不同灌溉定额对膜下滴灌制种玉米生育期土壤含水量的影响

李 侠，肖 让，张永玲，吴克倩，俞海英，刘文凯

（1.甘肃省民乐县水务局，甘肃民乐734500；2.河西学院土木工程学院/河西走廊水资源保护利用研究所，甘肃张掖734000）

1 试验区概况

试验基地位于张掖市甘州区党寨镇“绿色农业——制种玉米水肥药托管服务示范区”，东经100°6′～100°52′、北纬38°32′～39°24′，海拔1 474～1 482 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3 000 h，年平均气温7.5℃[1]。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。

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4 676.66 m3/hm2，其中自然降雨量9 357.8 m3/hm2，在制种玉米的全生育期内，6、7、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小。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的前提下，于2019年进行灌溉制度试验，试验设计如表1所示，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等行距覆膜穴播栽培方式，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。施肥方式为：基肥采 用 复 合 肥（21-17-7）570 kg/hm2，尿 素147 kg/hm2，硫酸钾147 kg/hm2。追肥采用720 kg/hm2，硫酸锌28.2 kg/hm2。

表1膜下滴灌制种玉米灌溉制度试验方案

3 试验方法

绿色农业——制种玉米水肥药托管服务示范区采用深井泵送输水，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，同时每个试验小区设置多个观测点，每个观测点分别以10cm为梯度，取0～100cm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。经测算，该示范区土壤田间持水率平均值23.08%，土壤容重平均值为1.67g/cm3。

3.1 小区排列

试验田土壤质地差异大和肥力分布不均匀或不规则是试验误差的主要来源，也是最难控制的主要因素[2]。为消除试验田土质分布不均对试验结果产生影响，试验小区采用随机区组分布。

3.2 灌水参数测定方法

3.2.1田间持水率的计算 采用环刀法采集土样，采集后采用室内测定法，环刀有孔盖一面向下、无孔盖一面向上放入水中，缓慢加水，保持水面比环刀上缘低1～2 mm，浸泡24 h。田间持水量计算公式：

式中，X为土壤田间持水率(%)；m0为空铝盒质量，单位：g；m1为铝盒+湿土样质量，单位：g；m2为铝盒+干土样质量，单位：g。

3.2.2土壤容重测算 在一般情况下，土壤容重小时说明土壤孔隙数量多，土壤比较疏松，土壤团粒结构较好，在这种情况下，土壤的水分、空气、热通量、肥力状况比较好。因此，土壤容重是土壤肥力和耕作质量的重要指标。按照环刀取样法进行操作，计算公式为：

式中，pb为土壤容重，单位：g/cm3；m为环刀内湿样质量，单位：g；v为环刀容积，单位：cm3，一般为100 cm3；θm为样品含水量(质量含水量)，%。

4 膜下滴灌对土壤水分的影响

作物的生长发育不仅受自身遗传物质及当地自然环境等条件的约束外，很大程度上受到水肥耕作管理制度的制约，因此创造良好的水分条件对促进作物根系的发育和植株生长是至关重要的[3]。通过图1与图2对比分析可得，在苗期，对制种玉米进行一定程度的干旱处理，促使作物直根系向土壤深层伸长，可以防止西北地区季节性大风引起植株倒伏，随着制种玉米生育进程的推进，作物活性根系分布区域逐渐加深，有利于植株对水分、养分的吸收。在西北干旱区，以水分为主导因素的作物种植方式中，不同灌溉定额对土壤含水量影响较大，依据表1与图1分析可知，4个水分处理中耕作层、底土层土壤含水量均较高，心土层土壤含水率相对较低，其中处理2土壤含水量在20～30 cm土层深度范围内达到最大值，适宜玉米的生长，且含水率适中，可有效节约水资源。在作物生育关键期，气温较高，大气蒸发强度增强，一方面可以充分利用地膜对水分的散失的阻隔作用，提高水分利用率，达到高效节水的目的，另一方面，进行适时适量滴灌，以保障作物水平根系分布层土壤含水率达较高水平，有利于促进作物进行生殖生长[4]。

5 结论

当灌溉定额为4 410 m3/hm2时，耕作层土壤含水率较高，不仅能够满足作物生长，同时可以有效节约水资源，对解决当地水资源供需不平衡的问题具有一定的参考价值。.