微噴補(bǔ)灌對(duì)夏玉米產(chǎn)量和水分利用效率的影響

吳祥運(yùn)，王東，蔡曉，林祥，張俊鵬*

微噴補(bǔ)灌對(duì)夏玉米產(chǎn)量和水分利用效率的影響

吳祥運(yùn)1，王東2，蔡曉1，林祥2，張俊鵬1*

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利土木工程學(xué)院，山東 泰安 271018；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山東 泰安 271018）

提高夏玉米用水效率。2018—2019年設(shè)置4個(gè)微噴補(bǔ)灌處理，分別以0~10（W10）、0~20（W20）、0~30（W30）和0~40（W40）cm為目標(biāo)濕潤(rùn)土層，補(bǔ)灌的目標(biāo)土壤含水率為相應(yīng)土層的田間持水率，補(bǔ)灌時(shí)期均為夏玉米播種時(shí)、拔節(jié)期開(kāi)始時(shí)和抽雄期開(kāi)始時(shí)；以傳統(tǒng)畦灌模式（CK）為對(duì)照，研究了不同微噴補(bǔ)灌方案對(duì)夏玉米形態(tài)發(fā)育指標(biāo)、產(chǎn)量構(gòu)成、耗水量和水分利用效率（）的影響。隨著補(bǔ)灌目標(biāo)濕潤(rùn)土層深度的增加，夏玉米株高、葉面積指數(shù)（）、地上部干物質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量等指標(biāo)呈逐漸增大或先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)目標(biāo)濕潤(rùn)土層達(dá)到20 cm后，繼續(xù)增加灌水量對(duì)夏玉米生長(zhǎng)的促進(jìn)效應(yīng)減小，W20處理的各項(xiàng)指標(biāo)均能獲得較高值。耗水量和受補(bǔ)灌目標(biāo)濕潤(rùn)土層深度影響顯著，其中，耗水量隨目標(biāo)濕潤(rùn)土層深度的增加而增大，則與之相反。W20處理與CK和高水分（W40）處理相比，籽粒產(chǎn)量無(wú)顯著差異，但灌溉用水量減少47.33%~54.73%，耗水量顯著降低9.86%~13.85%，顯著提高11.48%~19.26%。建議試驗(yàn)區(qū)夏玉米微噴補(bǔ)灌的目標(biāo)濕潤(rùn)土層為0~20 cm，目標(biāo)含水率為田間持水率。

