壓片式微噴帶在遼寧西部地區玉米種植中的應用

曲 濤 ，林 洋 ，謝 楠 ，郭 銘

（1.遼河凌河保護區管理局，遼寧 沈陽 110003；2.遼寧西北供水有限責任公司，遼寧 沈陽 110003；3.遼寧江河水利水電新技術設計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110003）

遼寧西部地區屬半干旱地區，多年平均降水量不足500 mm，多年平均蒸發量達1100 mm～1300 mm，極易發生旱災[1]。據統計，建國以來干旱發生頻率平均不足2 年，其中大旱發生頻率不足4 年[2]，2000 年以后遼西地區更是連續發生干旱[3]，給當地經濟建設和社會發展造成了嚴重威脅。遼西地區適宜雜糧種植，是我國重要的雜糧產地[4]，大力發展節水灌溉是突破水資源緊缺瓶頸，實現糧食穩產高產的必由之路。近年來，多種節水灌溉技術在遼西進行了大量應用[5]，其中壓片式微噴帶灌溉技術由于抗堵塞性好、灌水均勻、價格低廉等優點，在遼西地區進行了廣泛的推廣應用。本文通過實驗對比壓片式微噴帶灌溉技術、傳統灌溉及雨養農業等不同灌溉方式，分析了不同灌溉方式對灌水量、作物長勢及產量的影響，為微噴帶灌溉技術的進一步推廣提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 實驗區

實驗區位于朝陽市建平縣八家子農場，屬典型的半干旱季風氣候區，多年平均氣溫在5.7～7.8 之間，多年平均降雨量不足450 mm，土壤為砂壤土，容重為1.43 g/cm3，田間持水率為21%，土壤 pH 值為 7.0。

1.2 試驗設計

項目區種植作物為玉米，三比空種植，行距0.5 m，株距＜0.3 m，每 3 行空一行，種植密度在 60000 株·hm-2以上，種植品種為遼單588，春播前進行翻地滅茬平整；施農家肥（雞糞）1.5 t·hm-2，4 月 27 日機械播種，底肥磷酸二銨 225 kg·hm-2，復合肥225 kg·hm-2。微噴帶推廣面積為50 畝，采用Φ32 壓片式微噴帶進行灌溉，每條噴灌帶長度100 m，噴水幅寬8 m。對照單元為周邊管灌及雨養農業地塊，種植模式及底肥處理相同。

1.3 測定項目及方法

采用土鉆在播種前、收獲后、降雨前后和灌水前后分別采集土壤，采用烘干法測定土壤含水量；玉米各生育期，分別采用卷尺、游標卡尺和葉面積儀測定株高、莖粗和葉面積指數（LAI）；灌水量采用水表測定；產量在收獲后按照不同灌溉方式分別測定；土體蓄水量變化為第n 次測定的土體蓄水量減去第n-1 次測定的土體蓄水量；耗水量為灌水量加上降水量再減去土體蓄水變化量；水分利用效率為產量與耗水量的比值。

2 結果與分析

2.1 不同灌溉方式玉米生育期內灌水情況

受春旱影響，壓片式微噴灌和管灌玉米苗期灌溉兩次，壓片式微噴灌灌水量約為管灌處理的2/3，玉米生長后期，均采用管灌，灌水量90 mm。由表1 可知，壓片式微噴灌全生育期灌水量為159.9 mm，與管灌相比，灌水量減少了35.1 mm，節水率達18%，節水效果顯著。

表1 不同灌溉方式玉米生育期內灌水情況 單位：mm

2.2 不同灌溉方式對玉米耗水量的影響

降水量、灌溉量和土體蓄水變化量是影響耗水量的主要因素，各灌溉方式試驗地點距離不超過100 m，故認為降雨量一致，播種前和收獲后土體蓄水變化量不大，因此灌水量是影響耗水量大小首要因素。由表2 可知，3 種灌溉方式耗水量大小順序為管灌＞壓片式微噴灌＞雨養農業，這與灌水量順序一致，壓片式微噴灌耗水量為400.2 mm，與管灌相比降低了85.2 mm，壓片式微噴灌通過減少灌水量，可降低玉米耗水量，若在干旱發生年份，對玉米耗水量的減小作用更為明顯。

