注灌施肥對(duì)全膜雙壟溝播玉米產(chǎn)量及土壤水分的影響

崔云玲，張立勤，車(chē)宗賢

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所，甘肅蘭州 730070）

注灌施肥對(duì)全膜雙壟溝播玉米產(chǎn)量及土壤水分的影響

崔云玲，張立勤，車(chē)宗賢

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所，甘肅蘭州 730070）

在榆中縣旱作區(qū)全膜雙壟溝播栽培下，觀察了不同注灌施肥處理對(duì)玉米產(chǎn)量及土壤水分含量的影響。結(jié)果表明，不同水肥條件對(duì)玉米產(chǎn)量均有一定的影響?；㎞ 180.00kg/hm2、P2O5120.00kg/hm2、ZnSO47.50kg/hm2、K2O 30.00kg/hm2，拔節(jié)期和大喇叭口期各注水30m3/hm2處理下玉米折合產(chǎn)量最高，為14 157.6kg/hm2。玉米抽雄期0～60cm土層含水量各處理變化趨勢(shì)相同，均表現(xiàn)為0～20cm土層含水量較高，20～60cm土層含水量相對(duì)較低，且相互間無(wú)明顯差異。注水對(duì)水分利用效率的影響不顯著。

全膜雙壟溝播；玉米；注灌施肥；產(chǎn)量；土壤水分

旱地全膜雙壟溝播技術(shù)是根據(jù)甘肅省中東部農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際研究提出的一項(xiàng)重大旱作農(nóng)業(yè)新技術(shù)［1～3］。其核心是在地表起大小雙壟并在雙壟之間形成集雨溝槽，用地膜全地面覆蓋，在溝內(nèi)播種作物。該技術(shù)體系集壟面集流、覆膜抑蒸、壟溝種植技術(shù)于一體，大幅度提高了土壤水分的保蓄率、降水利用率和水分利用效率，并使玉米等作物增產(chǎn)30%以上。由于該技術(shù)極其顯著的集雨、保墑和增產(chǎn)作用［4～8］，2004年起在甘肅、青海、寧夏、內(nèi)蒙古和陜西等地旱作區(qū)大面積推廣應(yīng)用，至2012年僅甘肅省應(yīng)用面積已超過(guò)66.67萬(wàn)hm2。但旱地全膜雙壟溝播以往的研究主要集中在栽培技術(shù)、與常規(guī)種植模式相互比較、增產(chǎn)機(jī)理和對(duì)降水的高效利用等方面［9～17］，而該模式下注灌施肥對(duì)作物產(chǎn)量及水分利用的影響研究較少。我們針對(duì)旱作區(qū)集流雨水補(bǔ)償灌溉利用率不高、作物生育前期干旱少雨和全膜覆蓋追肥難及中后期脫肥等問(wèn)題，于2012年開(kāi)展了“雨水蓄集+全膜雙壟溝播技術(shù)+施肥”于一體的旱作區(qū)玉米水肥一體化技術(shù)研究，明確了全膜雙壟溝播條件下補(bǔ)水追肥對(duì)玉米產(chǎn)量及水肥利用和土壤水庫(kù)的補(bǔ)給情況。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示玉米品種為沈單16號(hào)。供試氮肥為尿素（含N 46%），土施磷肥為普通過(guò)磷酸鈣（含P2O512%），追施速溶磷肥為85%磷酸，鉀肥為硫酸鉀（含K2O 50%）。

1.2 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2012年3—10月在榆中縣小康營(yíng)鄉(xiāng)小康營(yíng)村進(jìn)行。海拔2 070m，東經(jīng)104°9′，北緯35° 50′，年平均氣溫6.2℃，≥0℃積溫3 044℃，≥10℃有效積溫2 179℃，年降水量300mm左右，蒸發(fā)量1 500mm左右，農(nóng)作物生長(zhǎng)期196d，平均無(wú)霜期120d，屬甘肅省中部地區(qū)典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)。土壤類(lèi)型為黑壚土川臺(tái)麻土，耕層土壤養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)14.6g/kg、水解氮96.8mg/kg、速效磷16.7mg/kg、速效鉀217.4mg/kg、pH為8.24。前茬玉米，常年精耕細(xì)作，土壤肥力較高。玉米生長(zhǎng)期間降水情況見(jiàn)圖1。

