一年兩熟區(qū)夏玉米免耕施水播種機施水量試驗研究

何俊達，馬洪亮，魏淑艷，田艷博，黃聰慧

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，河北 保定　071000)

?

一年兩熟區(qū)夏玉米免耕施水播種機施水量試驗研究

何俊達，馬洪亮，魏淑艷，田艷博，黃聰慧

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，河北 保定071000)

摘要：針對一年兩熟地區(qū)夏季玉米免耕施水播種機施水量的問題，通過試驗對種植土壤設(shè)定了不同的含水量及不同的秸稈覆蓋量，在保證玉米出苗率和生長高度下的條件下，測定了其條溝施水量，為夏玉米施水播種機具的關(guān)鍵部件及其相關(guān)研究提供了設(shè)計依據(jù)。

關(guān)鍵詞：玉米；免耕播種；小麥秸稈覆蓋；施水量；條播

0引言

一年兩熟區(qū)夏玉米免耕施水播種與用于我國東北、西北春季玉米播種施水播種比較有以下特點：①夏玉米免耕播種的地表覆蓋大量粉碎的小麥秸稈，且土壤堅實度較高；②天氣晴熱，地表蒸發(fā)量大；③夏玉米是在小麥收割后播種，播種期短，施水播種主要為了及時播種。一年兩熟區(qū)夏玉米免耕施水播種技術(shù)是玉米免耕播種和施水播種兩種節(jié)水抗旱技術(shù)的結(jié)合，旨在減少玉米種植過程灌溉次數(shù)，是河北省一年兩熟地區(qū)玉米種植有效的節(jié)水抗旱措施。

1995以后,我國許多研究者對行走式節(jié)水灌溉技術(shù)的節(jié)水機理、機具開發(fā)及施水量等進行了大量研究工作。孫驪和呂新民、陳禮德和鄂卓茂、張淑敏等對坐水播種載水量、水箱容積與條灌施水量進行了研究，并給出了機組載水量與施水量的估算公式[1-3]。游彩虹試驗研究了施水播種機的開溝部件[4]。尹光華等認為：施水量應(yīng)使種子出苗后25～35天內(nèi)能夠保證幼苗正常生長，當試驗地為壤土、0～200mm土層內(nèi)質(zhì)量含水率若為8%～10%時，玉米的適宜施水量為45～75m3/hm2[5]。陳禮德等針對2BSL-1型壟作施水播種機提出最大施水量為30～60m3/hm2[6]。孫彥君等針對2BFS-2暗式注水灌溉點播機的研制得出最大施水量31.5m3/hm2的結(jié)論[7]。高仲弟等針對2BFS-2型下注式施水播種機提出的灌水量范圍為20～75m3/hm2[8]。內(nèi)蒙古韓世祥得出保證出苗的施水量應(yīng)該是9～22.5 m3/hm2的研究結(jié)果[9]。黑龍江省農(nóng)業(yè)機械工程科學(xué)研究院孫仕明等針對2BMS-1(2)型施水覆膜精播機提出的施水量也為15～30m3/hm2[10]。王利強對穴播穴灌播種需要的灌水量進行了系統(tǒng)的試驗研究，確定每穴100mL為施水播種的設(shè)計穴灌水量[11]。但目前針對一年兩熟區(qū)夏玉米免耕施水播種的施水技術(shù)理論和試驗研究未見報道，機具研制工作還未展開。

1試驗材料和方法

1.1　試驗材料

玉米選用河北眾信種業(yè)科技有限公司所出品的眾信338，生育期103天左右，適宜密度6 000～6 750株/hm2，平均質(zhì)量0.27g，含水量不低于13.0%。粉碎后的小麥秸稈和小麥根茬。試驗設(shè)備為電子秤1臺，電熱鼓風(fēng)干燥箱1臺，土槽9個，燒杯若干，盛土器皿若干。試驗時間為2014年6月-2014年7月，試驗地點為河北農(nóng)業(yè)大學(xué)。

1.2　試驗方案

1.2.1試驗因素

1)初始含水量：正常土壤含水量(二類墑)取10%，取干旱(失墑)和多雨(一類墑)時的土壤含水量作為對比，分別為5%和15%。

2)秸稈覆蓋量：在耕地中秸稈覆蓋情況主要分為3種：①小麥秸稈粉碎全部還田覆蓋并在溝槽兩側(cè)埋有秸稈根茬；②只有溝槽兩側(cè)的秸稈根茬而表面沒有秸稈覆蓋；③未有覆蓋的秸稈。在本次試驗中，模擬為3個水平，分別為全覆蓋、半覆蓋、無覆蓋。

條溝施水量取6個水平160、240、320、400、480、560mL/m。

1.2.2試驗指標

在不同初始土壤濕度、施水量和秸稈覆蓋量的情況下，玉米種子的出苗率和苗的生長高度。

1.2.3試驗設(shè)計

取100g試驗土壤在自然狀態(tài)下風(fēng)干、稱重，然后放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥，再次稱重，計算出其在自然狀態(tài)下風(fēng)干后的含水量為3.1%；再取54kg風(fēng)干后的土壤，將其平均分成9份，平鋪在托盤上，將水均勻地噴在試驗土壤上后放入干燥的土槽中用保鮮膜密封，待其充分滲透，并對土槽做好標號，代用。土槽的標號及其含水量、試驗土質(zhì)量、加水量、土槽數(shù)量如表1所示。

表1　試驗參數(shù)表

將小麥根茬埋在溝槽兩側(cè)，并把試驗用土夯實。

條播開溝尺寸為寬6cm、深4cm，每個土槽中放置3個種子作為對比試驗，開溝和種子在土槽的位置如圖1所示。

圖1　溝槽尺寸和種子的位置

試驗在2014年6月-7月之間完成，共做了6組，每組為期8天，共48天。試驗期間的平均溫度如圖2所示。

圖2　試驗期間的溫度

2試驗結(jié)果與數(shù)據(jù)

