不同灌溉定额对膜下滴灌制种玉米产量的影响

肖 让，张永玲*，吴克倩，俞海英，刘文凯

（1.河西学院土木工程学院，甘肃张掖734000；2.河西走廊水资源保护利用研究所，甘肃张掖734000）

张掖市作为我国高质量玉米制种基地之一，优越的自然条件具有无可挑剔的产业优势[1,2]。张掖市虽降水少，但是黑河流经此地，为农业发展提供了丰富的水资源。张掖市玉米制种基地可利用水量为15.65 亿m3。此外，张掖市大力发展农业节水灌溉技术，全市灌溉面积25.2 万hm2，田间配套面积8.87万hm2，已建成的高效节水农业面积达到4.39 万hm2，同时积极推广常规农业节水面积，目前已达16.53 万hm2。随着农业的发展，灌溉面积逐年递增，水资源日渐紧缺，基于水资源供需矛盾日益突出[3,4]，针对张掖市制种玉米开展滴灌条件下代表性土壤灌水参数对其根际土壤水分分布规律做调查研究，探索有利于提高制种玉米产量和品质的科学合理的灌水参数，对于制定该地区节水灌溉制度具有重要的理论和实际意义，也是提高制种玉米品质的保障和基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于张掖市甘州区党寨镇“旱作农业技术推广水肥一体化示范区”，东经100°6′～100°52′、北纬38°32′～39°24′，海拔1474～1482 m，属于温带大陆性气候，气候干燥，降雨稀少，蒸发量大，多风。一年四季日照时间长，太阳辐射强，每年平均日照时长超过3000 h，年平均气温7.5℃。试验示范区制种玉米种植面积为33.35 hm2，土质类型以灌漠土为主。

1.2 试验设计

调查显示，2017年和2018年膜下滴灌制种玉米整个生育期的需水量为4676.66 m3/hm2，其中自然降雨量9357.8 m3/hm2。在制种玉米的全生育期内，6—8月需水量较大。由于6、7月份降雨较为集中，因此在这一时段的灌水量相对减少。

在充分了解和掌握该地区的气候特征及膜下滴灌制种玉米的耗水特征前提下，于2019年进行灌溉制度试验。试验设4 个处理，3 次重复，行长7 m，区组间沟宽1 m，各小区之间挖沟覆膜隔离，深度0.6 m，每小区四周筑埂，埂高40 cm、宽50 cm，避免串水串肥。试验采用的作物品种为制种玉米NC242，栽培方式为50 cm×50 cm 等行距覆膜穴播，父母本满天星配置。施肥及管理与农民习惯方式相同。于2019年4月17日前后播种母本，8 d 后播种父本。基肥施用复合肥（21-17-7）570 kg/hm2、尿素147 kg/hm2、硫酸钾147 kg/hm2。追肥施尿素720 kg/hm2、硫酸锌28.2 kg/hm2。膜下滴灌制种玉米灌溉制度试验方案如表1 所示，灌水均为6 次。

1.3 试验方法

旱作农业技术推广水肥一体化示范区采用深井泵输水，PVC 有压管道配水，恒压配水系统提高了滴灌农业的灌水均匀性，此外在每个试验小区灌水管网上设置水表，精确监测每个小区的灌水量，每个试验小区设置多个观测点，每个观测点分别以10 cm 为梯度，取0～100 cm 土层的土样，动态监测土壤含水率的变化。为了更好地了解试验田的土壤状况，试验同时测定了土壤的田间持水率、土壤容重、土壤渗透系数等灌水参数，田间持水率平均值为23.08%，容重为1.67 g/cm3。

2 膜下滴灌对制种玉米产量的影响

由表2 可知，作物产量随着灌水量的增加而增加，但产量的增长幅度逐渐变得缓慢。当灌水量为4407.83 m3/hm2时，作物产量最大；当灌水量小于4407.83 m3/hm2时，作物产量的增长幅度较大；当灌水量超过5142.42 m3/hm2时，作物产量的增长幅度极小，产生这一现象的原因可能是土壤的气通量、温度等因素影响了作物对养分的吸收，或是供水充足时，作物的生长以营养生长为主，抑制了作物的生殖生长。因此，作物供水量超过4407.83 m3/hm2时，通过增加灌水量来提高作物产量的效果不够显著。

作物产量是水分、光照、土壤肥力、温度、管理水平等多种因素共同作用的结果，以作物单位面积的产量来衡量生产效率是不够全面、不够科学的。在西北干旱地区，以水分为主导因素的作物种植方式中，依据农作物的产量和耗水量之间的关系，综合性评价作物的生产效率更为科学、合理。当灌水量在3613.0～4407.83 m3/hm2时，作物的单方水产量随着灌水量的增加而增加，最大可达1.71 kg，但当灌水量超过4407.83 m3/hm2时，单方水产量随着灌水量的增加而减小，充分说明处理W2 试验方案基本可以满足制种玉米各生育期的耗水需求，灌溉水的经济效益高，可实现节水增产的目标。

表2 试验灌溉定额、产量、单方水产量

3 结论

当灌溉定额为4407.83 m3/hm2时，制种玉米的产量为7521.14 kg/hm2，单方水产量为1.71 kg，这一灌水方案最为经济，可为该区域优化灌溉制度提供一定的参考。

表1 膜下滴灌制种玉米灌溉制度试验方案 单位：m3/hm2