阜新地區(qū)玉米節(jié)水滴灌農機農藝融合技術研究

鐘山

摘 要：針對阜新地區(qū)膜下滴灌種植過程中適于灌溉的品種、適宜密度、隨水施肥量、傳統(tǒng)機具作業(yè)使土壤有效耕層變淺、整地效果差等問題。結合當地農業(yè)生產及經濟特點，開展節(jié)水型品種篩選、適宜密度優(yōu)化、隨水追肥量耦合、深松整地及配套機具改進等技術研究，達到促進玉米增產，提高農田水分利用效率的目的。

關鍵詞：阜新；節(jié)水滴灌；農機農藝融合；研究

中圖分類號：S275.6 文獻標識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.07.009

當前，阜新地區(qū)由于受灌溉技術改進普及程度較低、節(jié)水灌溉技術單一、農機農藝融合程度差等諸多因素的影響，使已建成的農業(yè)節(jié)水灌溉工程尚未發(fā)揮出應有的效益。本文針對阜新地區(qū)膜下滴灌種植過程中適于灌溉的品種、適宜密度、隨水施肥量、傳統(tǒng)機具作業(yè)使土壤有效耕層變淺、整地效果差等問題，結合當地農業(yè)生產及經濟特點，開展節(jié)水型品種篩選、適宜密度優(yōu)化、隨水追肥量耦合、深松整地及配套機具改進等技術研究，達到促進玉米增產，提高農田水分利用效率的目的。

1 節(jié)水型作物品種篩選研究

采用玉米膜下滴灌大壟雙行種植模式，采用產量差減法，以玉米產量、灌水量、灌水利用效率為高效用水型玉米品種主要評價指標，評價灌溉條件下高效用水型玉米新品種。

上表表明不同玉米品種倒伏率和早衰率存在明顯差異。豫998最高，為50% ，遼單527次之，為5%，其它品種沒有早衰現象。倒伏率來看，豫998最高為12%，丹玉205為7%，遼單527為5%，沈玉35為5%，其它品種未發(fā)生倒伏。

阜新地區(qū)受土壤、氣候等條件的限制，玉米品種選擇增產潛力大、綜合抗性強的玉米品種是玉米高產的重要保證；同時，種植密度過大，授粉受到影響，造成減產，密度過低，同樣減產。優(yōu)良品種的選擇、合理密植是玉米生產的主要技術環(huán)節(jié)。

2 節(jié)水滴灌玉米耐密性研究

大壟雙行為主要種植模式，選擇高水效型玉米品種，在灌溉制度、農業(yè)措施相同的情況下，分析大壟雙行不同密度下滴灌對產量的影響，為大面積推廣提供科學依據。

試驗在玉米全生育期分別用3500株/畝、4000株/畝、4500株/畝和5000株/畝四個密度開展研究，試驗表明耗水量最高為4000株/畝，耗水量為365.5 mm，抽穗期耗水量多，模比系數大。玉米不同密度日耗水量變化趨勢基本相同，大多數播種期日耗水量最低，且日平均氣溫低，日耗水量少。抽穗期日耗水最高，氣溫高，日平均氣溫較高，葉面蒸騰量最大、需水量最多，是營養(yǎng)生長和生殖生長并進期。從播種期緩慢增長，抽穗期達到高峰，灌漿期慢慢減少。全生育期抽穗期日耗水量最高，密度4000株/畝處理，日耗水量高于其它處理。

玉米全生育期灌水三次，灌溉定額為20 m3/畝，對照灌溉定額35 m3/畝，灌水次數兩次。應用膜下滴灌其灌水量比地面灌節(jié)水16.7%，畝省水10 m3。滴灌灌水均勻，水利用效率高，且無深層滲漏與地表徑流，灌水定額小。對照區(qū)用水量多，土壤蒸發(fā)量大，產生深層滲漏和養(yǎng)分流失。

