滴灌頻次對高密栽培春玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

唐誠 Nihal.NIAZ

（石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832003）

水資源是農(nóng)業(yè)的保障。新疆屬于干旱半干旱地區(qū)，水資源匱乏，如何有效利用水資源是確保農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要問題。合理灌溉制度是提高水資源利用率的根本保障。灌溉制度主要影響土壤含水率[1-2]，也影響土壤養(yǎng)分分布[3]。不同時期作物的需水量不同，采用不同的灌溉制度對作物生長及產(chǎn)量有顯著影響[4-5]。合理的灌溉頻率對于水資源利用率的提升意義重大。目前，相關(guān)研究主要集中于灌溉量、灌溉頻率等灌溉制度對作物產(chǎn)量的影響方面。有研究表明，覆膜滴灌玉米隨著灌溉量的增加，產(chǎn)量呈現(xiàn)增長趨勢[6]。當(dāng)灌溉定額一定時，灌溉頻率的變化亦會影響作物的生長及產(chǎn)量，有研究認(rèn)為，高頻率的灌溉減少了水分向下層的滲漏，促進(jìn)了作物根系的發(fā)育，從而提高了產(chǎn)量[7-9]。也有研究認(rèn)為，高頻率灌溉，土壤上層含水率高，不利于根系向下延伸，限制了作物的生長[10]。

玉米是我國乃至世界重要的飼料作物、經(jīng)濟(jì)作物，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位，玉米的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)對確保我國糧食安全至關(guān)重要。新疆北疆灌區(qū)多實(shí)行輪灌制度，不同灌區(qū)的灌溉頻率主要受可利用水資源量，作物種植面積、結(jié)構(gòu)，作物需水特征等因素影響。本試驗通過大田試驗，探究在一定灌溉定額下，不同灌水次數(shù)對春玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，從而為制定合理的灌溉制度提供一定的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于新疆烏蘭烏蘇鎮(zhèn)，地處北緯44°17′，東經(jīng)85°49′，海拔約468m。烏蘭烏蘇鎮(zhèn)為天山北坡經(jīng)濟(jì)帶中部城鎮(zhèn)，位于金溝河、瑪納斯河、寧家河沖積扇的緣接地帶。2015年玉米全生育期（4—9月）平均氣溫約20.25℃，平均降水量為70.2mm。試驗地土壤為灌耕灰漠土，土壤表層（0～20 cm）含全氮0.96 g/kg、速效磷 23.87mg/kg、速效鉀 340.95mg/kg、有機(jī)質(zhì)18.73 g/kg。

1.2 試驗設(shè)計

前期灌溉量研究得出，6 750m3/hm2灌量、10次灌頻可保證高產(chǎn)（產(chǎn)量≥15 t/hm2）。本試驗以此為對照（T10），在每月灌量不變的情況下（6月 20%、7月30%、8月 30%、9月 10%），改變 6月、7月、8月 3個玉米需水關(guān)鍵月灌水的頻率，共設(shè)置8個試驗處理，具體見表1。3次重復(fù)，共24個小區(qū)，小區(qū)長10m，小區(qū)面積38.5m2。

表1 不同處理不同月份灌水次數(shù)

1.3 試驗過程

供試玉米品種為良玉66（中晚熟品種），2015年4月16日播種，采用寬窄行覆膜種植模式，膜內(nèi)行距（40+80）cm，膜寬 70 cm，膜間距 50 cm，株距 15 cm，一膜兩管四行種植模式，種植密度112 005株/hm2，4月22—26日出苗。氮肥用量330 kg/hm2、磷肥用量90 kg/hm2、鉀肥用量 90 kg/hm2，氮肥、磷肥、鉀肥全部作追肥隨水滴施。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2013處理后用GraphPad Prism 7.0進(jìn)行圖表制作，用SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差、回歸分析，單穗產(chǎn)量與穗部性狀指標(biāo)多元回歸分析采取逐步回歸篩選變量，應(yīng)用F檢驗進(jìn)行模型顯著性檢驗，t檢驗進(jìn)行參數(shù)顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌頻處理地上干物質(zhì)積累與分配

