不同玉米種植模式對(duì)小麥/玉米水分利用效率的影響

張佰虎

摘 要：在灌水量一致的小麥/玉米高產(chǎn)田中，對(duì)玉米分別采用平作、開溝（溝灌）、起微壟（微灌）的三種種植方式與小麥間作比較研究，結(jié)果表明，無論小麥還是玉米溝灌模式經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和生物產(chǎn)量均高于其它模式，主要體現(xiàn)在株高、穗長(zhǎng)增大、粒重、粒數(shù)增多，并且具有明顯的節(jié)水效果，在生產(chǎn)實(shí)際中具有很大的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：種植模式;間套作;含水量;小麥;玉米

水是農(nóng)業(yè)發(fā)展的命脈，也是整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生存的命脈，我國(guó)甘肅河西走廊區(qū)光熱資源允足，氣候干燥，降水稀少屬典型的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)?？梢哉f是一個(gè)沒有灌溉就沒有農(nóng)業(yè)的地區(qū)。小麥玉米間作是我國(guó)西北地區(qū)，特別是甘肅一熟制灌的一種較為普遍的高產(chǎn)種植形式，間套作具有明顯的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，其生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)有兩個(gè)方面，一是地上部光、熱資源的充分利用，;二是地下部水分和養(yǎng)分資源的充分利用;在作物營(yíng)養(yǎng)方面主要是養(yǎng)分吸收量的增加和利用效率的提高。如何充分利用有限的水資源，提高水資源的利用率及利用效率又是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵因素。鑒此，于2017-2018年對(duì)小麥/玉米帶田不同玉米種植模式下對(duì)水分利用效率進(jìn)行了研究，從而揭示發(fā)展節(jié)水型小麥/玉米帶田的最佳種植模式。

一、材料與方法

1.試驗(yàn)地基本情況及供試品種

試驗(yàn)地設(shè)在涼州區(qū)永昌鎮(zhèn)白云村（380 37' N;1020 40'E）， 海拔1504m，無霜期150d左右，年降雨量150mm， 年蒸發(fā)量2021mm，年平均氣溫為17℃，日照時(shí)數(shù)3023h，≥10℃的有效積溫為3016℃，年太陽福射總量140～158kJ/cm2，麥?zhǔn)蘸蟆?0℃的有效積溫為1350℃，屬于典型的兩季不足、一季有余的自然生態(tài)區(qū)。供試土壤為灌漠土，耕層基礎(chǔ)土壤有機(jī)質(zhì)含量1.68%，全氮0.016%，堿解氮78mg/kg，速效鉀185 mg/kg，速效磷22 mg/kg， 前茬作物油葬。供試小麥品種為永良4號(hào)，玉米品種為沈單16。

2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.試驗(yàn)處理

本試驗(yàn)共設(shè)三個(gè)處理，平作、微灌（玉米帶種在壟上，壟高3-5cm）、溝灌（玉米帶開溝神植，溝深10-15cm）。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列、三次重復(fù)，每小區(qū)設(shè)四個(gè)小麥/玉米帶田，各小區(qū)打地梗，2行區(qū)，帶向東西，小區(qū)面積26.4平方米。施肥地力均一，茬口一致。 小麥3月10日手鋤開溝溜種，玉米4月中旬點(diǎn)播。

二、結(jié)果與分析

1.不同灌溉模式對(duì)小麥玉米帶田產(chǎn)量的影響

從表1可以看出：不同灌溉模式對(duì)間作小麥、間作玉米有不同程度的影響作用，從整個(gè)產(chǎn)量來看，溝灌模式產(chǎn)量普遍最高，平作次之，微壟灌溉最小。而間作小麥產(chǎn)量聞?dòng)屑?xì)微的差異但不顯著，間作玉米和總體產(chǎn)量三個(gè)處理間差異均達(dá)顯著水平。相對(duì)平作來說，溝灌模式小麥/玉米總體產(chǎn)量增產(chǎn)率達(dá)8%，且顯著的高于微灌模式和平作模式，間作玉米產(chǎn)量溝灌模式顯著的高于微灌模式而與馬平作差異不顯著。

2.不同灌溉模式對(duì)小麥玉米帶田水分利用效益的研究

土壤中養(yǎng)分的運(yùn)轉(zhuǎn)、吸收及其利用依賴于土壤含水率的多少。測(cè)定結(jié)果表明，3種種植模式下小麥玉米帶田土壤水分的空間變異很大，但各層間的變異又表現(xiàn)出明顯的層次性，小麥/玉米模式土壤水分垂直變化較一致，土層內(nèi)的土壤水分隨著上層的加深而減少，而60cm以下土層的含水率又逐漸變高，既說明帶田中小麥孕穗期根系主要分布任0～60c范圍內(nèi)對(duì)水分的競(jìng)爭(zhēng)較為激烈而以下有逐漸漸弱。還可以看出，小麥/玉米共生期間0～100cm土層內(nèi)小麥行間土壤含水率均于玉米行間的土域含水率。說明共生期間小麥生長(zhǎng)量大，作物需水量高，同時(shí)也說明小麥玉米間套系統(tǒng)中小麥在水分競(jìng)爭(zhēng)上處于優(yōu)勢(shì)。

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，縱向剖析各層次土壤含水量可知，不同灌溉模式小麥行含水量均小于玉米行，這與間作小麥的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)理論是一致的。又因玉米種植模式的不同，致使各處理間的水分競(jìng)爭(zhēng)效益也不同，溝灌模式玉米與小麥間平均含水量的差異最大，微灌次之平作最小，即溝灌模式小麥玉米出田作物總體耗水量較小。又因溝灌模式綜合產(chǎn)量最高，充分說明溝灌模式既節(jié)水又增產(chǎn)。

3.不同灌溉模式影響小麥玉米帶田產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)性狀分析

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，間作小麥產(chǎn)量間差異不顯著，不同玉米種植模式對(duì)小麥的株高、穗長(zhǎng)、生物產(chǎn)量、畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗粒重的影響較大，溝灌均顯著的高于平作處理。由穗數(shù)溝灌最大，平作最小。這主要是因玉米種植方式的改變致使間做小麥苗期競(jìng)爭(zhēng)作用加劇分葉能力增大導(dǎo)致畝穗數(shù)升高。又因間作玉米在不同灌溉模式中產(chǎn)量差異顯著，對(duì)其經(jīng)濟(jì)性狀分析可得出：溝灌模式間作玉米的單株產(chǎn)量、百粒重、生物產(chǎn)量，雙棒數(shù)、行數(shù)、行粒數(shù)、株高、穗周長(zhǎng)、穗長(zhǎng)均高于其它處理，而穗位高，莖周長(zhǎng)、禿頂長(zhǎng)最小。這是由于玉米種植模式的改變致使種間競(jìng)爭(zhēng)作用發(fā)生了變化，競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果是溝灌模式最強(qiáng)。

三、結(jié)語

1.不同玉米種植模式小麥玉主總體產(chǎn)量、間作玉米產(chǎn)量差異顯著，與平作相比，溝灌模式種植下能顯著的提高產(chǎn)量，間作小麥產(chǎn)量差異不顯著。

2.不同玉米種植模式致使小麥玉米帶田競(jìng)爭(zhēng)作用改變，溝灌模式無論營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)還是生殖生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)作用均高于其他處理。

3.與傳統(tǒng)種植模式相比溝灌模式水分利用效率高，既節(jié)水又高產(chǎn)。