微噴補(bǔ)灌；夏玉米；產(chǎn)量；水分利用效率

0 引 言

【研究意義】玉米是我國(guó)三大主要糧食作物之一，廣泛用于食品加工、動(dòng)物飼料、工業(yè)化學(xué)品和生物能源等領(lǐng)域，玉米產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展對(duì)保障國(guó)家糧食和經(jīng)濟(jì)安全至關(guān)重要[1]。水分是夏玉米生長(zhǎng)所必需的因子，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為追求高產(chǎn)，灌水過(guò)量現(xiàn)象嚴(yán)重[2]。黃淮海平原是我國(guó)夏玉米的重要產(chǎn)區(qū)，其播種面積和產(chǎn)量分別占全國(guó)的37%和35%以上，但水資源總量?jī)H占全國(guó)的6%左右[3-4]。單位耕地面積水資源嚴(yán)重不足和水資源時(shí)空分布不均，已成為限制該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素。因此，采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，減少灌水定額、提高水分利用效率是該地區(qū)夏玉米節(jié)本增效和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。【研究進(jìn)展】微噴帶灌溉具有便于實(shí)施、省時(shí)省工和可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)小定額灌溉和水肥同步供給，與夏玉米傳統(tǒng)地面灌溉相比，微噴帶灌溉灌水量減少24%，產(chǎn)量及分別提高14.3%和10.3%[5]。研究表明，夏玉米苗期至灌漿期水分脅迫會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量顯著降低，但灌漿至成熟期缺水可以在不明顯降低產(chǎn)量的基礎(chǔ)上提高水分利用效率[6]。黃淮海平原普遍實(shí)行冬小麥-夏玉米一年二熟種植制度，由于前茬作物冬小麥對(duì)土壤貯水量的過(guò)度消耗和降雨時(shí)空分布不均勻，導(dǎo)致干旱時(shí)常發(fā)生，補(bǔ)充灌溉是提高該地區(qū)玉米產(chǎn)量及水分利用效率的重要措施[5]。然而，目前黃淮海平原夏玉米的主要灌水方式仍為地面灌，存在灌水定額大、水分利用效率低的問(wèn)題。【切入點(diǎn)】就黃淮海地區(qū)而言，以往針對(duì)夏玉米節(jié)水灌溉的研究主要以地面灌溉為主，通常以控制計(jì)劃濕潤(rùn)層土壤水分下限作為灌水依據(jù)，灌水時(shí)多采用定額灌溉或者灌至田間持水率，存在測(cè)墑土層深度大、測(cè)墑次數(shù)多、灌水定額偏大等問(wèn)題[7-9]。宋兆云[10]研究發(fā)現(xiàn)，在冬小麥生長(zhǎng)關(guān)鍵期將淺層土壤補(bǔ)灌至田間持水率可獲得較高的籽粒產(chǎn)量和水分利用效率。該技術(shù)模式節(jié)水高效，且操作簡(jiǎn)單。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究在綜合考慮夏玉米生長(zhǎng)季降雨分布和土壤貯水狀況的基礎(chǔ)上，借鑒貯墑灌溉模式的思路，以夏玉米關(guān)鍵生長(zhǎng)時(shí)期不同目標(biāo)濕潤(rùn)土層深度確定補(bǔ)灌水量，通過(guò)研究不同微噴補(bǔ)灌水量對(duì)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量構(gòu)成和水分利用效率的影響，探索該區(qū)夏玉米微噴補(bǔ)灌適宜方案，以期改進(jìn)玉米用水制度，為區(qū)域夏玉米節(jié)水高產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018—2019年6—9月在山東省泰安市道朗鎮(zhèn)玄莊村（36°12′ N，116°54′ E）進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)位于黃淮海平原東部，屬溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫13.3 ℃，年平均降水量為616 mm，年降水量變化較大且分配不均。試驗(yàn)區(qū)土壤類型為壤土，耕層0~20 cm土層土壤堿解氮量為71.80 mg/kg，速效鉀量為140.21 mg/kg，速效磷量為46.08 mg/kg。試驗(yàn)區(qū)0~100 cm土層土壤體積質(zhì)量和田間持水率如表1所示，地下水埋深大于5 m。2018年和2019年夏玉米生長(zhǎng)季降水量分別為502.0 mm和337.4 mm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用微噴灌水方式，依據(jù)目標(biāo)濕潤(rùn)土層深度，2018年設(shè)置3個(gè)微噴補(bǔ)灌水平，分別為0~20、0~30和0~40 cm，依次標(biāo)記為W20、W30和W40，補(bǔ)灌時(shí)期均為夏玉米播種時(shí)及拔節(jié)期和抽雄期開(kāi)始時(shí)，目標(biāo)土壤含水率為相應(yīng)土層的田間持水率；2019年，在此基礎(chǔ)上增設(shè)0~10 cm（W10）目標(biāo)濕潤(rùn)土層。各微噴補(bǔ)灌處理的施氮量均為240 kg/hm2，基氮、拔節(jié)氮、抽雄氮施用比例為1∶1∶1，其中，基氮底施，拔節(jié)期、抽雄期氮隨灌溉水施入。此外，采用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)中較為常用的灌水和施氮模式作為對(duì)照（CK），CK僅在播種后灌水1次，當(dāng)水流前鋒到達(dá)畦長(zhǎng)長(zhǎng)度的90%時(shí)停止灌水；施氮量為300 kg/hm2，其中，50%底施，50%于拔節(jié)期追施。氮、磷、鉀肥的類型分別為尿素（N，46%）、重過(guò)磷酸鈣（P2O5，46%）、氯化鉀（K2O，60%）。所有處理P2O5和K2O用量均為120 kg/hm2，作為底肥一次性施入。

表1 土壤體積質(zhì)量和田間持水率

試驗(yàn)小區(qū)面積96 m2（20 m×4.8 m）。2 a試驗(yàn)均于6月13日播種，于2018年9月26日和2019年9月25日收獲。試驗(yàn)地前茬作物為冬小麥，供試夏玉米品種為“登海618”，采用干播濕出等行距播種，行距60 cm，株距25 cm，密度為66 667 株/hm2。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)種植8行玉米，玉米行空間依次命名為L(zhǎng)1—L7，微噴帶分別鋪設(shè)在L2和L6。微噴帶類型為玉米專用微噴帶，微噴帶為斜6孔、折徑80 mm、工作壓力0.08 MPa、噴幅1.8 m，流量0.25 m3/(h·m)。灌溉水源為井水，采用水表計(jì)量，2 a試驗(yàn)灌水量如表2所示。其他田間管理措施同當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣一致。