圖1 玉米生長(zhǎng)期降水量

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)7個(gè)處理（表1），隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積33m2，前茬玉米。采用全膜雙壟溝播種植，每帶幅寬110cm，其中大壟寬70cm、高10cm，小壟寬40cm、高15cm，大小壟相間形成播種溝。4月20日結(jié)合整地按試驗(yàn)方案基施肥料后起壟覆膜，4月28日播種，播深3～5cm，播種密度5.5萬(wàn)株/hm2。注水時(shí)按試驗(yàn)方案稱取肥料，將肥料倒入適量水中完全溶解，再按試驗(yàn)設(shè)計(jì)注水量加入注灌機(jī)混勻后隨水注入。其余管理同當(dāng)?shù)卮筇?。試?yàn)以20cm為1層分別于播種前、收獲后測(cè)定0～100cm土壤含水量，于抽雄期、灌漿期測(cè)定0～60cm土壤含水量。9月28日玉米成熟后分小區(qū)取10株進(jìn)行室內(nèi)常規(guī)考種，各小區(qū)單收計(jì)產(chǎn)。數(shù)據(jù)均采用Excel和DPS軟件分析。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 土壤水分含量采用烘干稱重法測(cè)定，計(jì)算公式為：w=［（W1-W）/W］×100%，式中，w為土壤重量含水量，W1為濕土重量，W為干土重。

1.4.2 作物耗水量作物耗水量用農(nóng)田水分平衡法計(jì)算。簡(jiǎn)化的農(nóng)田水分平衡方程式為：ET= P-△W，式中，ET為作物耗水量；P為降水量；△W為時(shí)段末與時(shí)段初土壤貯水量之差。式中各分量均以mm為單位。

1.4.3 作物水分利用效率作物水分利用效率為作物消耗單位水量生產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（籽粒產(chǎn)量），其表達(dá)式為：WUE=y/ET，式中，y為單位面積的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量；ET為作物一生的耗水量。

2 結(jié)果與分析

表1 試驗(yàn)方案

表2 不同水肥條件對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

2.1 不同水肥條件下的玉米產(chǎn)量

通過(guò)表2可以看出，不同水肥條件下，玉米折合產(chǎn)量以CK3最高，為14 157.6kg/hm2，較其余處理增產(chǎn)490.9～2254.6kg/hm2。其中較CK1增產(chǎn)2 072.8kg/hm2，增產(chǎn)率17.2%；較CK2增產(chǎn)2 254.6kg/hm2，增產(chǎn)率18.9%。處理5次之，為13 666.7kg/hm2，較CK1增產(chǎn)1 581.9kg/hm2，增產(chǎn)率13.1%；較CK2增產(chǎn)1 763.7kg/hm2，增產(chǎn)率14.8%。對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行方差分析的結(jié)果表明（F=4.293＞F0.01=4.01），CK3與CK1、CK2之間差異達(dá)極顯著水平，與其余處理之間差異不顯著；處理5與CK1、CK2差異達(dá)顯著水平，與處理4、處理6、處理7差異不顯著。

2.2 不同水肥條件下田間土壤水分變化

通過(guò)圖2可以看出，玉米抽雄期各處理0～60cm土層含水量變化趨勢(shì)相同，均表現(xiàn)為0～20cm土層土壤含水量較高，20～60cm土層土壤含水量相對(duì)較低，且不同處理間無(wú)明顯差異。在玉米灌漿期（圖3），除處理7的0～20cm土層含水量略低外，其余處理為14.55%～15.95%；20～60cm土層含水量各處理相差不大，為11.69%～13.50%。玉米收獲期（圖4），0～100cm土層土壤含水量處理2相對(duì)較低，其余處理水分垂直分布雖然差別較大，但在該土層內(nèi)的平均含水量變化范圍不大，為11.68%～12.73%。

圖2 第1次注水前（抽雄期）0～60cm土層土壤水分分布

圖3 第2次注水前（灌漿期）0～60cm土層土壤水分分布

圖4 收獲期0～100cm土層土壤水分分布

圖5 玉米播種前及收獲后0～100cm土層土壤水分分布

玉米播前及收獲后，0～100cm土層土壤水分垂直分布見(jiàn)圖5，盡管試驗(yàn)?zāi)暧衩咨诮邓^為充沛，達(dá)337.2mm，但降水對(duì)土壤水庫(kù)依然沒(méi)有補(bǔ)充，表現(xiàn)為0～100cm土層含水量收獲期遠(yuǎn)低于播種期，全生育期耗水量為351.67～387.25mm，即玉米在生長(zhǎng)期內(nèi)不但消耗了全部的降水，而且對(duì)0～100cm土層土壤的貯存水分消耗也較大。

