大田玉米配水模式在西營河灌區(qū)的應(yīng)用與研究

魯學(xué)成

（甘肅省武威市涼州區(qū)西營河水利管理處，733000，武威）

西營河灌區(qū)位于石羊河水系的中上游，是一個以農(nóng)業(yè)灌溉為主的大型自流灌區(qū)。1995年以來，隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，灌區(qū)中下游區(qū)域?qū)Υ筇镉衩住⒅品N玉米逐步采用半膜種植技術(shù)，玉米種植面積逐步擴(kuò)大，至 2008年以后，玉米種植全部采用覆膜玉米種植技術(shù)，2009年覆膜玉米種植面積達(dá)到6 046 hm2（其中壟膜溝灌玉米 2 173 hm2），2010年達(dá)到6 413hm2（其中壟膜溝灌玉米400hm2）。

一、大田玉米配水模式的運行測定

西營河灌區(qū)于2010年6月制定了《西營河灌區(qū)大田玉米配水模式示范點實施方案》，并在灌區(qū)9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別建立了示范觀測點、片，對大田玉米全膜平作、全膜壟作溝灌、全膜雙壟溝播的灌水流量、灌水定額、節(jié)水效益、作物產(chǎn)量、灌水前后土壤含水率進(jìn)行了測定。

1.大田全膜平作玉米定額的測定

對大田全膜平作玉米定額的測定主要有：不同流量、不同面積大小、不同地塊（坡度）大田全膜平作玉米的灌水定額測定。

①不同流量下的灌水定額。經(jīng)實測，在面積基本相同的情況下，流量小于0.7 m3/s時，玉米作物1～3輪水的灌溉定額為4 162.5 m3/hm2，流量在0.1～0.15 m3/s時，灌溉定額為3 685.5 m3/hm2，灌水定額相差 477m3/hm2。

②不同面積的灌水定額。在灌水流量相同的情況下，地塊長度在60 m以內(nèi)，灌溉面積在0.133 hm2以下，灌溉定額為3 685 m3/hm2，地塊長度超過80 m，灌溉面積在0.2 hm2以上，灌溉定額為4 064 m3/hm2，灌水定額增加379m3/hm2。

③不同坡度下的灌水定額。在流量及面積相同的情況下，坡度在p＝1.5‰時（順坡地），平均灌水定額為1 228.5 m3/hm2，平均水深 79 mm，坡度在 p＝-1.15‰時（翹頭地），平均灌水定額為1 804.5 m3/hm2，平均水深138 mm，翹頭地比順坡地灌水定額增加576m3/hm2，水深增加 59 mm。

2.全膜壟作溝灌玉米定額的測定

對大田全膜壟作溝灌玉米定額的測定主要有：觀測單溝壟作玉米灌水時，達(dá)到不淹壟的單溝流量、水流推進(jìn)速度（流速）、水流到達(dá)地塊尾部的單溝灌水時間、灌水量；觀測地塊中水剛好流到地塊壟溝尾部，不淹壟面的灌水定額。

（1）按技術(shù)要求對灌水定額的測定

全膜壟作溝灌玉米在土地平整、坡度為1‰～2.5‰，起壟標(biāo)準(zhǔn)，壟溝順直，灌水過程中不淹壟面的情況下，單溝流量為 0.016～0.025 m3/s，多溝流量為0.016～0.05 m3/s，灌水定額一般在 824.85～974.9m3/hm2之間。

（2）對照區(qū)壟作溝灌玉米的灌水定額

受地塊平整度，壟膜、壟溝的標(biāo)準(zhǔn)，種植方式的不同，灌水習(xí)慣等因素的影響，農(nóng)戶種植的壟作溝灌玉米，做不到在灌水過程中不淹壟面，因此，灌水定額在1335～165m3/hm2之間。灌區(qū)不同區(qū)域壟作溝灌玉米的灌水定額見表1。

二、大田玉米土壤含水量的測定

為了準(zhǔn)確掌握大田全膜平作玉米各生育期的需水規(guī)律，在各示范地塊內(nèi)，對大田玉米全膜平作、全膜壟作溝灌每輪次灌水前1～2天、灌水后5天在每個測點分別對深度為0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm 進(jìn)行了土壤相對濕度的測定。永豐、南河示范點10～20 cm土壤相對濕度見表2。

