压片式微喷带在辽宁西部地区玉米种植中的应用

曲 涛 ，林 洋 ，谢 楠 ，郭 铭

（1.辽河凌河保护区管理局，辽宁 沈阳 110003；2.辽宁西北供水有限责任公司，辽宁 沈阳 110003；3.辽宁江河水利水电新技术设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110003）

辽宁西部地区属半干旱地区，多年平均降水量不足500 mm，多年平均蒸发量达1100 mm～1300 mm，极易发生旱灾[1]。据统计，建国以来干旱发生频率平均不足2 年，其中大旱发生频率不足4 年[2]，2000 年以后辽西地区更是连续发生干旱[3]，给当地经济建设和社会发展造成了严重威胁。辽西地区适宜杂粮种植，是我国重要的杂粮产地[4]，大力发展节水灌溉是突破水资源紧缺瓶颈，实现粮食稳产高产的必由之路。近年来，多种节水灌溉技术在辽西进行了大量应用[5]，其中压片式微喷带灌溉技术由于抗堵塞性好、灌水均匀、价格低廉等优点，在辽西地区进行了广泛的推广应用。本文通过实验对比压片式微喷带灌溉技术、传统灌溉及雨养农业等不同灌溉方式，分析了不同灌溉方式对灌水量、作物长势及产量的影响，为微喷带灌溉技术的进一步推广提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 实验区

实验区位于朝阳市建平县八家子农场，属典型的半干旱季风气候区，多年平均气温在5.7～7.8 之间，多年平均降雨量不足450 mm，土壤为砂壤土，容重为1.43 g/cm3，田间持水率为21%，土壤 pH 值为 7.0。

1.2 试验设计

项目区种植作物为玉米，三比空种植，行距0.5 m，株距＜0.3 m，每 3 行空一行，种植密度在 60000 株·hm-2以上，种植品种为辽单588，春播前进行翻地灭茬平整；施农家肥（鸡粪）1.5 t·hm-2，4 月 27 日机械播种，底肥磷酸二铵 225 kg·hm-2，复合肥225 kg·hm-2。微喷带推广面积为50 亩，采用Φ32 压片式微喷带进行灌溉，每条喷灌带长度100 m，喷水幅宽8 m。对照单元为周边管灌及雨养农业地块，种植模式及底肥处理相同。

1.3 测定项目及方法

采用土钻在播种前、收获后、降雨前后和灌水前后分别采集土壤，采用烘干法测定土壤含水量；玉米各生育期，分别采用卷尺、游标卡尺和叶面积仪测定株高、茎粗和叶面积指数（LAI）；灌水量采用水表测定；产量在收获后按照不同灌溉方式分别测定；土体蓄水量变化为第n 次测定的土体蓄水量减去第n-1 次测定的土体蓄水量；耗水量为灌水量加上降水量再减去土体蓄水变化量；水分利用效率为产量与耗水量的比值。

2 结果与分析

2.1 不同灌溉方式玉米生育期内灌水情况

受春旱影响，压片式微喷灌和管灌玉米苗期灌溉两次，压片式微喷灌灌水量约为管灌处理的2/3，玉米生长后期，均采用管灌，灌水量90 mm。由表1 可知，压片式微喷灌全生育期灌水量为159.9 mm，与管灌相比，灌水量减少了35.1 mm，节水率达18%，节水效果显著。

表1 不同灌溉方式玉米生育期内灌水情况 单位：mm

2.2 不同灌溉方式对玉米耗水量的影响

降水量、灌溉量和土体蓄水变化量是影响耗水量的主要因素，各灌溉方式试验地点距离不超过100 m，故认为降雨量一致，播种前和收获后土体蓄水变化量不大，因此灌水量是影响耗水量大小首要因素。由表2 可知，3 种灌溉方式耗水量大小顺序为管灌＞压片式微喷灌＞雨养农业，这与灌水量顺序一致，压片式微喷灌耗水量为400.2 mm，与管灌相比降低了85.2 mm，压片式微喷灌通过减少灌水量，可降低玉米耗水量，若在干旱发生年份，对玉米耗水量的减小作用更为明显。

