辽西半干旱区玉米微喷带灌溉试验研究

陈家存

（辽宁省石佛寺水库管理局，沈阳110003）

辽西半干旱区玉米微喷带灌溉试验研究

陈家存

（辽宁省石佛寺水库管理局，沈阳110003）

微喷带是适宜辽宁西部地区补充灌溉的节水灌溉技术，为了提高微喷带的适用性，文章通过与滴灌（DI）和漫灌（FI）做对比试验研究了玉米微喷带灌溉（SI）的效果。试验结果表明SI较FI节水35%，灌溉次数为DI处理的1／2；SI和DI较FI对植株营养生长有一定抑制作用，但均促进了生殖生长，获得较多的穗行数和行粒数；SI节水增产效果低于DI，仍较FI玉米产量和WUE分别提高1.1%和19.0%。因此，微喷带灌溉可用于玉米节水灌溉，尤其在滴灌等设备使用效率低的补充灌溉地区，微喷带是适宜的选择。

产量；滴灌；比空种植；水分利用效率；微喷带灌溉

辽西半干旱地区是辽宁玉米主要产地，干旱尤其是春旱是制约地区农业生产的主要因素，近年来随着国家节水增粮行动的实施，滴灌在这一地区得到大力发展，有效的提高了灌溉保证率，降低了受旱风险［5］，但实践表明辽西部分地区实施滴灌灌溉后，在玉米生育期内，滴灌运行次数较少，主要用于苗期保苗，拔节期后玉米以雨养为主，滴灌设备使用率低，其产生的效益远低于系统投资，亟需收放简便，用于补充灌溉的节水灌溉设备。因此，本文在考虑辽西半干旱区玉米生长特性和补充灌溉的特点基础上，将微喷带与滴灌、漫灌等灌溉方式进行对比试验研究，从而为辽西地区因地制宜的发展节水农业提供技术参考。

1 试验材料与方法

1.1 试验区概况

试验区位于辽宁省建平县八家农场，地处辽宁省西部（E119°18′，N41°17′），海拔512 m，属于半湿润半干旱季风型大陆性气候，多年平均气温7.1℃，平均降水量410 mm，平均蒸发量1 600～1 800 mm，有效积温3 200℃，作物生育期日照时数1 384 h，无霜期133 d；土壤为褐土，质地为砂壤土，土壤容重1.4 g／cm3，田间最大持水量21.0%，土壤pH值7.0。

1.2 供试材料与试验设计

试验于2014年4—9月进行，玉米选用“辽单565”，以灌溉方式为处理，包括微喷带灌溉（SI），滴灌灌溉（DI）和漫灌灌溉（FI）3个处理，每个处理面积66.7 m2。微喷带灌溉玉米采用比空种植方式，每3垄空1垄，垄距0.5 m，株距0.27 m，种植密度约5.6万株／hm2；滴灌玉米采用大垄双行膜下滴灌种植方式，玉米垄距1.2 m，玉米宽行距0.8 m，窄行距0.4 m，株距0.3 m，种植密度5.6万株／hm2；FI处理玉米垄距0.6 m，株距0.3 m，密度与SI和DI处理保持一致。每个处理设3个重复。

1.3 田间管理

播种前种子进行晾晒处理，各处理均在春播前翻地，平整土地，施农家肥（鸡粪）1.5 t／hm2，4月20日机械播种，采用起垄，覆膜、铺设滴灌带，施肥和注药一体机田间作业，底肥磷酸二铵225 kg／hm2，玉米复合肥225 kg／hm2。5～6叶期定苗，拔节期中耕除草，喷施农药甲胺磷一次，防治虫害。

1.4 测定指标

降雨蒸发量利用试验区附近的小型气象站监测。每5 d测一次土壤含水率指导DI处理灌溉，生育期交替日、灌水前后及降雨前后加测一次，土壤含水量利用TDR测定。灌溉水量通过水表观测。在玉米灌浆期测定植株的株高、茎粗和单株全部展开叶的叶面积，按长×宽×系数法调查叶面积，叶面积指数（LAI）通过叶面积与单位土地面积折算求得；成熟时各小区随机取样10株，收获后室内考种，考查项目：穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒数和百粒重等主要农艺性状，其余植株收获测产。

