施氮肥超過(guò)適宜施氮量時(shí)葉面積和干物質(zhì)不再繼續(xù)增加。WANG[43]等人設(shè)置了6個(gè)不同施氮量水平，進(jìn)一步探究施氮量對(duì)膜下滴灌作物的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)施氮量在0～240 kg∕hm2的范圍內(nèi)時(shí)，每增加50 kg∕hm2施氮量，玉米總氮平均提高了16.7%。在中國(guó)東北平原地區(qū)，膜下滴灌施氮230 kg∕hm2下的玉米產(chǎn)量、WUE和NUE比當(dāng)?shù)胤N植分別提高10%～29%、10%～31%和57%～84%，但施氮量從230 kg∕hm2增加到330 kg∕hm2，產(chǎn)量并沒有顯著增加[34]。同樣在東北地區(qū)，劉洋[44]等人發(fā)現(xiàn)施氮次數(shù)對(duì)玉米產(chǎn)量的影響大于施氮量，建議在黑土區(qū)玉米膜下滴灌采用3次施氮（拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期）、總施氮量150～200 kg∕hm2的施氮管理措施。張鵬飛[45]等人還對(duì)玉米膜下滴灌的氮肥分期追施量進(jìn)行了研究，最佳氮肥分期追施方式為在30%、60%、100%葉齡指數(shù)時(shí)期，按照3∶5∶2的分配方式將120 kg∕hm2氮肥追施，這將會(huì)有效提高籽粒產(chǎn)量和氮素吸收與利用效率。

以上研究的施氮量和施氮時(shí)間在對(duì)膜下滴灌時(shí)玉米的影響規(guī)律上表現(xiàn)出了一致性，為適時(shí)適量高效施氮提供了參考。研究表明，玉米的產(chǎn)量主要由吐絲期至乳熟期群體葉片光合性能，以及中上部葉片的光合能力和高光效所持續(xù)的時(shí)間共同決定[46,47]，而適時(shí)適量施肥正好能顯著提高玉米葉片葉綠素含量、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度值，進(jìn)而提高葉片的凈光合速率[48]。玉米生育期內(nèi)對(duì)氮肥的需求是極大的，膜下滴灌很大程度上解決了肥料損失嚴(yán)重、利用率較低的問(wèn)題，加上合適的施肥頻率和灌溉施肥方式，能夠適時(shí)適量地將水分和養(yǎng)分供給玉米根區(qū)，調(diào)控土壤中氮素運(yùn)移分布和吸收利用過(guò)程，從而達(dá)到提高玉米產(chǎn)量，改善玉米品質(zhì)的目的。隨著新型水溶肥的問(wèn)世和推廣，磷肥、鉀肥和中微量元素對(duì)膜下滴灌玉米生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的研究將成為研究熱點(diǎn)。

2.2 膜下滴灌灌水制度對(duì)玉米的影響

合理高效的灌溉制度同樣發(fā)揮著重要的作用。劉一龍[49]等人發(fā)現(xiàn)，膜下滴灌玉米產(chǎn)量相較于傳統(tǒng)種植增產(chǎn)顯著，在最佳灌溉定額和灌溉次數(shù)的加持下可達(dá)到產(chǎn)量翻倍的結(jié)果，且在生育期內(nèi)適當(dāng)減少灌溉定額和灌水次數(shù)可以達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)的效果。合理進(jìn)行灌水量主動(dòng)調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)水和產(chǎn)量的雙贏。ZHANG[50]等人在優(yōu)化新疆地區(qū)玉米膜下滴灌時(shí)發(fā)現(xiàn)，相比充分灌溉條件（600 mm），灌溉量降低10%后，籽粒產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益沒有顯著變化，卻帶來(lái)蒸散量減少、水分利用效率增加的好處。張芮[51]等人采用膜下調(diào)虧滴灌在制種玉米不同生育期進(jìn)行水分脅迫，拔節(jié)抽穗期缺水會(huì)抑制葉面擴(kuò)展，使植株矮小，抽穗灌漿期脅迫影響玉米庫(kù)容建立，最終都會(huì)導(dǎo)致響產(chǎn)量降低；膜下滴灌制種玉米合適的水分調(diào)控模式是苗期輕微水分虧缺、拔節(jié)到灌漿期充分供水、灌漿后期到成熟期適度虧水。劉戰(zhàn)東[52]等人以不同灌水方案處理膜下滴灌玉米，發(fā)現(xiàn)玉米的株高、莖節(jié)數(shù)和產(chǎn)量構(gòu)成因素均隨著灌水量的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。張昊[53]等人同樣發(fā)現(xiàn)，膜下滴灌玉米產(chǎn)量和全生育期耗水量隨著灌水定額的增大而增大，但水分利用效率卻隨之下降。過(guò)高的灌水量會(huì)抑制玉米根系呼吸、降低根系活力，過(guò)低的灌水量造成玉米光合能力下降、根系吸水困難，因此玉米膜下滴灌時(shí)的灌水量過(guò)高或過(guò)低都會(huì)降低玉米產(chǎn)量[54]。

