玉米節(jié)水灌溉技術(shù)及其研究進(jìn)展

衛(wèi)志剛，菅志亮，周 俊，張曉蒙，邊學(xué)忠

（巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

玉米節(jié)水灌溉技術(shù)及其研究進(jìn)展

衛(wèi)志剛，菅志亮，周 俊，張曉蒙，邊學(xué)忠

（巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

介紹了玉米節(jié)水灌溉的相關(guān)概念、技術(shù)要點(diǎn)及研究進(jìn)展，以為內(nèi)蒙古的玉米種植提供一定的參考價(jià)值。

玉米；節(jié)水灌溉；技術(shù)

近幾年，我國(guó)的氣候反常，經(jīng)常區(qū)域性地出現(xiàn)大范圍的干旱和洪澇等災(zāi)害，嚴(yán)重影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)作物的生產(chǎn)，發(fā)展農(nóng)作物灌溉技術(shù)和排水技術(shù)是農(nóng)業(yè)研究者需要著手解決的事情。當(dāng)前的節(jié)水方式十分多樣，節(jié)水設(shè)備也隨之更加科學(xué)化和高效化。只有不斷進(jìn)行技術(shù)性的探究，從植物內(nèi)外兩方面研究，才能使節(jié)水灌溉技術(shù)更加成熟。內(nèi)蒙古地勢(shì)比較平坦，溝灌、波浪灌溉等方式均可適用。

1 玉米節(jié)水灌溉的相關(guān)概念

1.1 節(jié)水灌溉的必要性

玉米營(yíng)養(yǎng)價(jià)值大，常被用來(lái)食用和作為工業(yè)原料，是我國(guó)的主要糧食作物之一，在全國(guó)各地有著廣泛的種植。由于玉米葉子眾多、植株龐大，生長(zhǎng)期在高溫時(shí)期，所以玉米種植需要充足的水分供應(yīng)。近些年來(lái)，由于氣候的變化和水資源的缺乏，我國(guó)的農(nóng)業(yè)用水越來(lái)越緊張，提高節(jié)水灌溉的技術(shù)和應(yīng)用水平將是農(nóng)業(yè)研究的重要課題之一。玉米節(jié)水灌溉不同于傳統(tǒng)的大水灌溉，它在科學(xué)合理地滿足水供應(yīng)的同時(shí)，能夠節(jié)省灌溉總量，保證作物正常生長(zhǎng)。尤其在我國(guó)北方內(nèi)蒙古地區(qū)，節(jié)水灌溉是被廣泛使用的灌溉技術(shù)。

1.2 節(jié)水灌溉的優(yōu)勢(shì)

節(jié)水灌溉可以有效避免地表鹽堿化，減少干物質(zhì)的流失。造成地表鹽堿化的原因是灌溉方法使用不當(dāng)，大水灌溉很容易造成地下水位上漲，使深層下的礦物質(zhì)上升，地下的鹽分也隨之上升到地表。如果沒(méi)有排水措施，就會(huì)一直停留在地表，造成地表鹽堿化，影響作物生產(chǎn)，恰當(dāng)?shù)墓嗨軌蛴行П苊獾叵滤簧蠞q的情況。干物質(zhì)是指水分和土壤中存在的有機(jī)物，在化學(xué)上一般是水分消失后殘留的固態(tài)物質(zhì)。地表中的干物質(zhì)往往會(huì)因?yàn)榇笏喔榷魇В怨?jié)水灌溉在節(jié)約用水的同時(shí)還能夠保護(hù)土質(zhì)[1]。

2 玉米節(jié)水灌溉的技術(shù)

2.1 畦灌

畦灌就是溝灌，利用田間建成的縱橫交錯(cuò)的渠溝進(jìn)行灌溉，植物的根系從壟溝中取水。這種灌溉方法一般被用于窄行距的密植作物。畦灌能夠避免大面積蒸騰造成水分流失，有效地節(jié)省作物用水，在玉米、小麥等作物種植中十分常見(jiàn)，一般的農(nóng)作物種植都會(huì)進(jìn)行壟溝構(gòu)筑。

2.2 波涌灌

波涌灌是間接性灌水，利用波涌閥、控制器等設(shè)備裝置到達(dá)周期性的自動(dòng)灌水模式，造成波涌，利用波涌的沖力加快灌水的進(jìn)度。它不同于傳統(tǒng)的一次灌溉到田尾端的方式，而是分段推進(jìn)式的灌溉，利用前者的灌溉使土面形成致密層，后一輪的水流就會(huì)很快地向前推進(jìn)。因此在減少深層滲透的同時(shí)，減少了灌溉的頭尾時(shí)間差，波涌灌溉可以節(jié)省大約30%的水量。

