制种玉米膜下滴灌需水量及需水规律的研究

薛燕翎

摘 要：膜下滴灌技术在我国各大省市、地区大力推广，但目前还没有形成相对成熟的膜下滴灌灌溉技术模式。因此笔者通过田间试验，利用水量平衡原理，目的是了解膜下滴灌条件下玉米地的土壤水分动态变化和玉米生育期内需水规律，探索覆膜滴灌条件下玉米产量、WUE与玉米全生育期需水量的关系，对开展高效节水现代化农业有参考价值、更加有效地促进膜下滴灌技术的推广与应用。

关键词：玉米；膜下滴灌；需水量；蓄水规律

近年来，我国玉米种植面积不断增加，2010年种植面积达到4.86亿亩（水稻4.48亿亩，小麦3.64亿亩），跃升为中国“谷物之王”。东北和华北地区是我国玉米的主产区，但随市场的开放，原分布于辽宁、河北、山西等地的玉米基地大举西迁，甘肃河西走廊、宁夏和新疆腹地凭借优越的地理位置和自然条件已成为全国规模较大、竞争力较强的玉米产区。膜下滴灌属局部灌溉，灌水定额小，灌溉频率高，可提高地温、减少棵间蒸发，减少水分的深层渗漏，使作物协调生长。因此，如何使耕地资源与水资源协调发展，实现水资源的高效利用显得尤为重要。

一、水分对玉米生长发育的影响

不同灌溉方式及灌水量对作物生长发育的影响主要表现在对营养生长和生殖生长上的影响。研究表明，不同灌水时期对玉米的生长发育有着重要影响，充足的水分供给是夏玉米正常生长发育并获取高产的基础，拔节期水分亏缺会明显抑制株高和叶面积的增长。夏玉米的茎粗受灌溉定額影响较大，但没有明显的趋势性变化。经研究表明，严重水分胁迫可使收获期玉米籽粒、苞叶、穗轴和花丝含水量较充分供水条件下高出20%～60%，从而导致玉米成熟期推迟。玉米生育期水分胁迫将使生育进程明显延缓，严重水分胁迫可使抽雄、吐丝期较水分充足滞后4d左右，并引起成熟期推迟。玉米大喇叭口期之前，经受轻度干旱胁迫，对植株株高和生物产量影响并不明显，但大喇叭口期后，直至抽雄灌浆期，轻度干旱胁迫持续时间太久将会对株高和生物量产生较大影响。在玉米的各生育阶段，严重干旱胁迫时株高和生物产量均会受到影响。玉米的生长发育严重受阻，果穗性状表现失征，穗粒数和百粒重降低，最终导致经济产量大幅下降。当达田间持水量为100%时，玉米的茎秆强度、株高及茎粗都呈下降趋势。玉米不同时期渍水对产量性状有影响，前期渍水主要减少了每穗行数及每行粒数，后期则主要是降低每穗行粒数及百粒重，使果穗的突尖增大。

二、测定项目及方法

1.土壤水分测定

（1）土壤容重和初始含水量的测定：烘干法；（2）田间持水量的测定：环刀法；测定时间：播种前；（3）土壤含水量：田间埋设Watermark监测土壤水分含量（玉米株间30cm土层深处），每天下午8：00测定。

2.作物耗水量的计算

采用水分平衡公式计算作物需水量：ETc=Pe+I+G±△W式中：ETc为作物生育期某时段的需水量（mm）；Pe为时段内有效降水量（mm）；I为时段内灌水量（mm）；G为时段内地下水补给量（mm），由于实验区地下水位在2米以下，因而没有土壤毛管上升水的补充，G=0；△W为时段内土壤储水量的变化量。

