玉米帶耕溝播高效種植模式初步研究

席天元，梁哲軍，謝三剛，劉青云，李永山，張建誠，衛曉東，王 雷

（1.山西省農業科學院棉花研究所，山西運城044000；2.運城農業職業技術學院，山西運城044000）

玉米帶耕溝播高效種植模式初步研究

席天元1，梁哲軍1，謝三剛1，劉青云2，李永山1，張建誠1，衛曉東1，王 雷1

（1.山西省農業科學院棉花研究所，山西運城044000；2.運城農業職業技術學院，山西運城044000）

通過大田試驗，研究了玉米不同帶耕溝播模式對灌溉效率和產量及水分利用效率的影響。結果表明，不同玉米帶耕溝播模式可以顯著提高灌溉效率和水分利用效率，并隨著寬帶距離增加，灌溉效率和水分利用效率呈提高趨勢，但產量呈下降趨勢。與傳統60 cm等行距漫灌模式相比，MSⅠ（30 cm＋150 cm）灌溉效率提高155.5%，灌水利用效率提高192.5%，水分利用效率提高122.5%，產量提高了14.5%，具有實際應用價值。

玉米；條帶耕作；壟作溝灌；局部休耕；蓄水保墑

近些年來，在小麥—玉米一年兩作種植區中，明顯存在許多不足：一是麥留高茬、硬茬播種，為害蟲滋生創造了良好的棲息環境[1-2]；二是等行距或小寬行種植，田間通風透光不良[3-5]；三是灌水周期長、灌水時效性差，成為制約玉米高產的重要因素之一；四是“一炮轟”施肥方式雖能滿足養分的總量控制，卻不能滿足作物不同生育時期對養分的需求[6]。因此，深入分析制約小麥—玉米一年兩作糧食生產的關鍵所在，大膽創新種植模式[7-14]，改善糧食生產條件，增加藝機融合度，對提高作物單產，降低生產投入，促進農民增產增收，確保我省糧食安全，具有十分重要的作用和意義。

壟作溝灌模式在我國干旱與半干旱地區作為重要的集雨抗旱模式而備受重視[15-17]。王俊鵬等[18]研究表明，在寧南旱作區采用壟溝微集雨種植模式可以改善土壤供水能力和水分利用效率。此外，眾多學者在壟溝不同寬度的集雨種植效果[19-20]、起壟覆膜與不覆膜集雨種植效果[21-22]等方面進行了研究報道。但是，關于在井灌區既能縮短灌水周期、提高灌水效果，又能實現全程機械化輕簡管理的種植模式創新研究相對較少。為了便于玉米生產的機械化作業，本研究設計了不同帶寬的帶耕溝播模式進行田間試驗，只對種植帶（窄帶）進行耕作溝灌，寬帶區免耕或休耕免灌，研究其灌水時效性和增產效果，為實現該模式玉米全程機械化輕簡栽培提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗條件

本試驗于2015年在山西省農業科學院棉花研究所楊包試驗農場進行，前茬作物為冬小麥，土壤為壤土，有機質含量為11.03 g/kg，全氮0.64 g/kg，全磷1.28 g/kg，速效鉀249 mg/kg，pH值7.5。

1.2 試驗設計

表1 不同處理株行距設計 cm

試驗共設4個處理，其中，MSⅠ，MSⅡ，MSⅢ為帶耕溝播模式，CK為常規模式，每處理3次重復，采用隨機區組排列。為便于管理，帶耕溝播模式采用大區設計，每區333 m2（22.2 m×15 m），區中無田埂。5葉期統一留苗為6.45萬株/hm2。常規對照畦寬2.5 m，畦內60 cm等行距種植4行。MSⅠ，MSⅡ，MSⅢ播種時使用起壟機形成底寬60 cm、兩側高25 cm的播種溝。各處理設計及耕作方式如表1、圖1所示。

1.3 測定項目及方法

各小區于6月13日、7月16，23日和8月14日統一進行灌溉，記錄每次灌水時間，并測定灌水量（出水量按40 m3/h計算），計算灌溉水利用效率和灌溉效率。灌溉水利用效率（kg/m3）＝籽粒產量/灌溉量；灌溉效率（hm2/24 h）＝24 h灌溉面積。

玉米成熟時，每小區選5點，每點選擇長勢均勻一致的連續5株，考種測定生物學產量、籽粒產量、穗長、穗軸粗、禿尖長、單穗粒質量、千粒質量。

1.4 數據分析

采用DPS和Excel 2003數據處理軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同種植模式對玉米穗部性狀的影響

從表2可以看出，不同處理對于穗部性狀的影響主要表現在千粒質量上，而對于穗長、穗軸粗、禿尖長、穗粒數、穗粒質量的影響不顯著。MSⅠ的千粒質量分別比MSⅡ，MSⅢ和CK提高了8.15%，23.55%和8.04%，MSⅢ的千粒質量顯著低于其他處理。