從表2實測結(jié)果看出，全膜平作區(qū)的土壤含水率略高于全膜壟作區(qū)，全膜平作灌前土壤濕度在34%左右，而全膜壟作土壤相對濕度在25%～30%之間。如遇2010年7月35℃以上連續(xù)高溫天氣，永豐示范點水全膜壟作區(qū)按照試驗要求進(jìn)行灌溉，第二輪水灌后16天，三輪水灌前土壤相對濕度為14.84%，玉米作物底層葉片枯萎，作物中度受旱。南河示范點由于灌水定額較高，灌前土壤相對濕度為26.61%，作物輕度受旱。

表1 不同區(qū)域壟作溝灌玉米的灌水定額

表2 10～20 cm土壤相對濕度

表3 壟作溝灌玉米與平作玉米對比試驗

三、不同配水模式下大田玉米產(chǎn)量的測定

在大田玉米收獲期，灌區(qū)對各示范點大田玉米作物分別進(jìn)行了考種測產(chǎn)和效益對比分析。具體見表3。

通過對全膜平作玉米和全膜壟作玉米產(chǎn)量的測定，全膜平作玉米平均產(chǎn)量為13770kg/hm2，全膜壟作玉米平均產(chǎn)量為16581kg/hm2，全膜壟作玉米產(chǎn)量比全膜平作玉米高2811kg/hm2。

四、不同配水模式下大田玉米存在的問題

1.大田全膜平作玉米

集雨效果不明顯。經(jīng)實地觀測，降水后除作物根部有少量雨水滲入外，其余大部分水量都被棵間蒸發(fā)，作物吸收利用量少。

覆膜不規(guī)范。農(nóng)戶在覆膜過程中，為節(jié)省地膜未能嚴(yán)格按照全膜玉米的種植規(guī)范進(jìn)行種植，將全膜平作種植為半膜平作，導(dǎo)致土壤的保墑性降低。

地塊面積過大。灌區(qū)部分條田面積過大，條田長度在100m以上，農(nóng)戶習(xí)慣大水漫灌，無開地頭溝的習(xí)慣，田間灌水定額較高。

2.大田玉米全膜壟作溝灌

西營河灌區(qū)雖然對干支渠道進(jìn)行了改造，但田間斗、農(nóng)、毛渠配套率較低，而且90%的地塊沒有地頭溝。灌區(qū)斗農(nóng)渠流量在0.2～0.3 m3/s，而全膜壟作溝灌玉米灌水流量應(yīng)控制在0.02～0.05 m3/s，不能很好地執(zhí)行多口分流和小流量灌溉。

灌區(qū)灌溉面積較大，水庫調(diào)蓄能力低，加之在灌溉期間，正好進(jìn)入汛期，水庫限制蓄水，而作物的供水灌溉按照輪期執(zhí)行，因此水源沒有保障，即使有一次有效降水，灌區(qū)也無法真正做到因降水而停止或延期灌溉。

灌區(qū)實行水權(quán)水價改革以后，各協(xié)會均實行了“配水到戶，分時到田”的灌水方法，而壟膜溝灌需要小流量灌溉，但灌區(qū)現(xiàn)配套的斗農(nóng)渠道量水設(shè)施不健全，如果大規(guī)模推行壟作溝灌玉米的配水模式，按目前壟作溝灌全膜玉米的灌水輪期，必須采取支渠續(xù)灌，斗、農(nóng)渠輪灌的灌水方式，農(nóng)戶在灌水時間上延長2～3倍甚至更多，用水戶協(xié)會的工作量也大大增加。

表4 大田全膜平作玉米灌溉制度

表5 大田全膜壟作玉米灌溉制度

土地不平整是影響全膜壟作溝灌玉米的主要因素之一。經(jīng)多年實踐證明，灌區(qū)適宜的耕地坡度為1‰～2.5‰，但是灌區(qū)耕地由于自然地理條件的原因，加之灌區(qū)的耕地都用機(jī)械化種植，往往形成“翹頭地”或地塊不平整，溝灌最后變成了漫灌，反而增加了灌溉用水量。