2.3 膜下滴灌水肥耦合對(duì)玉米的影響

高效的水肥運(yùn)籌使玉米膜下滴灌更加合理。水、氮在一定范圍內(nèi)配合表現(xiàn)出明顯的正向交互作用，促進(jìn)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育；而施氮量超過(guò)一定范圍將產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，對(duì)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量起到一定的抑制作用[55]。尚文彬[56]揭示了玉米膜下滴灌氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)與灌水量之間的關(guān)系，當(dāng)灌水量處于較低水平時(shí)，施氮肥越多越有可能造成減產(chǎn)；灌水量適宜時(shí)，氮肥的增產(chǎn)效果明顯；灌水量過(guò)高時(shí)，氮肥增產(chǎn)效果不再明顯。

任中生[57]等人探討不同滴灌施氮策略對(duì)玉米生長(zhǎng)、產(chǎn)量和水肥利用效率的影響，施氮對(duì)玉米株高與葉面積指數(shù)促進(jìn)作用顯著，灌水與施氮均可顯著增加玉米籽粒產(chǎn)量、百粒重、穗行數(shù)和行粒數(shù)，在施氮0～262.5 kg∕hm2范圍內(nèi)氮肥利用率隨施氮量的增加而升高，水分利用效率和灌溉水利用效率均隨施氮量升高而增加。孟翔燕[58]構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型對(duì)膜下滴灌水肥耦合對(duì)玉米性狀的影響進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)灌水量、氮肥、鉀肥和磷肥對(duì)玉米產(chǎn)量均有顯著的影響，各因素的影響順序?yàn)榈剩玖追剩竟嗨浚锯浄?，且存在交互作用。水肥耦合存在閾值：低于閾值時(shí)，增加灌水量和施肥量都能顯著增加產(chǎn)量；但高于閾值后，則增產(chǎn)效果不明顯，甚至?xí)?dǎo)致減產(chǎn)[59]。因此，應(yīng)該綜合考慮產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益和肥料利用率等因素選擇適宜的水肥耦合管理模式。

以目前的研究來(lái)看，膜下滴灌在干旱和半干旱地區(qū)玉米的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和水肥利用效率發(fā)揮著積極的作用。其中的差異主要受玉米品種、灌溉制度、施肥量以及區(qū)域條件差異等因素影響，因此在不同的生態(tài)區(qū)條件下探索水肥耦合規(guī)律和適合該區(qū)域經(jīng)濟(jì)高效的灌溉施肥方式是十分有意義的。

3 膜下滴灌對(duì)土壤的影響

膜下滴灌直接、快速、頻繁地影響土壤環(huán)境，再輔以微咸水、作物間作和化肥施用等方式，對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響則又呈現(xiàn)出了多樣性，這種影響過(guò)程是復(fù)雜的但值得我們深究。而且土壤表面覆膜以后，將土壤和外界大氣隔離，使外界環(huán)境不會(huì)直接作用于土壤，從而維持土壤內(nèi)部穩(wěn)定，起到維穩(wěn)增產(chǎn)的效果，這種情況在半干旱或干旱地區(qū)尤為明顯。因此，分析不同模式下的膜下滴灌方式，對(duì)提高土壤肥力、減少養(yǎng)分流失有著重要意義。