2.3 噴灌

噴灌在園林和綠化灌溉中十分常見(jiàn)，利用高壓設(shè)備造成噴霧的效果，全范圍地進(jìn)行小水量灌溉。其優(yōu)點(diǎn)是適用于任何地形，在斜坡等地勢(shì)不平坦的地方具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。另外，在進(jìn)行灌溉時(shí)可以事先在水源中配好肥料或者藥物，這樣既可以均勻施肥施藥，還高度節(jié)省了勞動(dòng)量。缺點(diǎn)就是不適宜大范圍的田間灌溉，因?yàn)榇蠓秶淖魑飼?huì)使用太多的設(shè)備，從而造成經(jīng)濟(jì)效益的損失。而且這種灌溉在玉米種植中只適用在幼苗時(shí)期。當(dāng)玉米長(zhǎng)高后，就會(huì)阻擋灌溉方向，無(wú)法形成均勻灌溉。

2.4 滴灌

滴灌是最節(jié)約用水的灌溉方式，但是裝置比較麻煩。首先將縱橫交錯(cuò)的帶有間隔小孔的軟管埋藏在地下，進(jìn)行地表下的滴灌，幾乎避免了地表水分的蒸騰和流失，提高了水分的利用率。滴灌需要依靠完備的自動(dòng)化灌溉設(shè)備，如果采用人工方式，將耗費(fèi)太多的精力。在某些貧窮缺水的地區(qū)，常使用陶罐滴灌的方式，這種將陶罐埋藏地下，使罐中水滲透的方式也屬于滴灌的一種。該方式操作麻煩，但是由于經(jīng)濟(jì)和地區(qū)環(huán)境的限制，在某些地區(qū)依舊存在[2]。

3 玉米節(jié)水灌溉的研究進(jìn)展

3.1 調(diào)虧灌溉

調(diào)虧灌溉不同于以上的各種灌溉方式，是由外國(guó)研究者發(fā)明的利用玉米生長(zhǎng)周期特點(diǎn)進(jìn)行選擇性灌水的一種方式。主要表現(xiàn)為在某一時(shí)間段停止灌溉，使玉米產(chǎn)生自我節(jié)水的生理反應(yīng)，如根系下伸、氣孔關(guān)閉等一系列改良器官反應(yīng)。然后適時(shí)灌溉，從而提高水的利用率，減少不必要的水分流失與蒸發(fā)以及不必要的水分供給。結(jié)果表明，調(diào)虧灌溉能夠增強(qiáng)作物的光合作用，而且植物具有更好的免疫特性。調(diào)虧灌溉是根據(jù)植物的生理和生產(chǎn)期內(nèi)特性來(lái)進(jìn)行特殊灌溉的一種方式，不同于外在節(jié)水技巧，它是開(kāi)發(fā)植物內(nèi)在節(jié)水特性的一種灌溉方式。雖然目前的研究還不夠深入，但是在應(yīng)用的地區(qū)已經(jīng)具有了良好的效果。調(diào)虧灌溉是農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)值得研究和探索的方向，在未來(lái)將有更大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3.2 分根交替灌溉

植物在缺水期間，根系會(huì)自動(dòng)傳遞信號(hào)給上部組織，上部進(jìn)行關(guān)閉氣孔、節(jié)省運(yùn)輸?shù)纫幌盗写胧?guó)內(nèi)外研究學(xué)者根據(jù)這些生物特性，利用分根交替灌溉的技術(shù)，水平或者垂直方向進(jìn)行分段灌水，利用植物的缺水反應(yīng)間接性、持續(xù)性灌水。這種方式和調(diào)虧灌水技術(shù)的原理相似，都是運(yùn)用植物的缺水生理反應(yīng)進(jìn)行技巧性灌水。但是灌水的技巧有賴(lài)于科學(xué)的把控，萬(wàn)一控制不當(dāng)，造成植物嚴(yán)重缺水，將造成不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。另外普遍使用的方法是分溝灌溉，穿插性地間隔灌水，使得植物處于適當(dāng)?shù)娜彼疇顟B(tài)，以節(jié)約用水、提高產(chǎn)量[3]。

3 小結(jié)

現(xiàn)在進(jìn)行研究的調(diào)虧灌溉和分根交替灌溉技術(shù)雖然已經(jīng)取得了很大的成效，但是仍不太成熟，只有通過(guò)不斷的技術(shù)改造和科學(xué)指導(dǎo)，才能保證科學(xué)的運(yùn)用，從而防止干旱過(guò)度和不科學(xué)供水等問(wèn)題。科學(xué)是第一生產(chǎn)力，研究理論必須依靠設(shè)備技術(shù)才能得以實(shí)施，發(fā)展技術(shù)理論和設(shè)備技術(shù)是提高節(jié)水灌溉效率的前提。

[1]郭相平,孫景生.玉米節(jié)水灌溉技術(shù)及其研究進(jìn)展[J].玉米科學(xué), 2000（01）:60-62,90.

[2]張自常.水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)節(jié)水灌溉技術(shù)及其生理基礎(chǔ)[D].揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué),2012.

[3]馮保清.我國(guó)不同尺度灌溉用水效率評(píng)價(jià)與管理研究[D].北京：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院,2013.

1005-2690（2017）04-0100-02

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2017-03-05）