2.1.1 不同灌頻處理對地上干物質(zhì)積累的影響。由圖1可以看出，不同灌頻處理對玉米干物質(zhì)積累量的趨勢并沒有明顯改變，干物質(zhì)積累總量和繁殖器官干物質(zhì)積累量在生育期內(nèi)呈遞增趨勢，營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量出苗后70 d（6月下旬）為分水嶺，在其之前增加，在其之后下降。各月份灌水量一定時，6月灌水2次（處理T9-3）較灌水1次（處理T8-1）干物質(zhì)積累總量顯著提高；7月灌水4次（處理T9-1）較灌水3次（處理T8-1）干物質(zhì)積累總量顯著提高；8月灌水3次（處理T9-3）較灌水2次（處理T8-3）干物質(zhì)積累量明顯增加。

2.1.2 不同灌頻處理地上干物質(zhì)分配比。由圖2可知，不同灌頻處理玉米開花前干物質(zhì)積累占比均大于花后干物質(zhì)占比，花前占比約為60%，花后占比約為40%，灌頻與花前花后干物質(zhì)分配比之間并沒有明顯的關(guān)系。

2.2 不同灌頻處理產(chǎn)量及構(gòu)成因子、穗部性狀比較

2.2.1 不同灌頻處理產(chǎn)量及構(gòu)成因素比較。由表2可知，不同灌頻處理對玉米穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量影響顯著（P＜0.05）。多重比較結(jié)果表明：灌水10次、9次、8次的處理玉米穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量均顯著高于灌水7次的處理；相同灌頻條件下，與處理T8-1相比，處理T8-2和處理T8-3單穗產(chǎn)量平均增幅分別為22.7%和12.3%；灌水9次各處理之間單穗產(chǎn)量無顯著差異。

表2 不同灌頻處理產(chǎn)量及構(gòu)成因子差異性分析

2.2.2 不同灌頻處理玉米穗部性狀比較。由表3可知，不同灌頻處理除對玉米穗行數(shù)影響不顯著外，對其他性狀均有顯著影響（P＜0.05）。多重比較表明，加大灌頻均可顯著提高穗長、穗粗、行粒數(shù)、穗重和穗粒重，顯著降低禿尖長度。

表3 不同灌頻處理對玉米穗部性狀的影響

2.3 不同灌頻處理單穗產(chǎn)量與穗部性狀回歸分析

單穗產(chǎn)量與穗部性狀指標(biāo)進(jìn)行多元逐步回歸分析表明（表4），除處理T9-3外，其他方程中均包含有穗粒數(shù)和千粒重2個指標(biāo)，說明不同灌頻處理下，玉米單穗產(chǎn)量主要受穗粒數(shù)和千粒重制約，而其他穗部性狀指標(biāo)，如穗粒重、禿尖長度、穗長和行粒數(shù)也會對單穗產(chǎn)量產(chǎn)生影響。

3 結(jié)論與討論

作物產(chǎn)量與干物質(zhì)積累緊密相關(guān)，灌水時機(jī)影響干物質(zhì)積累，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量[11]。在總灌量和每月灌量一定時，不同的灌水次數(shù)會影響土壤的濕潤層深度，水分滲透量隨灌水次數(shù)增加而逐漸減少[12]。本試驗中，灌水次數(shù)為7次時，干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量最低，這可能與灌溉頻次低，單次灌水量大，濕潤層深，造成水分的向下滲透量增加有關(guān)。

花前花后干物質(zhì)積累量受多種因素影響。有研究表明，隨灌水次數(shù)的增加，開花前籽粒干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率、轉(zhuǎn)運(yùn)量和籽粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)率均較低[13]。而本試驗研究結(jié)果表明，灌溉次數(shù)與花前花后干物質(zhì)積累比之間關(guān)系不明顯。

不同灌水處理影響土壤水分、作物生長發(fā)育和產(chǎn)量，根據(jù)不同生育時期作物對水分需求進(jìn)行灌水次數(shù)調(diào)整可影響玉米的穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量[13]。玉米在拔節(jié)—抽雄、抽雄—乳熟期的含水量占整個生育期耗水量的65%～85%。因此，灌水制度應(yīng)該保證這2個時期的供水[14]。本試驗中，調(diào)整6月、7月、8月的灌水次數(shù)，穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均隨灌水次數(shù)的增加而增大。