不同覆蓋條件下滴灌控制灌溉對玉米長勢及產(chǎn)量的影響

郭 銘

(遼寧省水利水電科學(xué)研究院有限責(zé)任公司沈陽分公司，遼寧 沈陽 110003)

遼寧省是我國重要的糧食產(chǎn)地，玉米是遼寧省的主要糧食作物之一，遼寧省的西北部地區(qū)玉米種植面積占全省的2/3以上，對遼寧省的糧食安全具有舉足輕重的作用[1]。遼寧省西部地區(qū)屬半干旱地區(qū)，多年平均降水量不足500 mm，且年際年內(nèi)差異較大，降雨區(qū)域分布不均[2-3]。該地區(qū)頻繁發(fā)生的旱災(zāi)成為糧食安全的潛在威脅。近年來，遼西地區(qū)大力推行節(jié)水灌溉，特別是滴灌技術(shù)，在該地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用[4-6]，緩解了干旱缺水對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的嚴(yán)重影響，確保了當(dāng)?shù)氐募Z食產(chǎn)量。然而，滴灌技術(shù)在遼西地區(qū)缺乏相應(yīng)的灌溉經(jīng)驗，使得其節(jié)水灌溉效益不能充分發(fā)揮。因此，本文通過灌溉試驗，分析了不同覆蓋和水分處理條件對玉米的長勢和產(chǎn)量的影響，為當(dāng)?shù)氐牡喂喙喔戎贫忍峁├碚撘罁?jù)。

1 材料與方法

1.1 項目區(qū)概況

試驗于2018年在朝陽市建平縣灌溉試驗站進(jìn)行，該試驗站位于建平縣太平莊鄉(xiāng)五間房村(41°47′N，119°18′E，512m)。屬于半干旱地區(qū)，多年平均氣溫7.6 ℃，年均日照時間2900 h，有效積溫3200 ℃，年平均降水量450 mm，主要集中在6—8月，無霜期為125～133 d。項目區(qū)土壤質(zhì)地為沙壤土，土壤容重為1.4 g/cm3。土壤養(yǎng)分平均含量有機(jī)質(zhì)為1.06%，全氮0.065%，速效磷為4.55 ppmm，速效鉀為110.10 ppmm，土壤肥力屬于中等。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 農(nóng)藝措施

玉米品種為遼丹1211，采用大壟雙行種植模式，寬行距60 cm，窄行距40 cm，株距27 cm。

1.2.2 灌溉方式

采用膜下滴灌和不覆膜滴灌兩種方式進(jìn)行灌溉，利用控制灌溉理論，根據(jù)玉米生長發(fā)育規(guī)律，把玉米整個生育期分為苗期、拔節(jié)期、抽雄期、灌漿期和成熟期五個生育階段。在玉米的各生育期，灌水下限分別設(shè)置為田間持水量的60%、70%和80%三個水平。采用正交試驗設(shè)計，對玉米各生育期的灌水控制下限進(jìn)行組合，共18個處理，三次重復(fù)。以覆膜不灌溉和不覆膜不灌溉為對照。試驗處理設(shè)計與編號詳見表1。

表1 玉米滴灌多生育期灌溉下限組合試驗設(shè)計

1.2.3 觀測內(nèi)容

土壤含水率：采用TDR進(jìn)行測定，觀測頻率為3 d。

降雨量：采用自動雨量計觀測。

玉米長勢：隨機(jī)選取5株玉米定點測量，每周測定一次作物長勢。

玉米產(chǎn)量：每個小區(qū)單獨測產(chǎn)，并折算為質(zhì)量含水率為14%的標(biāo)準(zhǔn)理論產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆蓋對玉米生長性狀的影響

不同覆蓋條件下玉米長勢如圖1所示。相關(guān)分析結(jié)果顯示，苗期、拔節(jié)期和抽雄前期，覆膜滴灌條件下的玉米株高普遍高于不覆膜滴灌，且差異顯著(P<0.05)，隨著玉米的生長，在抽雄前期覆膜滴灌與不覆膜滴灌玉米的株高差距逐漸增加，抽雄前期覆膜滴灌與不覆膜滴灌株高差距最大，而抽雄后，株高生長到一定高度后不再生長，覆膜滴灌與不覆膜滴灌的玉米株高差異不顯著(P>0.05)。

圖1 覆膜滴灌和不覆膜滴灌對玉米生長性狀變化影響分析

在苗期和拔節(jié)期，覆膜滴灌條件下的玉米莖粗普遍粗于不覆膜，且差異顯著(P<0.05)，隨著玉米的生長，在抽雄前期覆膜滴灌與不覆膜滴灌玉米的莖粗差距逐漸增加。到達(dá)拔節(jié)后期，覆膜滴灌與不覆膜滴灌的玉米莖粗差距最大，而到抽雄后，覆膜滴灌與不覆膜滴灌對玉米莖粗的影響逐漸減小，相關(guān)分析顯示，這種差異不但不顯著(P>0.05)，而且相差越來越小。

在苗期、拔節(jié)期，覆膜滴灌條件下的玉米葉面積指數(shù)普遍高于不覆膜滴灌，且差異顯著(P<0.05)，隨著玉米的生長，在拔節(jié)期覆膜滴灌與不覆膜滴灌玉米的葉面積差異逐漸增加。到了拔節(jié)后期葉面積指數(shù)差異達(dá)到最大，而到抽雄后，覆膜滴灌與不覆膜滴灌對玉米葉面積的影響逐漸減小，相關(guān)分析顯示，這種差異不顯著(P>0.05)。