3.1 膜下滴灌對(duì)玉米土壤物理性質(zhì)的影響

土壤含水率主要受到土壤條件、灌溉制度和氣象要素的影響。劉戰(zhàn)東[52]等人在玉米膜下滴灌設(shè)置了不同灌水方案，發(fā)現(xiàn)土壤水多分布在0～60 cm的土層，以0～30 cm的變化最為活躍，在整個(gè)生育期內(nèi)灌溉定額越多，土壤含水率就越大。這與張昊[53]等人的研究結(jié)果一致。劉庭瑞[60]等人發(fā)現(xiàn)，玉米膜下滴灌的土壤含水率在上部耕作層較高，中間層減少，在下層又升高。胡建強(qiáng)[61]等人在多礫石砂土中的研究發(fā)現(xiàn)卻有所不同，垂直方向土壤含水率表現(xiàn)呈現(xiàn)：中部＞下部＞上部，土壤表面25 cm含水率會(huì)明顯小于灌溉時(shí)含水率。這是礫石沙土土壤表面水分流失更快導(dǎo)致的，其年均蒸發(fā)量可達(dá)到年均降雨量的15倍之多[62]。李金剛[63]等人研究發(fā)現(xiàn)，滴頭下橢圓濕潤(rùn)層的土壤含水率會(huì)隨著土壤基質(zhì)勢(shì)的增大而增大。焦艷平[64]等人的研究還表明，糯玉米的生理性狀也隨著土壤基質(zhì)勢(shì)的升高而增加且在-5 kPa時(shí)產(chǎn)量達(dá)到最大，在土壤基質(zhì)勢(shì)-10～-15 kPa時(shí)有較高的灌溉水利用效率。而丁運(yùn)韜[65]的研究發(fā)現(xiàn)，控制灌水下限為-30 kPa，可獲得較高的玉米籽粒產(chǎn)量和水分利用效率，又具有較好的根系活力，能有效利用深層土壤水分。這與雙方試驗(yàn)大田土壤、玉米品種和氣象等不同有關(guān)。

土壤含水率也會(huì)受到其他因素的影響。QIN[25]等人試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膜下滴灌比膜下畦灌有更高的灌溉頻率，所以土壤滲漏損失較小，有著更高的土壤含水率。此外，土壤含水率又會(huì)受到地下水深度的影響。WANG[66]等人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)叵滤惠^淺（小于1.9 m）時(shí)，膜下滴灌對(duì)土壤含水率幾乎沒有影響，當(dāng)?shù)叵滤惠^深（大于4.2 m）時(shí)，隨著灌溉周期的增加，土壤含水率逐漸增加。

地膜覆蓋可以減少土壤體積密度[67]，ANIKWE[68]等人也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，這是因?yàn)榈啬じ采w可以改善土壤環(huán)境，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，在微觀尺度上有利于增加土壤中孔隙。采用塑料覆蓋的滴灌顯著增加了土壤水分和溫度[69]。楊建房[70]等人研究了覆膜玉米的水熱狀況，在10 cm深度覆膜處理的土壤含水率會(huì)低于不覆膜處理，而20和40 cm深度則相反；在10 cm深度覆膜處理的地溫高于不覆膜，在40和60 cm深度2處理差異較小。對(duì)土壤含水率而言，覆膜促進(jìn)根系生長(zhǎng)吸收更多土壤水分，從而降低了表層土壤含水率；覆膜還使地溫升高，在更強(qiáng)的毛管力作用下使下層土壤水分向上運(yùn)輸。SUI[34]等人研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)雨養(yǎng)相比，膜下滴灌不僅使壟上總土壤貯水量（SWS）顯著增加80 mm，而且還使得表層土壤積溫（TC）增加353 ℃；與無(wú)膜地面滴灌相比，膜下滴灌的總SWS和TC分別增加了9 mm和245～314 ℃。祁鳴笛[35]等人研究了覆膜滴灌對(duì)玉米田間水熱傳輸?shù)挠绊?，試?yàn)發(fā)現(xiàn)全生育期覆膜使0～80 cm的土層平均地溫和土壤積溫分別提高了1.13 ℃和149.68 ℃。這是由于土壤表面覆膜之后，地表凈輻射收入下降，顯熱交換減弱，潛熱交換趨于零造成的[71]。孫貫芳[72]等人發(fā)現(xiàn)，膜下滴灌時(shí)土壤溫度也會(huì)受到灌水、土壤含水率、氣溫和玉米葉面積指數(shù)共同影響，在灌水下限為-30 kPa時(shí)的土壤積溫將有利于玉米生長(zhǎng)。高利華[73]等人還發(fā)現(xiàn)，膜下滴灌時(shí)適當(dāng)使用生物炭可有效提高耕層土壤含水率和土壤溫度。