表2 2018年和2019年各處理灌水量

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤水分

采用烘干法測(cè)定，分別于夏玉米播種時(shí)以及拔節(jié)期、抽雄期、灌漿期開(kāi)始時(shí)和收獲時(shí)測(cè)定土壤含水率，播種前和收獲后取土深度為2 m，其余時(shí)期為1 m，取土位置為微噴帶下方，其中0~40 cm土層每10 cm分為1層，40 cm土層以下每20 cm為1層。

1.3.2 株高和葉面積指數(shù)

在夏玉米抽雄吐絲期，于每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)選取3株代表性植株，使用卷尺測(cè)量玉米的株高及所有葉片長(zhǎng)度和最大寬度。葉面積指數(shù)[11]計(jì)算式為：

式中：（Leaf area index）為葉面積指數(shù)；為葉片數(shù)；l為單葉片長(zhǎng)度（cm）；b為單葉片最大寬度（cm）；為單株占地面積（cm2）。

1.3.3 地上部干物質(zhì)量

在夏玉米苗期、拔節(jié)期、抽雄吐絲期、灌漿期和收獲時(shí)，于每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)選取3株代表性植株取其地上部，分成莖稈、葉片和果穗等部分分別裝入牛皮紙袋放入烘箱中，105 ℃下殺青30 min后，75 ℃烘干至恒質(zhì)量，使用電子天平測(cè)定其干物質(zhì)量，最后換算成群體生物量（kg/hm2）。

采用Logistic函數(shù)對(duì)夏玉米地上部干物質(zhì)積累過(guò)程進(jìn)行非線性回歸擬合，Logistic函數(shù)表達(dá)式[12]為：

式中：為地上部干物質(zhì)量（kg/hm2）；為相應(yīng)的理論最大值（kg/hm2）；、均為回歸參數(shù)；為生長(zhǎng)時(shí)間（d）。

1.3.4 耗水量

作物生育期間耗水量根據(jù)水量平衡方程[13]計(jì)算：

式中：為夏玉米生育期內(nèi)的耗水量（mm）；為灌水量（mm）；為降水量（mm），由布設(shè)在試驗(yàn)場(chǎng)的氣象站測(cè)定；為生育期內(nèi)地下水對(duì)作物根系的補(bǔ)給量（mm）；為生育期內(nèi)試驗(yàn)區(qū)域的地表徑流量（mm）；為生育期內(nèi)根區(qū)深層滲漏量（mm）；Δ為生育期內(nèi)0~2 m土層土壤貯水變化量（mm）。試驗(yàn)區(qū)地下水埋深大于5 m且地勢(shì)平坦有畦埂，故地下水補(bǔ)給量和地表徑流量可忽略不計(jì)，采用Ertek等[14]報(bào)道的方法估算。

1.3.5 產(chǎn)量構(gòu)成

玉米收獲時(shí)，在每個(gè)小區(qū)中間行連續(xù)取15株樣本，將樣本風(fēng)干后測(cè)定其產(chǎn)量構(gòu)成要素（穗行數(shù)和行粒數(shù)），脫粒測(cè)定總質(zhì)量及其百粒質(zhì)量，折算籽粒產(chǎn)量，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.3.6 水分利用效率

水分利用效率（）計(jì)算式為[15]：

式中：為夏玉米籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2016和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，多重比較采用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)夏玉米株高和LAI的影響

表3為不同灌水處理對(duì)抽雄吐絲期夏玉米株高和的影響。由表3可知，微噴補(bǔ)灌處理夏玉米的株高和大于CK（除2018年W30處理的外）。2018年，3個(gè)微噴補(bǔ)灌處理間株高無(wú)顯著差異，但均顯著高于CK，W20、W30和W40處理的株高與CK相比分別增加5.07%、6.99%和8.42%；處理間無(wú)顯著差異。2019年，W20、W30和W40處理間株高和無(wú)顯著差異，但顯著大于CK和W10處理。與CK相比，W20、W30和W40處理的株高分別增加5.78%、7.74%和6.25%，依次增加9.61%、13.85%和12.08%。