2.3 水肥條件對(duì)玉米耗水量和水分利用效率的影響

從表3可以看出，水肥條件對(duì)玉米生育期耗水量有一定的影響。耗水量以處理6最低，生育期耗水351.67mm，分別較CK1、CK2、CK3低16.22、35.58、34.06mm。CK2、CK3生育期耗水量較大，分別為387.25、385.73mm。CK3耗水量較大是由于玉米產(chǎn)量較高，對(duì)水分的需求也相應(yīng)增大。水分利用效率以CK1最高，分別比其他處理增加0.78～6.09kg/（mm·hm2），增幅2.13%～19.46%。其次為處理6、CK3，分別為36.54、35.97kg/（mm·hm2）。方差分析表明，所有處理間水分利用效率差異均不顯著。

表3 水肥條件對(duì)玉米水分利用效率的影響

3 小結(jié)與討論

1）在榆中縣旱作區(qū)玉米全膜雙壟溝播栽培中，不同水肥條件對(duì)玉米產(chǎn)量均有一定的影響?；㎞ 180.00kg/hm2、P2O5120.00kg/hm2、ZnSO47.50kg/hm2、K2O 30.00kg/hm2，拔節(jié)期和大喇叭口期各注水30m3/hm2條件下折合產(chǎn)量最高，為14 157.6kg/hm2，較基施P2O5120.00kg/hm2、ZnSO47.50kg/hm2、K2O 30.00kg/hm2增產(chǎn)2 072.5kg/hm2，增產(chǎn)率17.2%；較基施N 180.00kg/hm2、P2O5120.00kg/hm2、ZnSO47.50kg/hm2、K2O 30.00kg/hm2增產(chǎn)2 254.6kg/hm2，增產(chǎn)率18.9%。

2）玉米抽雄期0～60cm土層土壤含水量變化趨勢(shì)相同，均表現(xiàn)為0～20cm土層含水量較高，20～60cm土層含水量相對(duì)較低，且相互間無(wú)明顯差異。注水對(duì)水分利用效率差異不顯著，在水分不成為限制因素的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，注水補(bǔ)灌對(duì)玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響不大。

3）在生態(tài)類(lèi)型和土壤結(jié)構(gòu)與試驗(yàn)區(qū)相似的甘肅省廣大干旱雨養(yǎng)區(qū)，即使在降水量較為充沛的年份，作物生育期降水對(duì)地下土壤水庫(kù)補(bǔ)充極為有限，除休閑期降水外，地下土壤水庫(kù)長(zhǎng)期處于虧空狀態(tài)。土壤水分也主要集中在0～20cm耕層，耕層以下（60～80cm土層）土壤水分較低，因此土壤水庫(kù)的調(diào)蓄功能非常有限。也就是說(shuō)在干旱年份，作物可利用水分仍僅限于淺層，盡管作物自身抗旱性促使根系下扎，但深層土壤沒(méi)有足夠的水分供給作物生長(zhǎng)而致使作物受旱。

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（本文責(zé)編：陳偉）

Effect of Pouring Irrigation Fertilization on Yield and Soil Moisture of Corn Ditch Sowing in Double Ridge Mulched With Plastic Films

CUI Yun-ling，ZHANG Li-qin，CHE Zong-xian
（Institute of Soil，F(xiàn)ertilizer and Water-saving Agriculture，Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou Gansu 730070，China）

The effect of pouring irrigation fertilization on yield and soil moisture of corn ditch sowing in double ridge mulched with plastic films in dryland area of Yuzhong county was observed.The results showed that different water and fertilizer conditions had some effect on corn yield.The yield was the highest（14 157.6kg/hm2）which base application of N 180.00kg/hm2、P2O5120.00kg/hm2、ZnSO47.50kg/hm2、K2O 30.00kg/hm2under treatment for each injection water 30m3/hm2at jointing stage and the large bell stage.The treatments trend of the soil moisture in layer of 0～60cm was similar at corn tasseling stage which the soil moisture in layer of 0～20cm was higher，the soil moisture in layer of 20～60cm was relatively low，and there was no significant differences between each other.In addition，the effects of pouring irrigation on water use efficiency was not significant.

Ditch sowing in double ridge mulched with plastic films；Corn；Pouring irrigation fertilization；Yield；Soil moisture

S513

A

1001-1463（2014）02-0007-04

10.3969/j.issn.1001-1463.2014.02.003

2013-11-13

甘肅省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目“集雨補(bǔ)灌區(qū)玉米、馬鈴薯水肥一體化技術(shù)研發(fā)集成與示范”（GNCX-2011-35）部分內(nèi)容

崔云玲（1972—），女，甘肅永靖人，副研究員，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)與土壤肥料方面的研究工作。聯(lián)系電話：（0）13893425572。E-mail：tfscyl@163.com

車(chē)宗賢（1964—），男，甘肅會(huì)寧人，研究員，主要從事土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)等方面的研究與示范推廣工作。聯(lián)系電話：（0931）7614717。