2.2 不同水分處理對玉米各生育期生長性狀的影響

圖2顯示，在玉米苗期，80%、70%和60%灌水控制下限對玉米的生長產(chǎn)生了一定的影響，其表現(xiàn)為70%灌水控制下限條件下的玉米株高顯著高于60%灌水控制下限的玉米株高(P<0.05)，但是80%與70%、80%與60%灌水控制下限的玉米株高在苗期和拔節(jié)期不存在顯著差異；在拔節(jié)期，80%和70%灌水控制下限條件下的玉米株高高于60%灌水下限控制的玉米株高(P<0.05)，但80%與70%灌水控制下限條件下的玉米株高不存在顯著差異。到了抽雄期后，各水分處理條件下的玉米株高差異不顯著(P>0.05)，但70%灌水控制下限玉米株高仍略高于80%和60%灌水控制下限條件下的玉米。在苗期和拔節(jié)期，80%灌水控制下限的玉米的莖粗優(yōu)于其它兩個水分處理。到了抽雄期后，各水分處理條件下的玉米莖粗差異不顯著(P>0.05)。在苗期和拔節(jié)期，70%灌水控制條件下的玉米葉面積長勢要高于其它兩個水分處理(P<0.05)，到了抽雄后期80%和70%灌水控制條件下的玉米葉面積差異不顯著，但顯著高于60%灌水控制。

圖2 不同水分控制對玉米生長性狀變化影響分析

2.3 覆膜滴灌對玉米產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

對覆膜滴灌與不覆膜滴灌條件下玉米的產(chǎn)量構(gòu)成要素進(jìn)行分析，結(jié)果見表2。根據(jù)分析結(jié)果，覆膜滴灌與不覆膜滴灌對玉米的穗重和畝產(chǎn)的影響顯著(P<0.05)，覆膜滴灌較不覆膜滴灌高出近7%。但對于穗長、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重等產(chǎn)量構(gòu)成要素影響不顯著(P>0.05)。灌溉條件下的玉米產(chǎn)量、穗重、百粒重等要顯著高于非灌溉條件(P<0.05)，滴灌可提高玉米產(chǎn)量25%以上。穗長、穗行數(shù)差異不顯著，這可能是因為穗長、穗行數(shù)主要由玉米的品種決定的。

表2 與不覆膜對玉米產(chǎn)量構(gòu)成要素影響方差分析結(jié)果

2.4 不同水分處理對玉米產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

不同水分處理對玉米的產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響見表3。T6和T15處理的玉米的穗重、百粒重和畝產(chǎn)量都較低，可以看出在玉米的抽雄期和灌漿期生理干旱將會影響玉米產(chǎn)量；T5和T14處理的產(chǎn)量也較低，可以得出，在玉米的生育期一直保持較高的灌水水平也將對玉米的產(chǎn)量造成影響。因此，在玉米的各生育期的灌水量要保持適宜的水平。從對比分析結(jié)果可以看出，T3和T4的穗重和單均產(chǎn)量都顯著高于其他處理，單產(chǎn)達(dá)到16 410 kg/hm2以上，兩者相比較，T3處理稍高于T4處理，差異不顯著(P>0.05)。在不覆膜條件下，T13的產(chǎn)量最高，可以達(dá)到105 540 kg/hm2。因此，可以得出60%、60%、70%、80%控制條件下，即玉米的生育前期苗期和拔節(jié)期可以保持適宜的水分或者稍干旱，這樣利于玉米蹲苗扎根，到了玉米形成籽粒和籽粒飽滿的抽雄期、灌漿期就要給予充足的水分，這樣才利于玉米的籽粒飽滿和干物質(zhì)形成。

表3 不同水分處理玉米產(chǎn)量構(gòu)成要素影響方差分析結(jié)果

3 結(jié) 論

(1)覆膜有利于保持土壤墑情。在玉米生長前期，覆膜滴灌不同生育期的長勢顯著優(yōu)于不覆膜滴灌，在抽雄期后，這種差異逐漸減?。桓材さ喂鄺l件下的畝產(chǎn)、穗重、百粒重都顯著高于不覆膜滴灌。

(2)不同水分處理對玉米的產(chǎn)量構(gòu)成要素具有一定的影響，在玉米的抽雄期和灌漿期生理干旱將會影響玉米產(chǎn)量；同時，在玉米的生育期一直保持較高的灌水水平也將對玉米的產(chǎn)量造成影響。在玉米的生育前期可以保持適宜的水分或者稍干旱，這樣利于玉米蹲苗扎根；到了玉米形成籽粒和籽粒飽滿的抽雄期、灌漿期就要給予充分的灌水，這樣才利于玉米的籽粒飽滿和干物質(zhì)形成。

(3)覆膜滴灌可以顯著提高玉米產(chǎn)量，適合在遼西等干旱半干旱地區(qū)推廣使用。在苗期、拔節(jié)期、抽雄期和灌漿期分別采用60%、60%、70%、80%的灌溉控制下限，可以增加玉米產(chǎn)量，同時也能達(dá)到節(jié)水的目的。