表3 2018年和2019年不同灌水處理夏玉米株高和LAI

注 同列不同字母表示顯著性差異（＜0.05），下同。

2.2 不同處理對(duì)夏玉米地上部干物質(zhì)積累量的影響

表4顯示了2018—2019年不同灌水處理夏玉米的地上部干物質(zhì)積累量。從表4可以看出，玉米生育期間不同處理地上部干物質(zhì)積累量變化特征基本一致；與CK相比，除W10處理外，其余微噴補(bǔ)灌處理夏玉米地上部干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)出明顯的后發(fā)增長(zhǎng)效應(yīng)。夏玉米成熟期，微噴補(bǔ)灌處理的地上部干物質(zhì)積累量隨目標(biāo)濕潤(rùn)土層深度增加呈增大趨勢(shì)。其中，2018年，W20、W30和W40處理夏玉米成熟期干物質(zhì)積累量較CK分別增加了3.27%、5.90%和11.77%，僅CK顯著低于W40處理，W20和W30處理與CK和W40處理間均無(wú)顯著差異；2019年，W20、W30和W40處理夏玉米成熟期干物質(zhì)積累量較CK依次增加了15.86%、24.18%和25.2%，而W10處理減少了12.83%，W20、W30和W40處理間差異不顯著，但均顯著大于CK和W10處理。表5給出了夏玉米地上部干物質(zhì)量與播種后天數(shù)的擬合函數(shù)。由表5可知，2018年和2019年不同灌水處理下擬合方程的2分別在0.980和0.990以上，顯著性水平為<0.05和<0.01。2018年，與CK相比，微噴補(bǔ)灌處理夏玉米干物質(zhì)量的快速增長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間（Δ）、快速增長(zhǎng)期日平均增長(zhǎng)速率（V）、日最大增長(zhǎng)量出現(xiàn)的時(shí)間（0）和日最大增長(zhǎng)速率（max）等指標(biāo)無(wú)明顯差異。2019年，與CK相比，W20、W30和W40處理地上部干物質(zhì)的快速積累期起始時(shí)間（1）和結(jié)束時(shí)間（2）、及0均有一定程度推遲，且V和max分別明顯增加了57.0、64.6、75.3 kg/（hm2·d）與108.6、117.2、129.4 kg/（hm2·d）；W10處理的Δ減少了2.9 d，V和max分別降低20.2和23.1 kg/（hm2·d）。

表4 2018年和2019年不同灌水處理夏玉米干物質(zhì)積累量

表5 2018年和2019年地上部干物質(zhì)量與播種后天數(shù)的Logistic函數(shù)擬合

注1和2分別為夏玉米地上部干物質(zhì)快速積累期的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間（d）；Δ為快速增長(zhǎng)持續(xù)的時(shí)間（d）；V為快速增長(zhǎng)期日平均增長(zhǎng)速率（kg·hm-2·d-1）；0為日最大增長(zhǎng)量出現(xiàn)的時(shí)間（d）；max為日最大增長(zhǎng)速率（kg·hm-2·d-1）；*和**分別表示在0.05和0.01水平下差異顯著。

2.3 不同灌水處理對(duì)夏玉米產(chǎn)量構(gòu)成的影響

表6為不同灌水處理夏玉米的產(chǎn)量構(gòu)成情況。由表6可知，除W10處理外，其他微噴補(bǔ)灌處理的穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量均優(yōu)于CK；微噴補(bǔ)灌條件下，隨著目標(biāo)濕潤(rùn)土層深度的增加，穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量呈先增大后減小或逐漸增大的趨勢(shì)。2018年，W20、W30和W40處理夏玉米籽粒產(chǎn)量比CK分別增加3.39%、2.84%和2.56%，各處理間籽粒產(chǎn)量、穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量均無(wú)顯著差異。2019年，W20、W30和W40處理的穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量均顯著高于W10處理，而W20、W30和W40處理間各項(xiàng)指標(biāo)均無(wú)顯著差異；與CK相比，W20、W30和W40處理的籽粒產(chǎn)量分別增加5.63%、7.14%和9.99%，W10處理降低3.72%，其中，僅W40處理籽粒產(chǎn)量與CK差異顯著。2 a試驗(yàn)表明，W20微噴補(bǔ)灌處理與常規(guī)畦灌處理（CK）相比，可在減少施氮量20%、節(jié)省灌溉用水量47.33%~50.49%的情況下增產(chǎn)3.39%~5.63%；與高水分處理（W40）相比，W20處理的籽粒產(chǎn)量無(wú)顯著差異，但灌水量減少51.12%~54.73%。

