浅埋滴灌基础上灌水量对玉米产量和经济效益的影响

孙 磊 沈祥军 吴素利 张东旭 郭欢欢 白 昊 薛 鹏 姜 汇

（1 通辽市农业技术推广中心 内蒙古 通辽 028000； 2 通辽市科尔沁区农业技术推广中心 内蒙古 通辽 028000； 3 通辽市水利技术服务中心 内蒙古 通辽 028000）

2011 年以来，通辽市大力推广高效节水技术，开展了玉米无膜浅埋滴灌节水技术的大面积推广工作。滴灌是当前节水效率最高的一种灌溉技术，可有效解决玉米生产中生育期补水和追肥问题[1～2]，李金琴[3]等研究表明，在产量相当的基础之上，浅埋滴灌比常规管灌节水效果突出，节水率可达16.07% ～85.71%。浅埋滴灌总灌水量235 mm 比管灌总灌水量280 mm增产6.04%。实施该项技术需要农机、农艺措施科学合理的有机结合，才能获得较高的产量和节水效果。然而在实际应用过程中，农户对于灌水量很难把握，部分农户过量灌溉，导致水资源浪费。为此，开展了通辽地区浅埋滴灌基础上灌水量对玉米生长特性、产量和经济效益影响的研究，旨在得出科学合理的玉米灌水方法，建立节水技术与农艺措施相结合的技术模式，为玉米节水高效种植提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况。试验项目实施地点选在科尔沁区丰田镇辽阳村，供试土壤为灰色草甸土亚类中的黑土，土壤质地0 ～20 cm 为砂壤土，20 ～40 cm 为壤土，40～80 cm 为黏土，80 ～100 cm 为砂土。土壤平均干容重为1.51 g/cm3，田间持水量为35.66%(体积)。0～20 cm 土壤有机质含量8.3 g/kg、全氮0.66 g/kg、速效磷17.2 mg/kg、速效钾106 mg/kg，pH 值8.1。

1.2 试验材料。供试玉米品种为京科968。

1.3 试验方法。试验玉米田于2019 年5 月8 日播种，9 月24 日收获。采用机械播种，种肥同播。宽窄行种植，宽行行距80 cm，窄行行距40 cm，株距23.7 cm，密度4 700 株/亩。试验田施肥方法同常规施肥，施肥量由测土配方推荐量确定，底肥统一施用17-22-12复合肥25kg/亩。追肥方式结合滴灌利用施肥罐进行，7月8 日进行第1 次追肥，施尿素(46%)15 kg/亩；7 月28日进行第2 次追肥，施尿素(46%)15 kg/亩。

1.4 试验设计。试验共设4 个灌水处理，3 次重复，每个小区面积为8.4 亩，各小区采取单因素随机区组设计。播种后为保苗齐苗壮，根据近2 年试验成果，生育期内一共灌溉6 次，各处理第1 次统一灌水量为39 mm，之后各试验处理的灌水量不同。通过全年观测有效降雨量、灌水量和土壤含水率，整个生育期有效降雨量(≥5 mm)为284.4 mm，全生育期灌水量处理1 为89 mm，处理2 为139 mm，处理3 为189 mm，处理4 为239 mm。小区间有边界分隔，除灌水外，其它田间管理措施同当地常规。

1.5 测定指标与方法。在玉米关键生育期，分别调查记载植株长势及生长发育情况，每个处理每个重复选1 个具有代表性的点，每个点调查10 个植株，分别用直尺测量株高、茎粗、叶片长、叶片宽，通过观察明确穗位及叶片数。每个样点取10 m 双行，去除空秆和缺苗，调查记录株数；横向测10 m 宽度，测平均行距，计算理论和实际亩株数。在样点内连续取10个正常植株果穗(有弱小病株、杂株及病虫危害株的要剔除，在垄内顺延，取正常植株果穗补足至10 穗)，称鲜重。自然风干后进行室内考种，测穗重、穗长、穗粗、秃尖、成熟粒、败育粒、百粒重(折合为14%含水率)。亩产(kg) = 样点株数÷样点面积(m2) ×666.7 m2×株粒数×玉米的百粒重(g)÷100÷1000。

1.6 数据汇总与统计分析。采用Excel 2010 软件对数据进行初步处理，应用DPS 数据处理软件进行方差分析和F 检验，LSD 多重比较法进行各处理间的显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同滴灌量处理对各生育期玉米叶面积指数的影响。参考冯锐[4]等《基于Logistic 模型的春玉米模型LAI 产品订正》的研究成果，本次测试指标仅体现了从播种开始到生育90 d 的叶面积变化情况。如图1 所示，从播种到拔节期各处理的叶面积指数呈现缓慢增长趋势。从拔节到抽雄吐丝期叶面积指数增长最快，到吐丝期达到最大值。之后进入相对稳定期，然后开始衰退。各处理间相比，处理3 和处理4 在46 d 后叶面积指数高于处理1 和处理2，但处理3 和处理4 之间差别不大。