表2 不同灌溉方式對玉米耗水量的影響 單位：mm

2.3 玉米生長性狀

由表3 可知，全生育期內3 種灌溉方式玉米生長趨勢基本相同，但各生長指標變化量存在差異。不同灌溉方式之間，灌溉玉米株高均明顯高于雨養農業，且隨著生育期的進行，株高差異逐漸增大，在推廣應用中，玉米成熟期時，管灌株高較雨養農業高出7.0%。不同灌水方式玉米株高長勢和生育期內降雨有關，由于降雨量相對較小，各生育期管灌株高均高于壓片式微噴灌，高出約2.0%，說明增加灌水量有利于促進玉米株高的生長。當生長期間的降雨量很大時，可以減少由灌溉量不同引起的植物高度增長的差異。

不同灌溉方式之間，各生育期壓片式微噴灌和管灌玉米莖粗相近，但均明顯大于雨養農業，壓片式微噴灌莖粗最大，分別高出管灌和雨養農業1.6%和17.2%。可以看出，灌水量對玉米莖粗生長影響不大，但沒有灌溉或灌水量不足則會阻礙玉米莖的發育。

玉米生育期內LAI 的變化和莖粗相似，隨著玉米生長的進行，LAI 先增加后減小，在灌漿期LAI 達到峰值。不同灌溉方式之間，各生育期壓片式微噴灌和管灌LAI 明顯高出無灌溉雨養農業，壓片式微噴灌LAI 高于管灌，說明采用壓片式微噴灌可以促進玉米葉片生長，有利于提高LAI，為提高光合作用效率提供條件以增加產量。

表3 不同灌溉方式對玉米生長性狀的影響

2.4 玉米產量及水分利用率（WUE）

不同灌溉條件下玉米考種結果見表4。穗長和穗粗分別在16.0 cm～21.8 cm 和 45.0 cm～54.8 mm 之間變化，壓片式微噴灌和管灌之間差異較小，但均明顯大于雨養農業，說明灌溉直接影響了穗的生長。不同灌溉方式下穗粒數在639 粒～742 粒之間，雨養農業顯著低于壓片式微噴灌和管灌，而壓片式微噴灌略大于管灌，說明關鍵生育期缺水會造成玉米缺粒。灌溉方式也引起了百粒重的差異，表現為管灌＞壓片式微噴灌＞雨養農業，其中，壓片式微噴灌高出雨養農業61.2%，低于管灌1.5%，即穗粒重主要受灌溉影響，灌溉水量越多粒越重，壓片式微噴灌可減少水量產生的差異，使粒重與管灌不產生顯著差異。產量受穗粒數和百粒重交互影響，從表4 中可以看出，有灌溉的產量均高于雨養農業，其中壓片式微噴灌較雨養農業增產81.7%，比管灌產量略高，說明結合壓片式微噴灌可提高產量。玉米水分利用效率值見表4，水分利用效率大小順序均為壓片式微噴灌＞雨養農業＞管灌，壓片式微噴灌水分利用效率顯著高于管灌和雨養農業，其中，與管灌相比，壓片式微噴灌水分利用效率提高了23.1%。

表4 不同灌溉方式對玉米產量構成及產量、WUE 的影響

3 結論

（1）與管灌相比，壓片式微噴灌可以顯著減少灌溉用水量，節水率可達18%，節水效果明顯。

（2）不同灌溉方式的耗水量趨勢與灌水量趨勢是一致的，壓片式微噴灌通過減少灌溉水量，可有效的降低玉米耗水量。與管灌相比，微噴灌耗水量減少12.7%。

（3）株高生長與灌水量有密切關系，增加灌水量有利于促進玉米株高的生長；灌水量對玉米莖粗生長影響不大，但沒有灌溉或灌水量不足則會阻礙玉米莖的發育；壓片式微噴灌可以促進玉米葉片生長，有利于提高LAI。

（4）結合片壓片式微噴灌可提高產量，提高用水效率。