灌區(qū)大部分全膜壟作溝灌玉米種植均在壟頂或壟側(cè)，壟溝被全膜覆蓋，在未播種前，降水匯聚到壟溝后無法滲入土壤而被田間蒸發(fā)，無法有效利用降水，在播種后施肥難度較大。

五、大田玉米適宜的灌水模式

通過對大田全膜平作玉米、全膜壟作溝灌玉米各生育期灌水流量、灌水定額、節(jié)水效益、作物產(chǎn)量、灌前灌后土壤含水率的試驗與測定，認(rèn)為適宜灌區(qū)大田全膜平作玉米、全膜壟作溝灌玉米的配水制度、灌溉制度為：

1.大田全膜平作玉米

①實行區(qū)域化種植。在灌溉過程中灌區(qū)實行以斗、農(nóng)渠為單元的統(tǒng)一供水灌溉，減少輸水損失。

②大田玉米作物全生育期灌水4次，輪期在20～26天之間。

③在面積過大的條田，條田長度超過80 m，應(yīng)選擇開2～3條地頭溝同時灌水。

④對“翹頭地”或不平整的地塊進(jìn)行平整，灌區(qū)適宜的土地坡度為1‰～2.5‰。

⑤建立健全協(xié)會管水、灌水組織，田間用水必須實行配水到戶，分時到田。

⑥灌溉制度見表4。

2.大田全膜壟作玉米

①全膜壟作溝灌玉米應(yīng)以斗渠為單元進(jìn)行區(qū)域化種植，種植面積達(dá)到95%以上，采取支渠續(xù)灌、斗農(nóng)渠輪灌的灌水方式。

②灌水流量控制。斗口供水流量控制在0.1m3/s以內(nèi)，農(nóng)渠流量在0.016～0.05m3/s之間。

③當(dāng)進(jìn)水口流量在0.03～0.1 m3/s時，一般進(jìn)行多溝灌，且在地頭預(yù)留0.6 m寬的地塊不進(jìn)行地膜覆蓋，以便于向各壟溝輸水。

④配套末級渠道的量水設(shè)施。應(yīng)在農(nóng)渠首端和農(nóng)渠分水口上配置量水設(shè)施，便于在灌溉期間多口分流，準(zhǔn)確分水，配水到戶，分水到田。

⑤建立健全協(xié)會管水、灌水組織，田間必須實行配水到戶，分時到田，灌溉時要結(jié)合灌區(qū)地形條件，地塊長度在60 m以上時，要開設(shè)地頭溝，應(yīng)引水至1/2處分區(qū)灌溉。

⑥初擬灌溉制度見表5。

六、結(jié) 語

玉米全膜壟作溝灌技術(shù)是旱作農(nóng)業(yè)的一項創(chuàng)新技術(shù)。鑒于西營河灌區(qū)目前的水庫調(diào)蓄能力、田間工程配套、量水設(shè)施情況以及協(xié)會、農(nóng)民用水戶的灌水習(xí)慣，區(qū)域化種植均未達(dá)到小流量灌溉的要求，在用水量上玉米全膜壟作溝灌與平作玉米基本一致，但全膜平作玉米平均產(chǎn)量13 770 kg/hm2，全膜壟作玉米平均產(chǎn)量為16 581 kg/hm2，全膜壟作玉米產(chǎn)量比全膜平作玉米產(chǎn)量高2811kg/hm2，因此，隨著渠系配套的完善，農(nóng)藝技術(shù)的提高，玉米全膜壟作溝灌技術(shù)可在灌區(qū)進(jìn)行大面積推廣。

[1]王文焰.我國北方旱作節(jié)水灌溉技術(shù)的研究與發(fā)展[J].河北工程技術(shù)高等專科學(xué)校學(xué)報，2001（4）.

[2]李援農(nóng)，等.壟膜覆蓋膜孔溝灌技術(shù)要素試驗研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2006（4）.

[3]李援農(nóng)，王丙英.地膜覆蓋灌水技術(shù)在北方地區(qū)的應(yīng)用[J].節(jié)水灌溉，2006（2）.

[4]李援農(nóng)，張曉鵬，費良軍，李方紅.壟膜覆蓋膜孔溝灌技術(shù)要素試驗研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2006（4）.