2.1　試驗數(shù)據(jù)

初始含水量為5%和10%時，在不同含水量、秸稈覆蓋量的情況下，出苗率和時間的關(guān)系如表2所示。

表2　出苗率和時間的關(guān)系

續(xù)表2　出苗率和時間的關(guān)系

由于初始含水量為15%的情況只為參照試驗，具體情況不做贅述。

玉米種子在種植后第4天開始出芽，每個土槽中每有1個芽高超過5cm計1分[12]。種植初始條件、施水量和得分情況如表3所示。

表3　種子出苗得分表

續(xù)表3

2.2　試驗分析

分析表2和表3可知：

1)出苗率隨著時間的增加而增加，到第6天時達到最高，在第7天之后的出苗率基本保持不變。這說明，播種第6天起出苗率趨于穩(wěn)定。

2)在施水量和秸稈覆蓋量一定的情況下，出苗率隨著初始含水量的增高而增高。土壤初始含水量為5%時，種子只有在施水量高于560mL/m時才能出苗，低于560mL/m均不能出苗。土壤初始含水量為15%時，施水量160mL/m以上均可出苗。

3)當施水量和土壤初始含水量一定時，無秸稈覆蓋時的出苗率略高于半秸稈覆蓋的出苗率；但因出苗后的生長高度不足5cm，并考慮到實際的種植情況，所以半覆蓋和無覆蓋的施水量相同。然而，在秸稈全覆蓋的情況下，相對于前兩種的覆蓋方式，其施水量明顯減少。這說明，秸稈全覆蓋可以減少水分的消耗，使灌溉水量既能滿足玉米發(fā)芽出苗所需要的水分，又能達到節(jié)約用水的目的。

3結(jié)論

全覆蓋時，初始含水量為5%和10%所測定的臨界施水量分別為560mL/m和320mL/m。在玉米播種作業(yè)中，行距一般在0.3～0.6m之間，則施水量的范圍如表4所示。

表4　施水量的范圍

由表4可知：本試驗的條灌施水量應(yīng)在5.32～10.66m3/hm2之間。

通過本次試驗可以看出：在全覆蓋、正常墑情的條件下當施水量達到320mL/m時，玉米的出苗率及生長情況均可滿足基本的播種施水所需要求；但考慮到工作時的機械消耗、環(huán)境等實際情況，為保險起見，播種施水量定為400mL/m，既6.64～13.32m3/hm2。

參考文獻：

[1]孫驪,呂新民.早地節(jié)水型播種機施水問題研究[J].干早地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1997，15(2): 94-98.

[2]陳禮德,鄂卓茂,王繼成,等.2BSL-1型壟作施水播種機的開發(fā)研究[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，5(6): 43-46.

[3]張淑敏,尹麗娟，鄂卓茂.施水溝播機的試驗研究與機構(gòu)設(shè)計[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2001，6(6):48-52.

[4]游彩虹.抗旱坐水覆膜播種機坐水部件的試驗研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2002.

[5]尹光華，陳溫福，劉作新,等.中國北方半干旱區(qū)機械化坐水種技術(shù)研究[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2007，28(2)：238-240.

[6]陳禮德,鄂卓茂.2BSL-1型壟作施水播種機的開發(fā)研究[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，5(6): 43-46.

[7]孫彥君，陶延懷，周宙,等. 2BFS—2暗式注水灌溉點播機的研制[J] .林業(yè)機械與木工設(shè)備，2000，28(12)：10-11.

[8]高仲弟，高媛，朱萬海. 2BFS-2 型下注式施水播種機的研究[J] .糧油加工與食品機械，1999，264(6)：15-17.

[9]韓世祥.內(nèi)蒙古烏盟干旱區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的探討[J].農(nóng)機與食品機械，1999(6)：30-31.

[10]孫仕明，劉國平.張凱.黑龍江省旱區(qū)補墑播種技術(shù)及配套機具研究[J] .農(nóng)機化研究，1999(2):32-35.

[11]吳崇友，金誠謙，涂安富,等.我國坐水播種機需重點解決的幾個技術(shù)問題[J].中國農(nóng)機化，2006(6)：23-25.

[12]王利強.穴灌坐水播種機水路系統(tǒng)的設(shè)計與試驗研究[D].沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

Experimental Investigation on Water Supply of the No-tillage Summer Maize Sowing Machine in Annual Double Cropping Areas

He Junda， Ma Hongliang， Wei Shuyan， Tian Yanbo, Huang Conghui

(College of Mechanical and Electrical Engineering, Agricultural University of Hebei, Baoding 071000,China)

Abstract：To determine the water supply of the summer corn no-tillage irrigating- sowing machine in double cropping area, in this test, we set up different planting soil moisture, and different straw coverage, determination of the water supply under the corn germination rate and growth height. In order to provide design basis for the key components of water system the of the summer corn irrigating- sowing machine and the related research.

Key words：corn; no-tillage seeding；wheat stalk mulch；water supply；seeding in drill

中圖分類號：S223.2+6

文獻標識碼：A

文章編號：1003-188X(2016)12-0188-05

作者簡介：何俊達(1988-),男，烏魯木齊人，碩士研究生，(E-mail) hjd1221@126.com。通訊作者：馬洪亮(1965-)，男，河北青縣人，教授，碩士生導(dǎo)師，(E-mail) mahongliang0312@126.com。

基金項目：河北省自然科學(xué)基金項目(E2014204069)

收稿日期：2015-11-11