表2 不同處理玉米穗部性狀

2.2 不同種植模式對玉米產量的影響

不同帶寬模式的地上部生物學產量及產量由高到低依次皆為MSⅠ＞MSⅡ＞CK＞MSⅢ（圖2）。MSⅠ，MSⅡ，MSⅢ玉米籽粒產量分別比對照增產14.5%，1.4%和-13.8%。MSⅠ，MSⅡ，MSⅢ地上部生物學產量分別比對照提高了1.8%，-4.8%和 -20.4%。從以上分析可以看出，帶寬230 cm的MSⅢ產量和地上部生物學產量均顯著低于對照。當帶耕溝播模式的休耕帶寬為150 cm時，田間通風透光好，產量和地上部生物學產量最高；當休耕帶寬達到170 cm時產量和地上部生物學產量與傳統模式差異不顯著。

2.3 不同種植模式的灌溉效率分析

灌溉效率在本研究中定義為24 h灌溉的耕地面積，在實際應用中具有重要的意義。每年的7—8月，運城地區夏玉米進入開花灌漿期，而此時正是伏旱時期，高溫干旱同時對玉米構成脅迫（“卡脖旱”），如果不及時補灌會影響玉米抽雄吐絲，導致減產嚴重。

從圖3可以看出，帶耕溝種模式灌溉效率均顯著高于傳統漫灌模式。8月14日為夏玉米大喇叭口期和抽雄吐絲期（需水關鍵期），此時傳統漫灌模式灌溉效率為0.55 hm2/24 h，MSⅠ，MSⅡ，MSⅢ灌溉效率分別比對照提高了 164.9%，194.3%和238.5%。從整個生育期灌溉效率比較，MSⅠ，MSⅡ，MSⅢ灌溉效率分別比對照提高了155.5%，183.8%和226.6%。

2.4 不同種植模式對灌溉水利用效率的影響

從圖4可以看出，3種帶耕溝種模式灌溉水利用效率和水分利用效率均高于常規漫灌模式。MSⅠ，MSⅡ，MSⅢ灌溉水利用效率分別比對照提高了192.5%，187.6%和181.2%。MSⅠ，MSⅡ，MSⅢ水分利用效率分別比對照提高了122.5%，109.6%和92.8%。在本研究條件下，最優耕種模式為MSⅠ，其灌溉水利用效率和水分利用效率分別達到4.21，2.55 kg/m3，而傳統漫灌模式灌溉水分利用效率和水分利用效率僅為1.43，1.14 kg/m3。

3 結論與討論

本研究創新的玉米帶耕溝播種植模式，以光、水、肥等多因素綜合互作高效為核心，通過帶耕打破了常規模式的麥留高茬、硬茬播種的傳統，使小麥—玉米一年兩作土地得以適度輪休；通過溝灌改變了傳統大水漫灌方式，縮短灌水周期、提高灌水時效性。

綜合以上分析，適宜的帶耕溝種模式，如MSI（30 cm＋150 cm）可以提高灌溉效率、灌溉水利用效率和水分利用效率，在生產應用中具有重要意義。另外，本技術模式可以通過雙行溝播，實現底肥集中深施、集雨抗旱；通過寬行近株，實現通風透光增密、全程機械管理；通過“一噴三防”實現健株抗逆、病蟲害綜合防治。在本試驗進行同時，2015年對機械化除草、噴藥、后期追肥等技術進行了初步試驗和機械改進，取得了一定的進展。在下一步的研究中，將重點探索該模式條件下玉米生長發育規律、光能利用機理及相關配套機械。

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The Pilot Study on Belt Tillage and Furrow Planting Mode of Maize

XI Tian-yuan1，LIANG Zhe-jun1，XIE San-gang1，LIU Qing-yun2，LI Yong-shan1，ZHANG Jian-cheng1，WEI Xiao-dong1，WANG Lei1
（1.Institute of Cotton，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Yuncheng044000，China；2.Yuncheng Agricultural Vocation Technical College，Yuncheng044000，China）

The paper studied the effect of different belt tillage and furrow planting of maize on yield,irrigation efficiency and water use efficiency in field experiment.The results showed that different belt tillage and furrow planting mode could significantly increase irrigation efficiency and water use efficiency.With the increase of belt distance,the irrigation efficiency and water use efficiency increased,while the yield declined.Compared with traditional 60 cm equidistance flooding irrigation mode,MSⅠ（30 cm＋150 cm）increased irrigation efficiency,irrigation use efficiency,water use efficiency and yield by 155.5%,192.5%,122.5%and 14.5%, respectively,which was suitable for practical application.

maize;belt tillage;ridge tillage and furrow irrigation;local fallow;soil water storage and preservation

S513.04

A

1002-2481（2016）05-0614-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.05.11

2016-01-19

國家科技支撐計劃項目（2015BAD22B03-04）

席天元（1964-），男，山西永濟人，副研究員，主要從事作物栽培技術研究工作。梁哲軍為通信作者。