膜下滴灌對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響主要集中在土壤水熱傳輸，持續(xù)滴灌能夠讓土壤含水率只存在于一個(gè)較小的區(qū)間內(nèi)波動(dòng)，維持相對(duì)穩(wěn)定的土壤環(huán)境。但在滴灌和覆膜對(duì)土壤水力性能、土壤孔隙度、土壤空氣組分和土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)等方面的研究較少且不夠深入。因此，膜下滴灌對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響仍需進(jìn)一步的研究。

3.2 膜下滴灌對(duì)玉米土壤的化學(xué)性質(zhì)的影響

灌溉水質(zhì)會(huì)影響土壤的化學(xué)性質(zhì)，不管是水肥溶液還是有礦化度的水，都會(huì)使得土壤的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，并改變土壤中化學(xué)性質(zhì)的分布，影響作物的生長(zhǎng)。膜下滴灌為干旱半干旱地區(qū)利用微咸水資源和鹽堿地開發(fā)提供了合理方式和有益探索。李金剛[63]等人在鹽堿地使用微咸水膜下滴灌玉米，在灌水下限為-20 kPa和-30 kPa時(shí)，能充分淋洗膜下表層的土壤鹽分且未導(dǎo)致土壤鹽分積累，但玉米收獲后100 cm內(nèi)土體均有積鹽，需要進(jìn)行秋澆或春匯。王若水[74]等人的研究發(fā)現(xiàn)，不同灌溉制度下土壤基質(zhì)勢(shì)越高其中Na+與Cl-被淋洗的效果越好，而SO4

2-與HCO3-的淋洗效果主要受離子濃度影響，Mg2+與Ca2+不易隨水移動(dòng)則在淋洗后無(wú)明顯差別。孫貫芳[72]等人用膜下滴灌對(duì)玉米土壤鹽分調(diào)控進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)不同灌溉制度下土壤鹽分均會(huì)從內(nèi)膜向外膜擴(kuò)散，在灌水下限為-10 kPa時(shí)可有效淋濾土壤鹽分，同時(shí)在非生育期通過(guò)秋澆進(jìn)行洗鹽灌溉能有效控制干旱半干旱地區(qū)膜下滴灌的土壤鹽分。

膜下滴灌在不同灌溉制度下會(huì)對(duì)玉米土壤化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響。譚軍利[75]等人研究了長(zhǎng)期覆膜滴灌對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生的影響，當(dāng)土壤基質(zhì)勢(shì)為-10 kPa時(shí)，土壤鹽分含量、各種鹽分離子、土壤酸堿度、Cl-∕SO42-和鈉吸附比隨滴灌種植年限的增加而降低。而且WAN[76]等人的研究進(jìn)一步說(shuō)明，當(dāng)土壤基質(zhì)勢(shì)維持在較高水平時(shí)，膜下滴灌會(huì)在根區(qū)形成并維持高水分、低鹽分區(qū)域，為糯玉米生長(zhǎng)創(chuàng)造了有利的土壤條件，經(jīng)過(guò)多年的耕作和滴灌淋濾可將高鹽分土壤逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹械塞}分土壤。但DONG[77]等人研究發(fā)現(xiàn)，土壤基質(zhì)勢(shì)與鹽淋分?jǐn)?shù)（LF）相關(guān)，處于-20 kPa和-15 kPa之間的土壤基質(zhì)勢(shì)對(duì)于維持LF、浸出鹽和滿足ET起到重要的作用。李明思[78]等人探究長(zhǎng)期膜下滴灌對(duì)農(nóng)田土壤鹽分演變的影響，膜下滴灌技術(shù)的使用會(huì)讓田間的土壤鹽分含量有明顯的下降，長(zhǎng)期使用后會(huì)使土壤含鹽量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。WANG[66]等人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膜下滴灌降低了土壤中可溶鹽離子（Na+、K+和Cl-）的濃度，增加了Ca2+和SO42-的濃度。雖說(shuō)膜下滴灌會(huì)對(duì)土壤的含鹽量有一定降低作用，但僅是對(duì)較淺的土層起到作用，這是由于淺層土壤受灌溉影響將易溶于水的鹽分淋洗至下層土壤。FENG[79]等人研究了膜下滴灌結(jié)合非生長(zhǎng)期冬季定期灌溉對(duì)土壤的影響，第2次冬季灌溉后不同土壤的脫鹽率均超過(guò)60%，第4次冬季灌溉后不同土壤的脫鹽率均超過(guò)63.52%。通過(guò)選取適宜的灌溉方式來(lái)降低土壤的含鹽量是較為有效的。滴灌交替使用淡水和微咸水是一種很好的灌溉策略，可以克服微咸水引起的鹽脅迫問(wèn)題[80]。ZHANG[81]等人對(duì)交替使用淡水和微咸水的膜下滴灌進(jìn)行了評(píng)估，發(fā)現(xiàn)微咸水灌溉頻次越高越容易造成鹽脅迫，從而降低作物產(chǎn)量，最佳策略是交替使用2次微咸水灌溉和1次淡水灌溉。