表2 不同灌溉方式对玉米耗水量的影响 单位：mm

2.3 玉米生长性状

由表3 可知，全生育期内3 种灌溉方式玉米生长趋势基本相同，但各生长指标变化量存在差异。不同灌溉方式之间，灌溉玉米株高均明显高于雨养农业，且随着生育期的进行，株高差异逐渐增大，在推广应用中，玉米成熟期时，管灌株高较雨养农业高出7.0%。不同灌水方式玉米株高长势和生育期内降雨有关，由于降雨量相对较小，各生育期管灌株高均高于压片式微喷灌，高出约2.0%，说明增加灌水量有利于促进玉米株高的生长。当生长期间的降雨量很大时，可以减少由灌溉量不同引起的植物高度增长的差异。

不同灌溉方式之间，各生育期压片式微喷灌和管灌玉米茎粗相近，但均明显大于雨养农业，压片式微喷灌茎粗最大，分别高出管灌和雨养农业1.6%和17.2%。可以看出，灌水量对玉米茎粗生长影响不大，但没有灌溉或灌水量不足则会阻碍玉米茎的发育。

玉米生育期内LAI 的变化和茎粗相似，随着玉米生长的进行，LAI 先增加后减小，在灌浆期LAI 达到峰值。不同灌溉方式之间，各生育期压片式微喷灌和管灌LAI 明显高出无灌溉雨养农业，压片式微喷灌LAI 高于管灌，说明采用压片式微喷灌可以促进玉米叶片生长，有利于提高LAI，为提高光合作用效率提供条件以增加产量。

表3 不同灌溉方式对玉米生长性状的影响

2.4 玉米产量及水分利用率（WUE）

不同灌溉条件下玉米考种结果见表4。穗长和穗粗分别在16.0 cm～21.8 cm 和 45.0 cm～54.8 mm 之间变化，压片式微喷灌和管灌之间差异较小，但均明显大于雨养农业，说明灌溉直接影响了穗的生长。不同灌溉方式下穗粒数在639 粒～742 粒之间，雨养农业显著低于压片式微喷灌和管灌，而压片式微喷灌略大于管灌，说明关键生育期缺水会造成玉米缺粒。灌溉方式也引起了百粒重的差异，表现为管灌＞压片式微喷灌＞雨养农业，其中，压片式微喷灌高出雨养农业61.2%，低于管灌1.5%，即穗粒重主要受灌溉影响，灌溉水量越多粒越重，压片式微喷灌可减少水量产生的差异，使粒重与管灌不产生显著差异。产量受穗粒数和百粒重交互影响，从表4 中可以看出，有灌溉的产量均高于雨养农业，其中压片式微喷灌较雨养农业增产81.7%，比管灌产量略高，说明结合压片式微喷灌可提高产量。玉米水分利用效率值见表4，水分利用效率大小顺序均为压片式微喷灌＞雨养农业＞管灌，压片式微喷灌水分利用效率显著高于管灌和雨养农业，其中，与管灌相比，压片式微喷灌水分利用效率提高了23.1%。

表4 不同灌溉方式对玉米产量构成及产量、WUE 的影响

3 结论

（1）与管灌相比，压片式微喷灌可以显著减少灌溉用水量，节水率可达18%，节水效果明显。

（2）不同灌溉方式的耗水量趋势与灌水量趋势是一致的，压片式微喷灌通过减少灌溉水量，可有效的降低玉米耗水量。与管灌相比，微喷灌耗水量减少12.7%。

（3）株高生长与灌水量有密切关系，增加灌水量有利于促进玉米株高的生长；灌水量对玉米茎粗生长影响不大，但没有灌溉或灌水量不足则会阻碍玉米茎的发育；压片式微喷灌可以促进玉米叶片生长，有利于提高LAI。

（4）结合片压片式微喷灌可提高产量，提高用水效率。