2 试验结果与分析

2.1 灌溉

2014年玉米生育期自4月20日播种开始到9月25日考种结束，全生育期降雨315.7 mm，蒸发1 016.4 mm，其中7月中旬到8月中旬未有有效降雨，期间辽西地区遭遇60多年未遇的大旱。SI处理和FI处理以参考当地丰产经验进行灌溉，分别在播前，拔节期，抽雄和灌浆期共灌水4次，其中SI处理前两次采用微喷带灌溉，每次灌水225 m3／hm2，后两次由于植株阻挡采用漫灌，每次灌水750 m3／hm2，SI和FI处理累计灌水量分别为1950m3／hm2和3 000 m3／hm2。DI处理根据田间监测的土壤含水量为指导，以田间持水量65%～70%为灌水下限，一次灌水150 m3／hm2，全生育期共灌水8次，累计灌水量1 200 m3／hm2。不同处理灌溉次数和灌溉水量见表1。

表1 不同处理灌溉次数和灌溉水量

2.2 株高、茎粗和LAI

各处理成熟期株高、茎粗和LAI等生长性状如表2所示，不同处理之间，玉米株高在2.5～2.9 m，FI处理株高最大，滴灌处理其次，微喷带灌溉株高最小，但各处理之间差异并未达到显著水平。茎粗的差异表明FI处理茎粗最大，分别高出SI和DI处理

0.3 cm和0.2 cm，且差异达到显著水平，SI和DI处理差异不显著。DI处理LAI最大，约为2.75，FI其次，SI处理最小仅2.6，但处理间差异并不显著。这表明漫灌过量灌溉条件下有利于玉米营养生长，从而最终获得较好的植株性状；节水灌溉条件下，滴灌较微喷带长势好，这可能是由于滴灌覆膜保水增温为玉米根系生长提供了良好的土壤环境。而LAI正常年份小是由于拔节期遭遇冰雹，小区玉米叶片均被打碎，LAI主要依靠后期生长叶片获取，DI处理较高的LAI说明膜下滴灌有利于玉米恢复生长。

表2 不同处理玉米植株生长性状

2.3 玉米产量构成

各处理考种结果如表3所示。不同处理穗重、穗长和秃尖长分别在336.2～345.1 g，19.3～21.2 cm和1.5～1.8 cm变化，且各处理穗重、穗长和秃尖长均无显著差异。DI处理穗最粗，约为56.3 mm，显著大于SI和FI处理，SI和FI处理穗粗分别为53.7 mm和53.6 mm，两者无显著差异；穗行数的差异表明SI和DI处理相近，均接近18行，显著高于FI处理（14行）；各处理间行粒数差异和穗行数相近，SI＞DI＞FI，DI处理和FI处理差异不显著，但均显著少于SI处理；百粒重变化相反，SI＜DI＜FI，FI处理高出SI处理27.5%，且差异达到显著水平，DI处理介于两处理之间，差异均未达到显著水平。各处理产量性状差异表明FI处理虽然有利于形成大粒玉米，但其他指标均低于节水灌溉处理，节水灌溉条件下有利于穗的形成发育和穗粒数的增加，为增产打下了基础。

表3 灌溉方式对玉米产量性状和产量的影响

2.4 产量和WUE

从表4中可知DI处理产量最高，达13.2 t／hm2，其次为SI处理，约为12.9 t／hm2，FI处理产量12.8 t／hm2，小于其他处理；方差分析表明不同处理之间差异均未达到显著水平。WUE差异表明DI处理WUE最高，达到3.0 kg／m3，SI和FI分别为2.5 kg／m3和2.1 kg／m3，处理之间差异均达到显著水平。拔节期的雹灾和抽雄后持续的伏旱可能是造成处理之间差异不显著的主要原因，在灌溉作用下，各处理玉米均获得相对稳定的产量；但滴灌灌水仅为FI和SI处理的40%和62%，是获得高WUE的原因，SI处理微喷带在苗期和拔节期的应用充分发挥了节水优势，从而也显著提高了水分利用效率。