3.3 膜下滴灌對(duì)玉米土壤酶、土壤生物的影響

土壤酶主要通過(guò)土壤中的動(dòng)植物和微生物分泌或者通過(guò)分解動(dòng)植物殘?bào)w形成的，其活性是評(píng)價(jià)土壤生態(tài)功能的重要指標(biāo)[82]，能夠反映土壤轉(zhuǎn)化、積累和分解等生物化學(xué)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)度[83]，而薄膜覆蓋和灌溉管理可以最大限度地提高土壤中相關(guān)酶活性，從而促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化[84]。

膜下滴灌有高頻的灌溉次數(shù)，能保證作物全生育期內(nèi)土壤含水率處于一個(gè)穩(wěn)定的區(qū)間，且膜下環(huán)境中水分和養(yǎng)分不易向外界流失，這些有利條件都讓土壤生物的生存空間得到了極大地改善[85,86]。地膜覆蓋有利于養(yǎng)分循環(huán)和維護(hù)土壤微環(huán)境穩(wěn)定，覆蓋材料在生長(zhǎng)季節(jié)維持時(shí)間越長(zhǎng)越有益于土壤微生物量積累[87]。

李全勝[88]等人在玉米膜下滴灌時(shí)增施微生物肥，發(fā)現(xiàn)玉米抽雄期窄行、根際土壤細(xì)菌和放線菌數(shù)量顯著增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量和脲酶活性顯著提高，表明增施微生物肥改善了玉米根區(qū)土壤微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)，提高了土壤酶活性。由于滴灌時(shí)隨水施用生物菌肥的特點(diǎn)[89]，養(yǎng)分和土壤細(xì)菌群落也集中分布在滴水形成的濕潤(rùn)體內(nèi)。MA[90]等人研究咸水滴灌對(duì)反硝化細(xì)菌群落的影響，發(fā)現(xiàn)使用鹽水滴灌降低了未施肥地塊中反硝化酶的活性和反硝化細(xì)菌的多樣性，并且可以改變反硝化細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)，并促進(jìn)優(yōu)勢(shì)物種的生長(zhǎng)。尹松旭[91]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膜下滴灌在玉米全生育期顯著地提高土壤過(guò)氧化氫酶活性、脲酶活性、土壤微生物生物量碳。但目前有關(guān)膜下滴灌對(duì)玉米土壤微生物、酶活性和養(yǎng)分的研究，以及這些指標(biāo)對(duì)玉米生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究較少，如何整體評(píng)價(jià)土壤生態(tài)系統(tǒng)對(duì)玉米的作用過(guò)程，還有待進(jìn)一步研究。

