淮河流域玉米受淹脅迫試驗(yàn)研究

葉陽 王礦

（淮河水利委員會(huì) 蚌埠 233001 安徽省·水利部淮河水利委員會(huì)水利科學(xué)研究院 蚌埠 233000）

淮河流域玉米受淹脅迫試驗(yàn)研究

葉陽 王礦

（淮河水利委員會(huì) 蚌埠 233001 安徽省·水利部淮河水利委員會(huì)水利科學(xué)研究院 蚌埠 233000）

通過測坑試驗(yàn)研究玉米不同生育期在淹水條件下產(chǎn)量要素的變化，玉米各個(gè)生育期對(duì)澇漬脅迫的敏感順序，淹水天數(shù)對(duì)減產(chǎn)幅度的影響，對(duì)玉米受淹減產(chǎn)規(guī)律進(jìn)行分析。

玉米 受淹脅迫試驗(yàn) 澇漬相隨 排水指標(biāo) 水分生產(chǎn)函數(shù)

1 引言

淮河流域氣候、土地、水資源等條件優(yōu)越，適宜于發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，是我國重要的糧、棉、油主要產(chǎn)區(qū)，玉米是流域內(nèi)重要的夏季作物。受氣候和地理環(huán)境等自然因素及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類活動(dòng)的影響，水旱災(zāi)害仍較頻繁，易造成流域糧食產(chǎn)量波動(dòng)?；春恿饔?qū)倥瘻貛О霛駶櫦撅L(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量為895mm，多年平均徑流深221mm。降雨量比較適中，但存在較為嚴(yán)重的時(shí)空分布不均問題，造成水旱災(zāi)害頻繁發(fā)生。本文通過試驗(yàn)研究澇漬脅迫下玉米減產(chǎn)規(guī)律，確定排水指標(biāo)，對(duì)于流域糧食安全有重要意義。

2 材料與方法

2.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在安徽省新馬橋試驗(yàn)站實(shí)施，進(jìn)行了不同淹水處理?xiàng)l件下玉米生理特性、株高、產(chǎn)量的測定。該站位于淮北平原中部固鎮(zhèn)縣境內(nèi)，淺層地下水屬典型的入滲～蒸發(fā)～開采型。供試土壤是淮河平原區(qū)代表性土壤砂姜黑土，有明顯的淋溶淀積過程，即土壤上層的碳酸鈣被淋溶而淀積于底層，形成不同形態(tài)的砂姜。供試土壤的田間最大持水量θr為27.5%，容重為1.36g/cm3。基本理化性質(zhì)為pH值7.79，速效鉀93.91mg·kg-1，有效磷16.10mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)8.59g·kg-1，全氮632mg·kg-1，堿解氮92.11mg·kg-1，測桶中施肥參照大田生產(chǎn)進(jìn)行配方施肥。

2.2試驗(yàn)方法

采用測坑原位受淹法。供試品種為廣種品種蠡玉16，測坑小區(qū)面積6.67m2，深1.8m，底部設(shè)有0.3m厚的供排水層。小區(qū)內(nèi)栽玉米4行，每行8株，試驗(yàn)處理分CK（對(duì)照）、和淹水歷時(shí)2d、4d三個(gè)處理，通過人工灌水與天然降雨同步使測坑中的地下水上升至地面以上5cm左右，淹水結(jié)束后，地下水漸次排降，實(shí)施情況見表1。非受淹期間，土壤水分控制范圍為占田間持水量的65%～80%。

2.3澇漬相隨控制排水指標(biāo)

為確定澇漬綜合指標(biāo)與作物減產(chǎn)的定量關(guān)系，以澇漬綜合水深SFEWxi作為選定澇漬脅迫的度量指標(biāo)。

SFW為地表水累計(jì)值，ht為第t天地表淹水深度，n為淹水天數(shù)。根據(jù)前期試驗(yàn)資料，x取50cm較為合適。

以澇漬綜合水深SFEWxi作為排水度量工具，將其改進(jìn)為澇漬相隨條件下的作物水分生產(chǎn)函數(shù)，則澇漬脅迫水分生產(chǎn)模型如下所示：

2.4數(shù)據(jù)分析

表1 玉米受淹試驗(yàn)地下水排水過程

采用SPSS19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。用一元方差分析（One-wayANOVA）揭示淹水天數(shù)對(duì)玉米不同生育期處理的影響，檢驗(yàn)玉米產(chǎn)量及其要素在處理間差異的顯著性。

表2 澇漬脅迫對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

表3 玉米淹水各處理產(chǎn)量要素

表4 澇漬水分生產(chǎn)函數(shù)模型的各項(xiàng)參數(shù)