表4 不同处理玉米产量和WUE

3 结 论

本文通过微喷带与滴灌和漫灌等灌溉方式的田间应用对比分析，可得到以下结论：

1）微喷带灌溉较漫灌相比具有明显的节水效应，减少灌溉水量约35%；与滴灌灌溉相比减少了灌溉次数，灌溉次数仅为滴灌灌溉次数的1／2。

2）微喷带灌溉条件下玉米植株生长与滴灌灌溉无显著差异，与漫灌相比有一定的抑制徒长作用；微喷带灌溉玉米产量构成指标均接近滴灌灌溉，穗行数和穗粒数显著多于漫灌；尽管漫灌粒大，但由于穗粒总数较少，产量低于微喷带灌溉和滴灌。

3）与漫灌相比，采用微喷带灌溉对产量和水分利用效率均有提高作用，分别提高了1.1%和19.0%，水分利用效率的提高达到显著水平。

［1］牛西午，冯永平，董孟雄.“简易微喷灌技术”及其在旱塬麦田应用研究初报［J］.水土保持通报，1999，19（01）：28－32.

［2］张芳，李永鑫，和刚，等.大田作物微喷带灌溉综合效益分析［J］.人民黄河，2011，33（05）：76－77.

［3］王海兵，窦超银，于秀琴.压片式微喷带在辽西干旱区甘草种植中的应用［J］.安徽农业科学，2012，40（20）：10703－10706.

［4］那利.压片式微喷带田间应用试验研究［J］.东北水利水电，2012（5）：52－54.

［5］于秀琴，窦超银，孟维忠，等.辽西半干旱区膜下滴灌双茬种植试验研究［J］.安徽农业科学，2013，41（29）：11622－11623，11700.

Experimental Study of Spray-hose Irrigation for M aize in Sem i-arid Region of W estern Liaoning Province

CHEN Jia-cun
（Shifosi Reservoir Management Bureau of Liaoning Province，Shenyang 110003，China）

Spray-hose irrigation is a new kind ofwater saving irrigation method suited for supplementary irrigation in semi-arid region ofwestern Liaoning province.In order to promote its usability，experimental study of the effects on maize of spray-hose irrigation（SI）was conducted in this paper，and drip irrigation（DI）and furrow irrigation（FI）were carried as checks.The results showed that SI saved 35%water of FI and have times for irrigation of DI；the water saving irrigation methods of SI and FI restrained the vegetative growth ofmaize，but promoted its reproductive growth，and thus，gotmore ear rows and line grain numbers；though the amount ofwater saved and yield increased of SIwere less than DI，theywere still larger than FI，its yield and WUE increased 1.1%and 19.0%，separately.Therefore，it was estimated that maize could be irrigated by spray-hose，especially in the region where water irrigated as a supplement and the rates of utilization of irrigation equipments were very low，sprayhose could be a reasonable choose.

yield；drip irrigation；plantingmore than empty；water use efficiency；spray-hose irrigation

S274.1

A

2014－10－31

陈家存（1966－），男，辽宁营口人，高级工程师。

1007－7596（2015）06－0008－03

微喷带是在喷灌和滴灌基础上发展起来的一种新型节水灌溉设备，具有灌水均匀，抗堵塞，操作简便，投入低和使用寿命长等特点，灌溉时灌溉水通过喷水孔喷射雾化，均匀灌到作物根系附近的土壤，使土壤逐渐湿润，并保持根际土壤团粒结构、在节水的同时有利于作物根系吸收养分和水分，促进作物生长。有研究表明，与传统畦灌相比，小麦微喷带灌溉灌水量减少67.5～75.0 mm［1］；也有研究将微喷带

与管灌对比，表明使用微喷带灌溉小麦可约节水166 m3／hm2，节水近20.0%；小麦平均增产19.4%［2］；在辽宁地区，微喷带在大豆、花生、甘草和苗圃等矮棵经济作物已得到了广泛应用，并取得了良好的应用效果［3－4］。但在玉米等主要粮食作物中应用较少。