4 膜下滴灌可能引發(fā)的問(wèn)題

4.1 地膜污染

地膜污染是膜下滴灌技術(shù)無(wú)法回避的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，地膜本身是一種人工合成高分子化合物，地膜容易因老化和田間管理活動(dòng)而破損殘留在土壤中，但在自然條件下不易分解或降解。加之近年來(lái)生產(chǎn)廠家降低成本，使地膜變薄容易破碎，在使用之后難以回收，這不僅嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而且對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境的安全和健康構(gòu)成了極大的威脅[92]。結(jié)合以上研究，殘留在土壤中的地膜必然在不同方面改變了土壤的理化性質(zhì)從而降低土壤肥力，導(dǎo)致玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)有所下滑，而且殘留在土壤里的地膜可能會(huì)阻礙玉米根部對(duì)養(yǎng)分的吸收，進(jìn)一步限制玉米的生長(zhǎng)發(fā)育。在面對(duì)塑料殘膜造成的危害要做到：①要施行高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，規(guī)范地膜產(chǎn)品質(zhì)量。目前我國(guó)還存在部分0.006 mm厚度地膜，存在不耐老化和強(qiáng)度低的問(wèn)題，國(guó)家相關(guān)部門要定期開展市場(chǎng)督查，根據(jù)國(guó)家發(fā)改委與生態(tài)環(huán)境部于2020年1月聯(lián)合發(fā)文《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見》，嚴(yán)格限制生產(chǎn)和銷售厚度小于0.1 mm的地膜，農(nóng)民也要開展相關(guān)知識(shí)的科普宣傳，不能盲目購(gòu)買薄型地膜[93]。②加強(qiáng)對(duì)地膜回收技術(shù)的研究，提高殘膜回收率。根據(jù)不同種類不同地區(qū)，得出合理的揭膜時(shí)間和揭膜方式，提高殘膜的回收利用率，并且加快對(duì)殘膜回收機(jī)具的研究[92]。③加快對(duì)新型可降解地膜的研究，這是解決地膜污染最為有效的方式之一[94]。對(duì)于作物而言，可降解地膜能夠在作物生長(zhǎng)前期起到和普通地膜相當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)作用，在水氮利用和干旱脅迫下具有穩(wěn)產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，一些液體地膜甚至可以起到增產(chǎn)的效果；于土壤而言，新型地膜均能有效提高土壤溫度，且對(duì)土壤環(huán)境無(wú)不良影響[95]。

4.2 地下水補(bǔ)給降低

大規(guī)模實(shí)施膜下滴灌后，土壤水分運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)新的特征。從以上研究來(lái)看，滴灌的灌水量一般少于傳統(tǒng)灌溉，膜下滴灌的土壤水更多活躍在較為淺的耕作層，且在覆膜的保護(hù)下有了更低的蒸發(fā)量，提高了灌溉水利用效率。但滴灌也使土壤水豎直方向上分布不均勻和深層土壤水分得不到補(bǔ)給，對(duì)土壤總生物量以及土壤的長(zhǎng)效利用和發(fā)展會(huì)帶來(lái)什么樣的影響還需要進(jìn)一步的研究發(fā)掘。

已有學(xué)者對(duì)區(qū)域地下水補(bǔ)給進(jìn)行了評(píng)估。HU[96]等人指出，隨著膜下滴灌技術(shù)的普及和節(jié)水技術(shù)的使用，灌溉回流從20世紀(jì)90年代的594.01 mm下降到2010年的164.62 mm。JIN[97]等人對(duì)比膜下滴灌和淹灌發(fā)現(xiàn)，膜下滴灌在一定程度上降低了西遼河平原的入滲深度和地下水補(bǔ)給量。這種現(xiàn)象最終會(huì)降低地下水位，從而威脅區(qū)域地下水的穩(wěn)定性。此外還應(yīng)注意，地下水位下降將加劇灌溉區(qū)周圍自然植被的生態(tài)系統(tǒng)退化[98]，并增加土地荒漠化的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于地下水埋深較深的區(qū)域，建議年際間采取淹灌和膜下滴灌相交替的灌溉方式，提高地下水的穩(wěn)定性。

4.3 覆膜和滴灌的缺點(diǎn)

滴灌技術(shù)、覆膜技術(shù)的缺點(diǎn)共存于膜下滴灌技術(shù)。灌水器容易阻塞是滴灌最常見的問(wèn)題。一些溶解性不好的肥料或過(guò)濾系統(tǒng)不達(dá)標(biāo)，容易造成滴頭阻塞，導(dǎo)致隨水施肥效果不佳[99]。滴灌條件下容水器內(nèi)長(zhǎng)期充水容易滋生細(xì)菌，用再生水進(jìn)行膜下滴灌時(shí)會(huì)讓細(xì)菌在滴灌系統(tǒng)中大量繁殖，形成的附生生物膜會(huì)阻塞滴灌系統(tǒng)[100]。目前很多人對(duì)不同阻塞的方式提出了相應(yīng)的控制方法[101,102]。地膜覆蓋和殘膜處理的成本不容小視?？紤]到地膜覆蓋的成本，膜下滴灌和淺埋滴灌之間的經(jīng)濟(jì)效益可能沒有顯著差異[10]。雖然膜下滴灌具有較大的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，但在施肥技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化和膜污染問(wèn)題得到解決之前，淺埋滴灌可能是一種更生態(tài)環(huán)保的灌溉方式。

