壓片式微噴帶在遼寧西部地區(qū)玉米種植中的應(yīng)用

曲 濤 ，林 洋 ，謝 楠 ，郭 銘

（1.遼河凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 沈陽(yáng) 110003；2.遼寧西北供水有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110003；3.遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

遼寧西部地區(qū)屬半干旱地區(qū)，多年平均降水量不足500 mm，多年平均蒸發(fā)量達(dá)1100 mm～1300 mm，極易發(fā)生旱災(zāi)[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建國(guó)以來(lái)干旱發(fā)生頻率平均不足2 年，其中大旱發(fā)生頻率不足4 年[2]，2000 年以后遼西地區(qū)更是連續(xù)發(fā)生干旱[3]，給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展造成了嚴(yán)重威脅。遼西地區(qū)適宜雜糧種植，是我國(guó)重要的雜糧產(chǎn)地[4]，大力發(fā)展節(jié)水灌溉是突破水資源緊缺瓶頸，實(shí)現(xiàn)糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的必由之路。近年來(lái)，多種節(jié)水灌溉技術(shù)在遼西進(jìn)行了大量應(yīng)用[5]，其中壓片式微噴帶灌溉技術(shù)由于抗堵塞性好、灌水均勻、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在遼西地區(qū)進(jìn)行了廣泛的推廣應(yīng)用。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比壓片式微噴帶灌溉技術(shù)、傳統(tǒng)灌溉及雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)等不同灌溉方式，分析了不同灌溉方式對(duì)灌水量、作物長(zhǎng)勢(shì)及產(chǎn)量的影響，為微噴帶灌溉技術(shù)的進(jìn)一步推廣提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)區(qū)

實(shí)驗(yàn)區(qū)位于朝陽(yáng)市建平縣八家子農(nóng)場(chǎng)，屬典型的半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，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(yàn)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目區(qū)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(jìn)行翻地滅茬平整；施農(nóng)家肥（雞糞）1.5 t·hm-2，4 月 27 日機(jī)械播種，底肥磷酸二銨 225 kg·hm-2，復(fù)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(jìn)行灌溉，每條噴灌帶長(zhǎng)度100 m，噴水幅寬8 m。對(duì)照單元為周邊管灌及雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)地塊，種植模式及底肥處理相同。

1.3 測(cè)定項(xiàng)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(cè)定土壤含水量；玉米各生育期，分別采用卷尺、游標(biāo)卡尺和葉面積儀測(cè)定株高、莖粗和葉面積指數(shù)（LAI）；灌水量采用水表測(cè)定；產(chǎn)量在收獲后按照不同灌溉方式分別測(cè)定；土體蓄水量變化為第n 次測(cè)定的土體蓄水量減去第n-1 次測(cè)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(chǎn)量與耗水量的比值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌溉方式玉米生育期內(nèi)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(zhǎng)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(jié)水率達(dá)18%，節(jié)水效果顯著。

表1 不同灌溉方式玉米生育期內(nèi)灌水情況 單位：mm

2.2 不同灌溉方式對(duì)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(yàn)地點(diǎn)距離不超過(guò)100 m，故認(rèn)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?yàn)楣芄啵緣浩轿姽啵居牮B(yǎng)農(nóng)業(yè)，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(guò)減少灌水量，可降低玉米耗水量，若在干旱發(fā)生年份，對(duì)玉米耗水量的減小作用更為明顯。

表2 不同灌溉方式對(duì)玉米耗水量的影響 單位：mm

2.3 玉米生長(zhǎng)性狀

由表3 可知，全生育期內(nèi)3 種灌溉方式玉米生長(zhǎng)趨勢(shì)基本相同，但各生長(zhǎng)指標(biāo)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(yǎng)農(nóng)業(yè)，且隨著生育期的進(jìn)行，株高差異逐漸增大，在推廣應(yīng)用中，玉米成熟期時(shí)，管灌株高較雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)高出7.0%。不同灌水方式玉米株高長(zhǎng)勢(shì)和生育期內(nèi)降雨有關(guān)，由于降雨量相對(duì)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(shuō)明增加灌水量有利于促進(jìn)玉米株高的生長(zhǎng)。當(dāng)生長(zhǎng)期間的降雨量很大時(shí)，可以減少由灌溉量不同引起的植物高度增長(zhǎng)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(yǎng)農(nóng)業(yè)，壓片式微噴灌莖粗最大，分別高出管灌和雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)1.6%和17.2%?？梢钥闯?，灌水量對(duì)玉米莖粗生長(zhǎng)影響不大，但沒(méi)有灌溉或灌水量不足則會(huì)阻礙玉米莖的發(fā)育。

玉米生育期內(nèi)LAI 的變化和莖粗相似，隨著玉米生長(zhǎng)的進(jìn)行，LAI 先增加后減小，在灌漿期LAI 達(dá)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(wú)灌溉雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，壓片式微噴灌LAI 高于管灌，說(shuō)明采用壓片式微噴灌可以促進(jìn)玉米葉片生長(zhǎng)，有利于提高LAI，為提高光合作用效率提供條件以增加產(chǎn)量。

表3 不同灌溉方式對(duì)玉米生長(zhǎng)性狀的影響

2.4 玉米產(chǎn)量及水分利用率（WUE）

不同灌溉條件下玉米考種結(jié)果見(jiàn)表4。穗長(zhǎng)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(yǎng)農(nóng)業(yè)，說(shuō)明灌溉直接影響了穗的生長(zhǎng)。不同灌溉方式下穗粒數(shù)在639 ?！?42 粒之間，雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)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(shuō)明關(guān)鍵生育期缺水會(huì)造成玉米缺粒。灌溉方式也引起了百粒重的差異，表現(xiàn)為管灌＞壓片式微噴灌＞雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，其中，壓片式微噴灌高出雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)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(chǎn)生的差異，使粒重與管灌不產(chǎn)生顯著差異。產(chǎn)量受穗粒數(shù)和百粒重交互影響，從表4 中可以看出，有灌溉的產(chǎn)量均高于雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，其中壓片式微噴灌較雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)81.7%，比管灌產(chǎn)量略高，說(shuō)明結(jié)合壓片式微噴灌可提高產(chǎn)量。玉米水分利用效率值見(jiàn)表4，水分利用效率大小順序均為壓片式微噴灌＞雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)＞管灌，壓片式微噴灌水分利用效率顯著高于管灌和雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，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(duì)玉米產(chǎn)量構(gòu)成及產(chǎn)量、WUE 的影響

3 結(jié)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(jié)水率可達(dá)18%，節(jié)水效果明顯。

（2）不同灌溉方式的耗水量趨勢(shì)與灌水量趨勢(shì)是一致的，壓片式微噴灌通過(guò)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(zhǎng)與灌水量有密切關(guān)系，增加灌水量有利于促進(jìn)玉米株高的生長(zhǎng)；灌水量對(duì)玉米莖粗生長(zhǎng)影響不大，但沒(méi)有灌溉或灌水量不足則會(huì)阻礙玉米莖的發(fā)育；壓片式微噴灌可以促進(jìn)玉米葉片生長(zhǎng)，有利于提高LAI。

（4）結(jié)合片壓片式微噴灌可提高產(chǎn)量，提高用水效率。