滴灌频次对高密栽培春玉米生长发育及产量的影响

唐诚 Nihal.NIAZ

（石河子大学农学院，新疆石河子 832003）

水资源是农业的保障。新疆属于干旱半干旱地区，水资源匮乏，如何有效利用水资源是确保农业可持续发展的重要问题。合理灌溉制度是提高水资源利用率的根本保障。灌溉制度主要影响土壤含水率[1-2]，也影响土壤养分分布[3]。不同时期作物的需水量不同，采用不同的灌溉制度对作物生长及产量有显著影响[4-5]。合理的灌溉频率对于水资源利用率的提升意义重大。目前，相关研究主要集中于灌溉量、灌溉频率等灌溉制度对作物产量的影响方面。有研究表明，覆膜滴灌玉米随着灌溉量的增加，产量呈现增长趋势[6]。当灌溉定额一定时，灌溉频率的变化亦会影响作物的生长及产量，有研究认为，高频率的灌溉减少了水分向下层的渗漏，促进了作物根系的发育，从而提高了产量[7-9]。也有研究认为，高频率灌溉，土壤上层含水率高，不利于根系向下延伸，限制了作物的生长[10]。

玉米是我国乃至世界重要的饲料作物、经济作物，在农业生产和国民经济发展中占有重要地位，玉米的高产、稳产对确保我国粮食安全至关重要。新疆北疆灌区多实行轮灌制度，不同灌区的灌溉频率主要受可利用水资源量，作物种植面积、结构，作物需水特征等因素影响。本试验通过大田试验，探究在一定灌溉定额下，不同灌水次数对春玉米生长发育及产量的影响，从而为制定合理的灌溉制度提供一定的理论指导和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于新疆乌兰乌苏镇，地处北纬44°17′，东经85°49′，海拔约468m。乌兰乌苏镇为天山北坡经济带中部城镇，位于金沟河、玛纳斯河、宁家河冲积扇的缘接地带。2015年玉米全生育期（4—9月）平均气温约20.25℃，平均降水量为70.2mm。试验地土壤为灌耕灰漠土，土壤表层（0～20 cm）含全氮0.96 g/kg、速效磷 23.87mg/kg、速效钾 340.95mg/kg、有机质18.73 g/kg。

1.2 试验设计

前期灌溉量研究得出，6 750m3/hm2灌量、10次灌频可保证高产（产量≥15 t/hm2）。本试验以此为对照（T10），在每月灌量不变的情况下（6月 20%、7月30%、8月 30%、9月 10%），改变 6月、7月、8月 3个玉米需水关键月灌水的频率，共设置8个试验处理，具体见表1。3次重复，共24个小区，小区长10m，小区面积38.5m2。

表1 不同处理不同月份灌水次数

1.3 试验过程

供试玉米品种为良玉66（中晚熟品种），2015年4月16日播种，采用宽窄行覆膜种植模式，膜内行距（40+80）cm，膜宽 70 cm，膜间距 50 cm，株距 15 cm，一膜两管四行种植模式，种植密度112 005株/hm2，4月22—26日出苗。氮肥用量330 kg/hm2、磷肥用量90 kg/hm2、钾肥用量 90 kg/hm2，氮肥、磷肥、钾肥全部作追肥随水滴施。

1.4 数据分析

试验数据经Excel 2013处理后用GraphPad Prism 7.0进行图表制作，用SPSS 22.0软件进行方差、回归分析，单穗产量与穗部性状指标多元回归分析采取逐步回归筛选变量，应用F检验进行模型显著性检验，t检验进行参数显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同灌频处理地上干物质积累与分配

2.1.1 不同灌频处理对地上干物质积累的影响。由图1可以看出，不同灌频处理对玉米干物质积累量的趋势并没有明显改变，干物质积累总量和繁殖器官干物质积累量在生育期内呈递增趋势，营养器官干物质积累量出苗后70 d（6月下旬）为分水岭，在其之前增加，在其之后下降。各月份灌水量一定时，6月灌水2次（处理T9-3）较灌水1次（处理T8-1）干物质积累总量显著提高；7月灌水4次（处理T9-1）较灌水3次（处理T8-1）干物质积累总量显著提高；8月灌水3次（处理T9-3）较灌水2次（处理T8-3）干物质积累量明显增加。

2.1.2 不同灌频处理地上干物质分配比。由图2可知，不同灌频处理玉米开花前干物质积累占比均大于花后干物质占比，花前占比约为60%，花后占比约为40%，灌频与花前花后干物质分配比之间并没有明显的关系。

2.2 不同灌频处理产量及构成因子、穗部性状比较

2.2.1 不同灌频处理产量及构成因素比较。由表2可知，不同灌频处理对玉米穗粒数、千粒重、产量影响显著（P＜0.05）。多重比较结果表明：灌水10次、9次、8次的处理玉米穗粒数、千粒重、产量均显著高于灌水7次的处理；相同灌频条件下，与处理T8-1相比，处理T8-2和处理T8-3单穗产量平均增幅分别为22.7%和12.3%；灌水9次各处理之间单穗产量无显著差异。

表2 不同灌频处理产量及构成因子差异性分析

2.2.2 不同灌频处理玉米穗部性状比较。由表3可知，不同灌频处理除对玉米穗行数影响不显著外，对其他性状均有显著影响（P＜0.05）。多重比较表明，加大灌频均可显著提高穗长、穗粗、行粒数、穗重和穗粒重，显著降低秃尖长度。

表3 不同灌频处理对玉米穗部性状的影响

2.3 不同灌频处理单穗产量与穗部性状回归分析

单穗产量与穗部性状指标进行多元逐步回归分析表明（表4），除处理T9-3外，其他方程中均包含有穗粒数和千粒重2个指标，说明不同灌频处理下，玉米单穗产量主要受穗粒数和千粒重制约，而其他穗部性状指标，如穗粒重、秃尖长度、穗长和行粒数也会对单穗产量产生影响。

3 结论与讨论

作物产量与干物质积累紧密相关，灌水时机影响干物质积累，进而影响作物产量[11]。在总灌量和每月灌量一定时，不同的灌水次数会影响土壤的湿润层深度，水分渗透量随灌水次数增加而逐渐减少[12]。本试验中，灌水次数为7次时，干物质积累量、产量最低，这可能与灌溉频次低，单次灌水量大，湿润层深，造成水分的向下渗透量增加有关。

花前花后干物质积累量受多种因素影响。有研究表明，随灌水次数的增加，开花前籽粒干物质转运率、转运量和籽粒产量贡献率均较低[13]。而本试验研究结果表明，灌溉次数与花前花后干物质积累比之间关系不明显。

不同灌水处理影响土壤水分、作物生长发育和产量，根据不同生育时期作物对水分需求进行灌水次数调整可影响玉米的穗粒数、千粒重和产量[13]。玉米在拔节—抽雄、抽雄—乳熟期的含水量占整个生育期耗水量的65%～85%。因此，灌水制度应该保证这2个时期的供水[14]。本试验中，调整6月、7月、8月的灌水次数，穗粒数、千粒重和产量均随灌水次数的增加而增大。