表6 2018年和2019年不同灌水處理夏玉米產(chǎn)量構(gòu)成

2.4 不同灌水處理對(duì)夏玉米耗水量和WUE的影響

表7為2018—2019年各處理夏玉米的耗水量和。從表7可以看出，微噴補(bǔ)灌條件下夏玉米耗水量隨目標(biāo)濕潤(rùn)土層深度的增加呈遞增趨勢(shì)，而呈降低趨勢(shì)。2018年，與CK相比，W20、W30和W40處理耗水量分別降低13.31%、3.37%和0.86%；分別提高19.26%、6.43%和3.45%，其中，W20和W30處理的耗水量及與CK間差異均達(dá)顯著水平。2019年，與CK相比，W10、W20和W30處理耗水量分別降低18.40%、9.86%和1.66%，W40處理提高4.64%；4個(gè)補(bǔ)灌處理依次提高17.99%、17.19%、8.94%和5.12%，其中，W10和W20處理的耗水量比CK顯著降低，而顯著提高。與CK和W40處理相比，W10和W20處理夏玉米的耗水量明顯降低，而水分利用效率明顯提高。

表7 2018年和2019年不同灌水處理耗水量和WUE

3 討 論

土壤水分是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及水分利用效率的重要環(huán)境因子，適時(shí)適量補(bǔ)充土壤水分，避免土壤長(zhǎng)期處于水分虧缺狀態(tài)有利于實(shí)現(xiàn)作物可持續(xù)高產(chǎn)高效[16-17]。和株高是表征作物冠層結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)，主要通過(guò)影響光能分布、光能截獲和光能利用對(duì)生物量和籽粒產(chǎn)量產(chǎn)生影響[18]；地上部干物質(zhì)量可綜合反映作物生長(zhǎng)狀況，很大程度上能影響產(chǎn)量的高低[19]。研究表明，灌水能增大玉米和干物質(zhì)積累量，并延緩葉片衰老，增加葉面積持續(xù)時(shí)間[20]。本研究結(jié)果與其相似，即與CK相比，微噴補(bǔ)灌可以明顯增加夏玉米株高、和地上部干物質(zhì)積累量，但當(dāng)補(bǔ)灌水量超過(guò)一定程度（W20）后，其對(duì)夏玉米生長(zhǎng)的促進(jìn)效應(yīng)減弱，究其原因是該地區(qū)夏玉米生育期間旱情多為短時(shí)性干旱，補(bǔ)充適量水分即能滿足正常生長(zhǎng)所需，補(bǔ)充過(guò)多水分對(duì)其生長(zhǎng)無(wú)明顯促進(jìn)作用。采用Logistic模型可對(duì)各處理夏玉米地上部干物質(zhì)積累過(guò)程進(jìn)行較好的模擬，這與前人研究結(jié)果[21]相似。依據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果和模擬結(jié)果可知，微噴補(bǔ)灌處理的地上部干物質(zhì)量呈現(xiàn)了后發(fā)生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，與CK相比，W20、W30和W40處理會(huì)推遲干物質(zhì)快速積累期的起止時(shí)間，能明顯提高快速增長(zhǎng)期的日平均增長(zhǎng)量和日最大增長(zhǎng)量。

前人研究[23-24]表明，水氮之間存在明顯的交互作用，水分不足會(huì)限制氮肥肥效的發(fā)揮，水分過(guò)多則會(huì)導(dǎo)致氮肥淋溶損失和作物減產(chǎn)，二者用量過(guò)多或不足均會(huì)影響作物產(chǎn)量，而同等種植密度條件下，穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量是玉米籽粒產(chǎn)量的主要決定因子。本研究中，W20、W30和W40處理3個(gè)微噴補(bǔ)灌處理間夏玉米的穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量差異不顯著，但均大于CK，而W10處理低于CK。原因是W10處理灌水量過(guò)低，影響夏玉米對(duì)氮肥的吸收利用，抑制其葉面積展開(kāi)，降低其光合作用，導(dǎo)致植株矮小、百粒質(zhì)量減少和產(chǎn)量降低，而CK僅在播種后進(jìn)行一次灌水，且按基氮和拔節(jié)氮為1∶1的方式施氮，這種灌水和施氮模式易使氮肥以氣態(tài)形式損失并影響夏玉米生育中后期的水氮供應(yīng)，進(jìn)而影響其籽粒產(chǎn)量[6, 25]。年際間，2019年灌水處理對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響效應(yīng)大于2018年，這可能是因?yàn)?018年降水量大，處理間灌水量梯度較小，且造成了一定的氮素淋溶損失。2 a試驗(yàn)結(jié)果表明，微噴補(bǔ)灌水肥一體化可促進(jìn)玉米產(chǎn)量的增加，但灌水量不宜過(guò)低或過(guò)高，W20處理在節(jié)約灌水量和施氮量的同時(shí)，能保證較高的玉米產(chǎn)量。