5 展 望

膜下滴灌技術(shù)的應(yīng)用與諸多因素有關(guān)。這部分的闡述是希望相關(guān)研究人員在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)之前，能對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行全面的調(diào)研，對(duì)比其他技術(shù)來(lái)選取使用，進(jìn)而更好發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)：

（1）地下水埋深對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育起著重要的作用，膜下滴灌同時(shí)也會(huì)影響著地下水埋深的深淺。2者的關(guān)系還需進(jìn)行進(jìn)一步探究，根據(jù)不同地方的需求達(dá)到相應(yīng)的動(dòng)態(tài)平衡。適當(dāng)?shù)叵滤豢梢愿纳仆寥浪汁h(huán)境，增強(qiáng)根系活力改善根冠關(guān)系，進(jìn)一步促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，提高水分利用效率，最終達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)的目的。因此，合理利用淺層地下水資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必須考慮的一個(gè)問(wèn)題。孫仕軍[103]等人研究地下水的埋深對(duì)膜下滴灌玉米產(chǎn)生的影響，淺埋地下水（1.0～2.5 m）會(huì)縮短玉米的生育期，提高玉米的生長(zhǎng)指標(biāo)，進(jìn)而達(dá)到增產(chǎn)的效果。明廣輝[104]等人探究了不同埋深地下水對(duì)膜下滴灌棉田的水鹽運(yùn)移規(guī)律，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著滴灌期的地下水埋深增大，會(huì)讓苗期和非生育期土壤的反鹽程度降低，讓收獲期鹽分顯著下降；且將地下水埋深控制在3.5 m時(shí)，膜下滴灌結(jié)合冬春灌淋洗能有效抑制土壤層鹽分的增加。而楊鵬年[105]等人使用Hydrus軟件對(duì)不同地下水埋深下膜下滴灌棉花生育期耗水量進(jìn)行了模擬，發(fā)現(xiàn)地下水埋深越淺，會(huì)讓棉花的灌水定額越小，但考慮到較高的潛在蒸發(fā)勢(shì)會(huì)導(dǎo)致土壤鹽漬化，1.5～3.0 m的地下水埋深是灌區(qū)內(nèi)較理想的水位區(qū)間[106]。2者間存在差異可能是由于其研究目的不同導(dǎo)致的，在3.5 m的地下水埋深對(duì)抑制土壤鹽分有效，1.5～3.0 m的地下水埋深將會(huì)有利于減少灌區(qū)的灌溉定額。

（2）膜下滴灌與其他灌溉方式相結(jié)合，可相輔相成、達(dá)到更好的使用效果。膜下滴灌會(huì)存有積鹽現(xiàn)象，需建立適當(dāng)頻率的傳統(tǒng)漫灌淋洗制度，以確保膜下滴灌的長(zhǎng)期發(fā)展[24]。如果干旱年份不進(jìn)行灌溉，膜下滴灌較低的水分可用性可能會(huì)增加產(chǎn)量下降的風(fēng)險(xiǎn)，提前澆地或者在關(guān)鍵生育期進(jìn)行灌水使更深的土壤層中儲(chǔ)存足夠的水分，以促進(jìn)玉米根系向下生長(zhǎng)并保持高產(chǎn)[107]。特別是在已經(jīng)存在次生鹽堿化的土地上可采用“播前溝灌+滴灌”的灌溉模式，可避免次生鹽堿化造成的不良影響[108]。在枯水年或者降雨量小于268.32 mm的地方使用膜下滴灌將會(huì)是更佳的選擇，在平水年或者降雨量大于268.32 mm的地方更佳推薦使用淺埋滴灌[29]。膜下滴灌系統(tǒng)的滴灌帶存在易被灼傷的問(wèn)題，在覆膜的基礎(chǔ)上進(jìn)行淺埋可有效解決這一問(wèn)題[31]。

