赵雁群,谷利敏
(河南省农业科学院 粮食作物研究所,河南 郑州 450002)
全世界灌溉面积的90%以上采用地面灌溉技术,中国地面灌溉面积占灌溉面积的95%,以畦灌和沟灌为主[1]。夏玉米是我国第一大粮食作物,河南省夏玉米常年种植面积为390 万hm2。河南省夏玉米生产虽逢雨季,但降水趋势变化较大,干旱仍频繁发生,在生产中需要灌溉以防受旱减产[2]。夏玉米生产中,种植者进行地面灌溉时一般采用畦田灌溉方法,该方法具有田间工程设施简单、运行成本低、易于实施等优点,但存在灌溉水浪费严重和田间灌水效率低等缺点[3-4]。化肥,尤其是氮肥,对于提高粮食产量、保障国家粮食安全具有不可替代的作用。研究表明,河南省化肥总用量持续增加,种植者过量施肥现象比较普遍,氮肥消费量高于需求量,灌溉和肥料利用效率低[5-7]。科学灌溉和施肥,发展和推广夏玉米节水节肥畦田灌溉技术,对农业资源高效利用和增产增效具有重要意义。
根据地形畦田可分为顺畦和横畦。顺畦是沿地面最大坡度方向布置的畦田,顺畦水流条件好,适于地面坡度为0.001~0.003°的畦田。横畦为沿平衡等高线方向布置的畦田,因水流条件较差,横畦畦田一般较短。宜采用顺畦进行夏玉米生产。
受供水情况、土壤质地、地形坡度、土地平整等状况的影响[8],畦田规格包括畦田长度、畦田宽度、畦梗高度。整地时平整畦面,打好畦埂。畦田畦埂高度宜在15~20 cm。畦田宽度与地形、土壤、入畦流量大小有关,应与农机具作业要求相适应,要求2.8~3.5 m。畦田长度应根据土壤质地、田面坡度、入畦流量等因素确定。对于井灌区,机井出水量大都在30~40 m3/h,壤土畦田长度控制在50~70 m,砂土40~60 m,黏土60~80 m;对于渠灌区,畦田长度可适当增大,壤土畦田长度控制在60~100 m,砂土50~80 m,黏土80~120 m。
入畦单宽流量是指每米畦宽入畦流量,常用单位为L/(s·m),常受地面坡度及土壤透水性影响[9]。为了保证灌水均匀度,入畦流量宜控制在3~6 L/(s·m)。水源流量不超过60 m3/h 时每次只灌1 畦,水源流量超过60 m3/h 时可增加开口数。当水源流量过小,畦田长度较大时,应该对畦田进行分段灌溉。
玉米在不同的生育时期对水分要求不同[10]。玉米从播种发芽到出苗,需水量占总需水量的3.1%~6.1%,0~20 cm 土壤田间持水量在70% 左右。黄淮地区该时期往往干旱少雨,大多数年份需要灌蒙头水以保证出苗。出苗至拔节期耗水量占总耗水量的15.6%~17.8%,土壤水分下限为田间持水量的60%,有利于玉米蹲苗生根。玉米拔节以后,对水分要求较多,特别是抽雄前10~15 d,为玉米需水临界期,也是灌水关键期,要求土壤水分保持在田间持水量的65%~70%。玉米进入灌浆成熟期尽管仍需较多的水分,但黄淮地区此期降水较多,一般能满足玉米生长发育需要[11]。
玉米一生吸收的矿质元素有20 多种,包括氮、磷、钾3 种大量元素和硫、镁等常量元素[12]。在3 种大量元素中,玉米对氮的需求量最大,其次为钾,对磷的需求量则相对较少[13-14]。玉米不同的生育时期对氮、磷、钾吸收量不同。对纯氮的吸收,苗期为10%,穗期为78%,花粒期为12%。对纯P2O5的吸收,苗期为10%,穗期为80%,花粒期为10%。对纯K2O 的吸收,苗期为10%,穗期为90%。在氮肥的施用上,一般按每生产100 kg 玉米籽粒需要2.6~3.0 kg 纯氮,中低产取其下限,高产取其上限[15]。
玉米肥料运筹与生态区、土壤类型和地力产量水平等有关,考虑氮素利用效率,在豫东、豫北平原潮土区,产量水平为8 250~9 000 kg/hm2时,N、P2O5、K2O 总量宜分别为270、105、135 kg/hm2;豫中南、豫西南砂姜黑土、黄褐土区,产量水平为7 500~8 250 kg/hm2时,N、P2O5、K2O 总量宜分别为240、90、120 kg/hm2;沿淮砂姜黑土、黄褐土、水稻土区,产量水平为6 750~7 500 kg/hm2时,N、P2O5、K2O 总量宜分别为240、90、105 kg/hm2;豫西北、豫北山地丘陵褐土、红黏土区,产量水平为6 750~7 500 kg/hm2时,N、P2O5、K2O 总量宜分别为225、105、75 kg/ hm2。
河南省夏玉米播种一般采用贴茬直播方式,用精量种肥同播机,将种子和种肥播进土壤。种肥可选用复混肥、掺混控释肥等肥料。选用复混肥时,施肥量为20%氮肥、100%磷肥、50%的钾肥和少量硫酸锌肥;选用掺混控释肥时,所有肥料一次性作为种肥施入,后期不再追肥。施肥深度在5 cm 以下,有条件地区可以选用全层或多层施肥精播机,将肥料施入5~20 cm土层内。底墒不足的地块,及时浇灌蒙头水,蒙头水不宜过量,苗期需肥量少量,过量灌溉宜造成氮肥淋失。
拔节期至孕穗期是营养生长和生殖生长并进时期,是夏玉米水肥需求敏感期。结合灌溉,将75%氮肥和25%钾肥作为追肥施入土壤5 cm 处。
此时玉米进入需水高峰,吐丝前后是水分敏感期。此时缺水,一定要灌溉。当水分不足、叶片卷曲、近期又无雨时,应立即浇水,反之则可不浇。如果雨水过多,田间积水,应及时排水,防止根系窒息死株。籽粒产量的86%是灌浆期间合成的,因此,根据玉米长势应酌情追施攻粒肥。粒肥应选择速效氮肥,注意肥水结合进行。对灌浆期表现缺肥的地块,可进行叶面追肥。