產量基本隨密度呈二次回歸關系（圖1），密度與產量回歸方程為：

膜下滴灌大壟雙行種植模式適宜密度為4100～4800株/畝之間。圖2所示當畝密度為4500株與5000株時水分利用效率（WUE）分別為3.37、3.32 kg/m3，差異不顯著，主要是隨種植密度增加，耗水量也增加，在超過4800株/畝后，產量出現減少，WUE下降。

3 滴灌追肥關鍵技術研究

針對項目區(qū)膜下滴灌過程中的滴灌隨水追肥量不明確等問題，根據玉米需水需肥規(guī)律，開展膜下滴灌氮肥運籌施用技術研究，制定滴灌節(jié)水隨水施肥制度，以更好地發(fā)揮滴灌節(jié)水技術優(yōu)勢。

研究采用“3414”試驗設計，三因素為玉米三個追施氮肥關鍵期，四水平為追施尿素量（0、4 kg/畝、8 kg/畝、12 kg/畝）；種植密度為4200株/畝，畝施30 kg三元復合肥（15%-15%-15%）作為基肥。

將各處理的玉米產量結果進行回歸分析，得到阜新地區(qū)玉米產量（Y）與拔節(jié)期追氮肥量（X1）、大喇叭口期追氮肥量（X2）和灌漿期追氮肥（X3）三因素的多元回歸模型方程為：

在多元回歸方程中，追肥期與追肥量互作均呈正效應。將方程降維求導可以計算出滴灌條件下玉米氮素最優(yōu)運籌施肥方案為：拔節(jié)期、大喇叭口期和灌漿期分別隨水施尿素3.03 kg/畝、10.68 kg/畝和9.88 kg/畝；前期控制施氮量可以控制玉米徒長，中后期增施氮肥可顯著增加玉米產量。

4 農田播前整地關鍵技術研究

針對玉米膜下滴灌機具作業(yè)機具壓實耕層、播種質量差等問題，采用間隔深松是以深松鏟局部打破犁底層，形成縱向虛實并存耕層結構的耕作方法，間隔深松緊實部分可以起到提墑的作用，以滿足作物前期的水分需求。研究確定間隔深松深度為25～30 cm，深松后效果為2～3年；改進覆膜播種施肥機具，使其整地播種一體，提高膜下滴灌播種質量。

在阜新地區(qū)的研究表明，秋季壟臺深松能夠有效增加土壤水庫蓄水能力（圖3），翌年玉米苗期50 cm土層土壤多蓄水25.4 mm，減少灌溉定額。相對于均勻旋耕，壟臺深松處理玉米苗期根冠比提高25.4%，拔節(jié)期根冠比提高26.1%，成熟期干物質積累量提高10.58%，玉米產量提高16.7%。

秋季條帶深松能夠有效增加土壤水庫蓄水能力，翌年作物收獲后50 cm土層土壤水庫蓄水量較不深松提高11.5 mm，土壤容重可降低0.05 g/cm3。

在玉米苗期雨季來臨之前進行農田中耕深松，可有效地增加土壤蓄積降雨的能力，據2014～2015年研究結果表明，中耕深松可以增加雨水入滲量，減少灌溉定額并增加產量。2014年玉米生育期深松區(qū)土壤水分在各個時期都不同程度高于對照區(qū)，玉米深松區(qū)40 cm土層平均土壤蓄水量比對照區(qū)高3.68 mm。2015年玉米深松區(qū)40 cm土層生育期平均土壤貯量提高15.47 mm（圖4）。

5 改進配套機具

針對玉米生長前期土壤板結機具不配套等問題，研發(fā)了玉米中耕深松機，結合微噴補灌形成了微噴農藝農機融合技術體系；針對膜下滴灌對整地標準要求較高，機具不配套等問題，研發(fā)了一種膜下滴灌整地播種一體機具，該機具減少作業(yè)帶土量，并可壓碎土坷，實現精細整地后播種，提高玉米出苗率10%～15%以上，配套形成覆膜滴灌農藝農機融合技術體系。