玉米豐產節水灌溉技術和灌溉制度試驗研究

摘要：吉林省西部半干旱地區水資源缺乏，應合理利用水資源，實施半產節水灌溉技術，提高玉米產量，增加經濟效益。本試驗利用玉米盆栽方法，采用回歸旋轉正交組合設計，積分回歸統計分析方法，揭示了玉米需水變化規律，建立了玉米各生育期土壤水分與產量關系數學模型，確定了玉米各生育期適宜水分和灌溉指

玉米是需水較多的作物，從種子發芽、出苗到成熟的生育期間，都必須適量地滿足對水分的需求，才能獲得高產。因此，研究玉米節水灌溉技術和灌溉制度試驗研究是保證玉米獲得高產的關鍵。通過試驗分析玉米各生育期的需水規律、生育期水分條件和產量關系，確定灌水關鍵期和灌溉指標，為生產上實施優化灌溉提供科學依據。

1 材料與方法

供試驗品種：吉單101、四單19。試驗盆直徑38cm，高32cm。試驗盆用耕地0～20cm的表土，裝盆前土壤過篩，做到試驗盆內土壤顆粒基本一致。

試驗設計：以玉米出苗期、拔節期、孕穗期、開花期、灌漿期五個生育期為因素，采用田間持水量的40%、50%、60%、70%、80%5個水分處理水平。采用五因素旋轉正交組合設計，按五因素（1/2實施）回歸正交設計表（表略）進行了處理。每個處理三次重復，逐日稱重補水，維持處理水平，測定逐日耗水量和生育期生態調查、考種。

2 結果分析

玉米在整個生育期間，植株葉面蒸騰和棵間的土壤蒸發的水分總和，稱作玉米需水量。

2.1 玉米需水的變化規律

玉米整個生長發育過程中總需水量，一般需要750mm左右，但玉米需水量變化幅度很大，因為影響玉米棵間蒸發和葉面蒸騰的一切自然因素和人為因素，如品種特征、氣象因素、土壤因素、土壤條件、栽培措施等，都能使需水量發生變化。

2.1.1 玉米需水量的年際變化規律 玉米需水量年際間的變化，雖然受多因素的影響，但主要受氣象因素的制約，如溫度、降水、干濕度。在白城地區一般年份玉米需水量約750mm左右，干旱少雨年份玉米需水量則多，如1982年需水量多達1316.9mm，比一般年份多76%，濕潤多雨年份玉米需水量則少，如1990年需水量只有415.2mm，占一般年份的55%，1998年大澇之年玉米需水量只有340mm，可見玉米需水量變化與氣象因素、干濕變化規律相一致。

2.1.2 玉米生育期需水量的時間變化規律 玉米在生育期需水量的變化，除受氣象條件影響外，還與其自身生長發育狀況有關，玉米出苗以后需水較少，每天需水約3mm，隨著作物的生長發育，需水量也越來越多。至8月上旬達到極值，日需水量12mm，以后需水量逐漸減少，到9月上旬成熟時日需水量減少到4mm。玉米各生育期需水量見表1。

從表1可以看出：拔節—開花期的需水量占生育期總需水量的63%，孕穗—開花期是需水量最多的時候，每日需水量高達9～11mm，稱為玉米需水的“臨界期”。

2.2 玉米各生育期土壤水分與產量的關系

本試驗采用五因素回歸旋轉正交組合設計，在此基礎上建立多維反映面的數學模型，通過對產量目標函數綜合分析得出，各生育期土壤水分多少對產量的影響順序是：灌漿期>孕穗期>拔節期>開花期>苗期，其中灌漿期、孕穗期、拔節期、開花期為正相關，即隨著田間持水量增加，產量隨之提高，苗期為負相關，當田間持水量為60%時產量最高，過大過小都能造成減產，這說明偏旱可以“蹲苗”，抑制禾苗生長，迫使根系向縱深發展，構成強大根系，這就為豐產打下了有利基礎。

3 玉米節水灌溉制度

灌溉制度是根據農田需水要求及水源狀況進行適時、適量灌水的實施方案，其內容包括：灌水時期、灌水定額、灌水次數。

節水灌溉制度確定多由當地氣候條件和當時天氣狀況確定出灌溉指標，當指標出現時就開始灌溉，根據多年調查、研究確定吉林西部半干旱地區播種期間4～5月降水量<50mm，且沒有≥10mm以上的降水，夏季6～8月連續15天降水<20mm，定為灌溉指標。

3.1 播前灌溉

吉林省西部是半干旱地區，春季氣候特點是降水少，3～5月降水量40～50mm，而且干燥、多大風，春旱頻率高達80%，幾乎年年都有春旱，影響作物播種質量及進度，造成缺苗和斷條，給農業生產造成很大損失。因此，進行播前灌溉是解決全苗、壯苗，為農業豐收打下有利基礎。播前灌溉一般在4月份播種前7天進行。灌溉定額為30～40mm。

3.2 生育期灌溉

各生育期灌溉確定是由當時天氣狀況、土壤干濕程度和作物生育期情況而定。在西部半干旱地區，即使在干旱年份如果能夠進行4次補水灌溉，也能獲得高產。本成果在白城市洮北區平安鎮農村推廣中應用，平均增產40%～60%。

參考文獻

[1] 劉福.電子計算機在農業上的應用[M].北京：農村讀物出版社，1985：127-134.

[2] 王延宇.玉米各生育期土壤水分與產量關系的研究[J]西安：干旱地區農業研究，1998，16（1）：100-105.

作者簡介：王鑫，男，本科學歷，白城市農業科學院農藝師，從事農田水利研究工作。