3 結(jié)果與分析

3.1試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)表明淹水抑制苗期的株高的增長和生長發(fā)育。持續(xù)觀測發(fā)現(xiàn)，隨著淹水歷時(shí)的增加，株高生長發(fā)育受到抑制越明顯，苗期受淹表現(xiàn)最為顯著。苗期淹水延遲了玉米的拔節(jié)、抽雄吐絲時(shí)間和收獲日期，表明苗期淹水處理后，植株在后期很難恢復(fù)正常生長狀態(tài)，淹水對(duì)植株造成不可修復(fù)的危害。苗期淹水4d的處理株高低于對(duì)照53.7cm，拔節(jié)期淹水4d植株株高低于對(duì)照27.0cm；苗期淹水4d的處理，玉米拔節(jié)日期滯后對(duì)照2d，抽雄和吐絲日期滯后對(duì)照2～6d，收獲日期滯后對(duì)照5d。抽雄吐絲期和成熟期淹水對(duì)玉米株高和生育期的影響則不明顯，由此可見，玉米苗期是澇漬敏感時(shí)期。澇漬脅迫時(shí)間越長，干物質(zhì)降幅越大。苗期、拔節(jié)期、抽雄吐絲期分別淹水2d的處理，測坑玉米秸稈干物質(zhì)重較對(duì)照減少幅度為36.8%、31.6%、26.3%。

從產(chǎn)量和產(chǎn)量要素可以看出玉米苗期受澇漬其反應(yīng)最為敏感，苗期持續(xù)淹水2d、4d處理相較于對(duì)照組減產(chǎn)25.8%、67.1%；為拔節(jié)期淹水2d、4d處理減產(chǎn)幅度達(dá)到26.1%和34.7%；抽吐期淹水2d、4d處理減產(chǎn)為10.8%和25.0%；成熟期淹水4d減產(chǎn)4.9%，受澇漬脅迫減產(chǎn)幅度最小。即不同生育期對(duì)于澇漬脅迫反應(yīng)的敏感程度和耐淹天數(shù)不盡相同，苗期耐淹天數(shù)最短，隨著受淹天數(shù)的延長其減產(chǎn)速率也最大，其后各階段同樣的淹水歷時(shí)減產(chǎn)幅度隨著苗齡的增加而逐漸收窄。從各個(gè)處理的產(chǎn)量及產(chǎn)量要素看，在同一個(gè)生育期內(nèi)淹水歷時(shí)4d的處理，植株所受的危害程度明顯嚴(yán)重于淹水2d的處理，苗期是玉米排水管理的關(guān)鍵時(shí)期。

3.2玉米受淹條件下作物水分生產(chǎn)函數(shù)確定

對(duì)玉米苗期、拔節(jié)期、抽吐期和成熟期各個(gè)生育階段進(jìn)行淹水處理，將所得地下水和地表水觀測數(shù)據(jù)代入算式（1）～（2）中得SFEW50，將SFEW50和各淹水處理減產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)其（3）～（6）式進(jìn)行4因子的回歸分析，其結(jié)果見表4。根據(jù)試驗(yàn)資料分別統(tǒng)計(jì)出式（3）～（6）各項(xiàng)參數(shù)。式（3）～（6）各項(xiàng)輸入資料分別為:y、ym、SFEWx（x取50cm）、Ai根據(jù)試驗(yàn)觀測資料分別取苗期35d，抽拔節(jié)期12d，抽吐期20d，成熟期30d。

通過回歸計(jì)算，Jensen、Blank、Stewart和Singh模型中的相關(guān)系數(shù)較高，R2均大于0.9，Jensen、Blank、Singh模型的F值＞F0.01和Stewart模型的F值＞F0.05。其中Jensen和Blank模型的模擬結(jié)果偏好，相關(guān)系數(shù)R2和F檢驗(yàn)值都很好表明澇漬條件下的水分生產(chǎn)函數(shù)總體上有顯著的預(yù)測效果。

4 結(jié)語

采用測坑原位受淹法，研究淹水脅迫條件下玉米全生育期生育性狀、產(chǎn)量要素的響應(yīng)規(guī)律。為生產(chǎn)實(shí)際提供了三個(gè)方面的依據(jù)：

（1）從整體的敏感性分析可以得出，各生育階段對(duì)澇漬的敏感性的排序?yàn)槊缙谧蠲舾?，其次是拔?jié)期，然后是抽吐期和成熟期。苗期是玉米排水的關(guān)鍵控制階段。

（2）根據(jù)試驗(yàn)處理，統(tǒng)計(jì)分析了玉米實(shí)測產(chǎn)量和產(chǎn)量要素之間的差異顯著性，并根據(jù)實(shí)測資料計(jì)算了玉米澇漬水分生產(chǎn)函數(shù)的各項(xiàng)參數(shù)。

（3）受淹條件下的Jensen模型、Blank模型、Stewart模型和Singh模型是玉米受淹條件下作物水分生產(chǎn)函數(shù)的新形式，為排水方案的優(yōu)選和災(zāi)情損失評(píng)估提供了計(jì)算依據(jù)。

水分生產(chǎn)函數(shù)中的參數(shù)具有時(shí)域和地域的變異性，且玉米作為高桿作物要求試驗(yàn)區(qū)域面積大。因試驗(yàn)小區(qū)數(shù)量有限，其變異性如何，還有待于多地區(qū)和多年試驗(yàn)資料的進(jìn)一步證實(shí)■