（3）通過(guò)數(shù)學(xué)模型對(duì)作物生長(zhǎng)進(jìn)行合理預(yù)測(cè)。從試驗(yàn)中得出的結(jié)果具有較強(qiáng)的局限性，可以通過(guò)構(gòu)建作物生長(zhǎng)模擬模型對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的過(guò)程進(jìn)行定量且動(dòng)態(tài)地描述[109]，使用數(shù)學(xué)方程對(duì)作物、土壤、氣象、灌溉、施肥的函數(shù)進(jìn)行模擬[110]，這方面雖比較成熟但仍有應(yīng)用受限或精度不高的問(wèn)題。LI[111]等人將遙感信息與水文—作物耦合模型相結(jié)合，對(duì)干旱地區(qū)的玉米產(chǎn)量進(jìn)行估計(jì)，結(jié)果表明該研究和相關(guān)模型可用于評(píng)估灌溉、肥料和田間管理對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)作物產(chǎn)量的影響。但由于模型開發(fā)目標(biāo)和環(huán)境不同，模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)存在顯著差異[112]。因此，需對(duì)作物生長(zhǎng)模型進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)，細(xì)化不同條件下（作物品種、土壤類型、灌溉管理方式）適當(dāng)參數(shù)的選擇，即參數(shù)本地化；另一方面，結(jié)合新型監(jiān)測(cè)技術(shù)、精準(zhǔn)灌溉施肥、加強(qiáng)作物表型方面的研究，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)際觀測(cè)和模型模擬相結(jié)合的目標(biāo)。

（4）膜下滴灌對(duì)玉米品質(zhì)和生態(tài)問(wèn)題相關(guān)方面的研究仍然較少。目前水肥耦合對(duì)玉米品質(zhì)的研究還較少，大多為通過(guò)膜下滴灌的灌溉施肥方式對(duì)于玉米品質(zhì)產(chǎn)生的影響[113]，并未比較不同灌溉方式之間玉米品質(zhì)的差異性。如何通過(guò)水肥投入—產(chǎn)量—品質(zhì)—效益關(guān)系，對(duì)玉米生產(chǎn)進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)仍是值得進(jìn)一步深究的問(wèn)題。目前大量研究表明膜下滴灌對(duì)于土壤微生物特征、土壤有機(jī)質(zhì)含量及其酶活性等方面有著積極地促進(jìn)作用[114-116]，但這方面內(nèi)容在玉米上的研究卻并不多見，膜下滴灌對(duì)土壤微生物活動(dòng)及碳排放過(guò)程的影響是否也表現(xiàn)出一致性，這都值得研究者進(jìn)一步探究。

（5）膜下滴灌的使用存在一定局限性。當(dāng)降雨較多時(shí)膜下滴灌并不能發(fā)揮節(jié)水作用，李前[117]等人試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在多雨年份玉米膜下滴灌處理的耗水量不僅多于農(nóng)民習(xí)慣施肥處理，而且水分利用效率僅高出9%，結(jié)果與干旱年間相比差異較大。當(dāng)?shù)叵滤裆钶^大時(shí)不適合使用膜下滴灌。地下水的補(bǔ)給有一部分來(lái)自于農(nóng)田灌溉，而膜下滴灌對(duì)于地下水的補(bǔ)給微乎其微，在地下水埋深較大時(shí)使用膜下滴灌，會(huì)進(jìn)一步降低地下水位，既不利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育，還會(huì)形成大面積的降落漏斗。在西遼河地區(qū)，播種期多風(fēng)沙氣候條件，不平整的地面難以滿足膜下滴灌的布置條件[118]。對(duì)于發(fā)展較為落后，生態(tài)環(huán)境脆弱的地方同樣不適合用膜下滴灌，膜下滴灌的農(nóng)業(yè)配套技術(shù)不僅復(fù)雜，而且前期投入較大，其薄膜難以回收的特點(diǎn)會(huì)加重生態(tài)環(huán)境負(fù)擔(dān)。灌溉節(jié)水技術(shù)的使用還需根據(jù)不同地方、不同條件進(jìn)行酌情選擇。