图1 不同滴灌量下不同生育时期玉米叶面积指数

2.2 不同滴灌量处理对玉米各生育期株高的影响。在苗期、拔节期、抽雄期和灌浆期对玉米田间性状进行测定，如表1 可知，从出苗到抽雄，处理3 株高在不同生育时期均高于其它处理，长势最好，总体呈现处理3＞处理2＞处理4＞处理1 的趋势。

表1 不同滴灌量下不同生育时期株高

2.3 不同滴灌量处理对各生育期穗位和穗粗的影响。穗位和穗粗是玉米生长特性中较为重要的生长指标，穗位较高，容易引起倒伏，穗粗较大的，一般容易获得高产。由表2 可知，处理2 和处理3 的穗位相比处理1 增高明显，分别高6.5%和5.1%，处理4 与处理1 相比增高幅度不显著，仅为2.96%。一般而言，水分较多的处理穗位较高，然而，本试验中高水分处理4 的穗位未见显著增高，这可能是由于灌溉过度引起了玉米植株脱肥或根系生长不良等。处理2 ～4 的穗粗差异不显著，处理3 穗粗显著大于处理1，较处理1 增加7.5%，处理2 和处理4 与处理1 相比增加幅度不显著，分别较处理1 增加3.33%和2.50%。

表2 不同滴灌量下玉米穗位与穗粗

2.4 不同滴灌量处理对玉米穗粒数和粒重的影响。由表3 可知，在不同处理的4 个灌水量水平间，授粉穗粒数呈现先增加后减少的趋势。处理3 较处理1 授粉穗粒数提高23.6%，处理2 较处理1 授粉穗粒数提高6.4%，处理4 较处理3 授粉穗粒数减少27.6%，可见过度灌水会降低授粉穗粒数。处理4 的败育穗粒数最多，处理3 败育穗粒数最少，处理1 和处理2 的败育穗粒数较处理3 多，说明干旱和多水的情况下，败育穗粒数会明显增加。处理3 较处理1 有效穗粒数提高22%，百粒重增加5.8%；处理4 的有效穗粒数较处理3 降低7.3%，百粒重降低2.46%；处理3 的有效穗粒数、百粒重最高。因此，处理3 的灌水量可以明显提高玉米穗粒数和粒重，对产量形成较为有利。

表3 不同节水种植模式对玉米授粉穗粒数的影响

2.5 不同滴灌量处理对玉米产量的影响。由表4 可知，对不同灌水量处理下玉米产量进行方差分析和F检测，结果表明，处理间方差F= 31.91＞F0.05= 4.76和F0.01=9.78，说明处理间的产量显著差异可信。处理3、处理2、处理4 与处理1 相比均有显著差异，处理3 与处理2、处理4 相比有显著差异，处理2 与处理4相比无显著差异。处理3 的产量显著高于其它处理，平均亩产量为998.86 kg，比处理1 增产28.7%，比处理2 增产18.2%，比处理4 增产20.1%。说明处理3对于提高玉米产量来说是最佳的灌水水平。

表4 不同滴灌量处理玉米产量

2.6 不同滴灌量处理玉米耗水量分析。不同滴灌量处理各生育阶段天数、降雨量、灌水量、耗水量及日耗水量反映了玉米全生育期生长的规律及需水情况。其它管理一致的条件下，灌水越多，生产成本也就越高。如表5 所示，玉米全生育期138 d。水分生产率是衡量农业生产水平和农业用水科学性与合理性的综合指标，也是节水灌溉与高效农业发展的重要指标之一。处理3 水分生产率高于其它处理，最大幅度为32.7%，最小为1.3%。从达到最大产出和节水效果相协调的目的出发，处理3 表现最好，产量达到最大，水分生产率也最大。处理1 耗水量最少，但产量最低，导致减产。处理2 和处理4 产量相差不大，水分生产效率与处理3 相比，明显降低，尤其是处理4，水分生产率最低。

2.7 不同滴灌处理经济效益分析。如表6 所示，在不计算除水分以外其它成本的情况下，处理3 收益最高，水分生产效益也最高，较处理1 高27.09%，较处理4 提高22.24%，经济效益最好。

表6 不同滴灌量处理玉米经济效益

3 结论与讨论

滴灌是目前节水能力最强的灌溉方式[2]，本地玉米机械化种植程度较高，在全程机械化基础上，推广采用浅埋滴灌技术，既免除了膜下滴灌技术造成的农膜污染问题[5～6]，还减少了环境污染[7]，降低了生产成本。因此，浅埋滴灌技术的应用成为本地节水农业的又一个突破。本研究表明，在自然降雨量等自然条件、种植模式、土壤肥力及田间管理措施相同的条件下，生育期有效降雨量(≥5 mm)为284.4 mm，年灌水量为189 mm(处理3)时，玉米的生长指标表现最好，产量最高，水分生产效率最高，经济效益最好。