三、灌水定额对膜下滴灌玉米需水规律的影响

1.灌水定额对膜下滴灌玉米耗水规律的影响

苗期有底墒处理和无底墒处理耗水量差异显著，但不同灌水定额处理间差异不显著，W2T1、W2T2、W2T3、W2T4处理耗水量分别比W1T1、W1T2、W1T3、W1T4少33.17%、36.02%、34.62%、32.68%；拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期不同灌水定额处理生育期内耗水量随灌水定额的增大而增大。拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期有底墒处理耗水量分别比无底墒处理少12.24%～35%、9.94%～23.3%、12.07%～32.07%；说明增加底墒水的利用可以有效节约生育期灌溉水资源。

2.灌水定额对膜下滴灌玉米耗水强度的影响

膜下滴灌玉米全生育期耗水强度变化规律基本一直，呈单峰变化，最高点出现在抽雄期，其次是拔节期、灌浆期和苗期，除苗期外其他生育时期无底墒处理日耗水强度均高于有底墒处理。有底墒条件下W1T4耗水强度最高，平均日耗水强度为4.61mm/d，分别比W1T1、W1T2、W1T3高47.09%、10.78%、6.47%，无底墒条件下W2T4耗水强度最高，平均日耗水强度为5.14mm/d，分别比W2T1、W2T2、W2T3高32.52%、10.81%、9.91%。耗水强度苗期有底墒和无底墒差异显著，不同灌水定额处理间无显著差异，拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期随灌水定额的增大而增大。

3.灌水定额对膜下滴灌玉米需水规律的影响

在膜下滴灌玉米整个生育期内有底墒和无底墒不同灌水定额处理蒸发蒸腾量395.25～647.71mm，不同灌水定额处理间差异显著，全生育时期内总耗水量与灌水定额的大小有一定的关系，随灌水定额的增加而增加。除苗期外各生育时期耗水量都随灌水定额的增加而增加，从拔节开始，膜下滴灌玉米的耗水量逐渐变大，抽雄吐丝期虽然耗水强度比拔节期大16.07%～51.92%，但经历时间较短，耗水量比拔节期少31.39%～47.58%，灌浆期虽然日耗水强度较抽雄吐丝期低25.33%～34.83%，但时间比抽雄吐丝期长，耗水量比抽雄吐丝期多37.68%～76.01%。不同灌水定额处理日耗水强度均呈单峰变化，苗期1.35～2.11mm/d、拔节期逐渐变大3.64～7.27mm/d、抽雄吐丝期达到顶峰5.53～9.36mm/d、灌浆期略低3.23～6.82mm/d，除苗期外各生育时期均随灌水定额的增大而增大，而谢夏铃研究认为膜下滴灌条件下虽然灌溉量与玉米各生育时期的耗水量有一定的影响，但并不是灌溉量越大（或越小），则作物的耗水强度就越大（或越小）。W1T1和W2T1各生育时期耗水量和日耗水强度均比其他处理低，说明小灌水定额可有效节水。有底墒条件下苗期耗水模数比无底墒处理高，而其他生育时期均比无底墒低，说明增强玉米对底墒水的利用可有效减少灌溉水量，据此合理安排轮灌制度，可灌溉更多土地。

四、结语

不同灌水定额处理间玉米株高、叶面积和干物质积累量均表现为，前期和中期有底墒各处理高于无底墒无处理，中期和后期高灌水定额处理高于低灌水定额处理。灌溉定额和全生育期耗水量随灌水定额的增加而增加，增长速率则呈现递减的趋势。灌溉定额6000m3/hm2，灌水定额675m3/hm2处理，有底墒条件下灌溉7次，无底墒条件下灌溉8次，产量和水分利用效率均较高高产条件下有底墒平均日耗水强度为4.33mm/d，无底墒平均日耗水强度为4.67mm/d，日耗水强度呈单峰变化趋势，最大值出现在抽雄吐丝期为6.83mm/d和8.9mm/d，除苗期外其他各生育时期耗水量和日耗水强度均随灌水定额的增加而增加。

参考文献：

[1] 王福霞，丁林.石羊河流域制种玉米膜下滴灌种植模式研究[J].甘肃水利水电技术，2015，08：29-32.endprint