阜新地区玉米节水滴灌农机农艺融合技术研究

钟山

摘 要：针对阜新地区膜下滴灌种植过程中适于灌溉的品种、适宜密度、随水施肥量、传统机具作业使土壤有效耕层变浅、整地效果差等问题。结合当地农业生产及经济特点，开展节水型品种筛选、适宜密度优化、随水追肥量耦合、深松整地及配套机具改进等技术研究，达到促进玉米增产，提高农田水分利用效率的目的。

关键词：阜新；节水滴灌；农机农艺融合；研究

中图分类号：S275.6 文献标识码：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.07.009

当前，阜新地区由于受灌溉技术改进普及程度较低、节水灌溉技术单一、农机农艺融合程度差等诸多因素的影响，使已建成的农业节水灌溉工程尚未发挥出应有的效益。本文针对阜新地区膜下滴灌种植过程中适于灌溉的品种、适宜密度、随水施肥量、传统机具作业使土壤有效耕层变浅、整地效果差等问题，结合当地农业生产及经济特点，开展节水型品种筛选、适宜密度优化、随水追肥量耦合、深松整地及配套机具改进等技术研究，达到促进玉米增产，提高农田水分利用效率的目的。

1 节水型作物品种筛选研究

采用玉米膜下滴灌大垄双行种植模式，采用产量差减法，以玉米产量、灌水量、灌水利用效率为高效用水型玉米品种主要评价指标，评价灌溉条件下高效用水型玉米新品种。

上表表明不同玉米品种倒伏率和早衰率存在明显差异。豫998最高，为50% ，辽单527次之，为5%，其它品种没有早衰现象。倒伏率来看，豫998最高为12%，丹玉205为7%，辽单527为5%，沈玉35为5%，其它品种未发生倒伏。

阜新地区受土壤、气候等条件的限制，玉米品种选择增产潜力大、综合抗性强的玉米品种是玉米高产的重要保证；同时，种植密度过大，授粉受到影响，造成减产，密度过低，同样减产。优良品种的选择、合理密植是玉米生产的主要技术环节。

2 节水滴灌玉米耐密性研究

大垄双行为主要种植模式，选择高水效型玉米品种，在灌溉制度、农业措施相同的情况下，分析大垄双行不同密度下滴灌对产量的影响，为大面积推广提供科学依据。

试验在玉米全生育期分别用3500株/亩、4000株/亩、4500株/亩和5000株/亩四个密度开展研究，试验表明耗水量最高为4000株/亩，耗水量为365.5 mm，抽穗期耗水量多，模比系数大。玉米不同密度日耗水量变化趋势基本相同，大多数播种期日耗水量最低，且日平均气温低，日耗水量少。抽穗期日耗水最高，气温高，日平均气温较高，叶面蒸腾量最大、需水量最多，是营养生长和生殖生长并进期。从播种期缓慢增长，抽穗期达到高峰，灌浆期慢慢减少。全生育期抽穗期日耗水量最高，密度4000株/亩处理，日耗水量高于其它处理。

玉米全生育期灌水三次，灌溉定额为20 m3/亩，对照灌溉定额35 m3/亩，灌水次数两次。应用膜下滴灌其灌水量比地面灌节水16.7%，亩省水10 m3。滴灌灌水均匀，水利用效率高，且无深层渗漏与地表径流，灌水定额小。对照区用水量多，土壤蒸发量大，产生深层渗漏和养分流失。

产量基本随密度呈二次回归关系（图1），密度与产量回归方程为：

膜下滴灌大垄双行种植模式适宜密度为4100～4800株/亩之间。图2所示当亩密度为4500株与5000株时水分利用效率（WUE）分别为3.37、3.32 kg/m3，差异不显著，主要是随种植密度增加，耗水量也增加，在超过4800株/亩后，产量出现减少，WUE下降。

3 滴灌追肥关键技术研究

针对项目区膜下滴灌过程中的滴灌随水追肥量不明确等问题，根据玉米需水需肥规律，开展膜下滴灌氮肥运筹施用技术研究，制定滴灌节水随水施肥制度，以更好地发挥滴灌节水技术优势。

研究采用“3414”试验设计，三因素为玉米三个追施氮肥关键期，四水平为追施尿素量（0、4 kg/亩、8 kg/亩、12 kg/亩）；种植密度为4200株/亩，亩施30 kg三元复合肥（15%-15%-15%）作为基肥。

将各处理的玉米产量结果进行回归分析，得到阜新地区玉米产量（Y）与拔节期追氮肥量（X1）、大喇叭口期追氮肥量（X2）和灌浆期追氮肥（X3）三因素的多元回归模型方程为：

在多元回归方程中，追肥期与追肥量互作均呈正效应。将方程降维求导可以计算出滴灌条件下玉米氮素最优运筹施肥方案为：拔节期、大喇叭口期和灌浆期分别随水施尿素3.03 kg/亩、10.68 kg/亩和9.88 kg/亩；前期控制施氮量可以控制玉米徒长，中后期增施氮肥可显著增加玉米产量。

4 农田播前整地关键技术研究

针对玉米膜下滴灌机具作业机具压实耕层、播种质量差等问题，采用间隔深松是以深松铲局部打破犁底层，形成纵向虚实并存耕层结构的耕作方法，间隔深松紧实部分可以起到提墒的作用，以满足作物前期的水分需求。研究确定间隔深松深度为25～30 cm，深松后效果为2～3年；改进覆膜播种施肥机具，使其整地播种一体，提高膜下滴灌播种质量。

在阜新地区的研究表明，秋季垄台深松能够有效增加土壤水库蓄水能力（图3），翌年玉米苗期50 cm土层土壤多蓄水25.4 mm，减少灌溉定额。相对于均匀旋耕，垄台深松处理玉米苗期根冠比提高25.4%，拔节期根冠比提高26.1%，成熟期干物质积累量提高10.58%，玉米产量提高16.7%。

秋季条带深松能够有效增加土壤水库蓄水能力，翌年作物收获后50 cm土层土壤水库蓄水量较不深松提高11.5 mm，土壤容重可降低0.05 g/cm3。

在玉米苗期雨季来临之前进行农田中耕深松，可有效地增加土壤蓄积降雨的能力，据2014～2015年研究结果表明，中耕深松可以增加雨水入渗量，减少灌溉定额并增加产量。2014年玉米生育期深松区土壤水分在各个时期都不同程度高于对照区，玉米深松区40 cm土层平均土壤蓄水量比对照区高3.68 mm。2015年玉米深松区40 cm土层生育期平均土壤贮量提高15.47 mm（图4）。

5 改进配套机具

针对玉米生长前期土壤板结机具不配套等问题，研发了玉米中耕深松机，结合微喷补灌形成了微喷农艺农机融合技术体系；针对膜下滴灌对整地标准要求较高，机具不配套等问题，研发了一种膜下滴灌整地播种一体机具，该机具减少作业带土量，并可压碎土坷，实现精细整地后播种，提高玉米出苗率10%～15%以上，配套形成覆膜滴灌农艺农机融合技术体系。