許多研究[26-27]證實(shí)，適當(dāng)減少作物灌水量可在減產(chǎn)不顯著的情況下提高并降低蒸散量。本研究得到相似的結(jié)論，即與CK相比，所有微噴補(bǔ)灌處理（2019年W40處理除外）的耗水量均有所下降，均有所增大；微噴補(bǔ)灌水肥一體化條件下，夏玉米耗水量隨灌水量（目標(biāo)濕潤(rùn)土層深度）的增加而增大，隨灌水量的增加而降低。究其原因是水肥同步供給會(huì)改變作物耗水規(guī)律和產(chǎn)量性狀，進(jìn)而影響。綜上，與W40處理和CK相比，W20處理能在保證玉米籽粒產(chǎn)量的同時(shí)，促使耗水量顯著降低9.86%~13.85%、顯著提高11.48%~19.26%，并且灌溉用水量減少47.33%~54.73%。說(shuō)明適時(shí)適量進(jìn)行灌水和施肥能促進(jìn)玉米生長(zhǎng)，提高用水效率，達(dá)到“以水促肥”和“以肥促水”的正效應(yīng)結(jié)果。

4 結(jié) 論

1）微噴補(bǔ)灌條件下增加目標(biāo)濕潤(rùn)土層深度可促進(jìn)夏玉米生長(zhǎng)和籽粒產(chǎn)量的提高，但當(dāng)目標(biāo)濕潤(rùn)土層深度大于20 cm時(shí)，繼續(xù)增加灌水量對(duì)夏玉米生長(zhǎng)的促進(jìn)效應(yīng)減小。

2）與常規(guī)畦灌處理（CK）和高水分處理（W40）相比，目標(biāo)濕潤(rùn)土層為0~20 cm（W20）可在保證夏玉米籽粒產(chǎn)量無(wú)顯著差異的條件下，節(jié)省灌溉用水量47.33%~54.73%，耗水量減少9.86%~13.85%，提高11.48%~19.26%。

3）建議試驗(yàn)區(qū)夏玉米微噴補(bǔ)灌方案為：目標(biāo)濕潤(rùn)土層0~20 cm，補(bǔ)灌時(shí)期為播種時(shí)及拔節(jié)期和抽雄期開(kāi)始時(shí)，補(bǔ)灌的目標(biāo)含水率為田間持水率。

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The Impacts of Supplementary Micro-hose-sprinkling Irrigation Amount on Yield and Water Use Efficiency of Summer Maize

WU Xiangyun1, WANG Dong2, CAI Xiao1, LIN Xiang2, ZHANG Junpeng1*

(1. College of Water Conservancy and Civil Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China;2. College of Agriculture, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China)

【】Rainfalls in the growth season of summer maize in most areas in northern China are insufficient to meet its demand, and supplementary irrigation is thus required. The purpose of this paper is to investigate the efficacy of different hose-micro-sprinkler irrigation amounts at improving yield and water use efficiency of the maize.【】The experiment was conducted in 2018—2019 at a field, with the four irrigation amounts determined by topping up the soil water in depth of 0~10 (W10), 0~20 (W20), 0~30 (W30) and 0~40 (W40) cm to the field capacity at sowing, beginning of jointing and tasseling stages, respectively. The traditional border irrigation was taken as the control (CK). During the experiment, we measured plant growth, yield components, evapotranspiration and water use efficiency () of the crops in each treatment.【】With the increase in soil depth used to determine the irrigation amount, the plant height, leaf area index (), aboveground dry biomass and grain yield either increased monotonically or concavely. After the soil reference depth exceeded 20 cm, the efficacy of increasing irrigation at improving crop growth declined. Among all treatments, W20gave the highest value for all four measured indicators. Irrigation amount impacted both evapotranspiration andat significant level, with the evapotranspiration increasing while thedecreasing with irrigation amount. No significant difference in grain yield we found between W20, CK and W40treatments, and compared to the CK and W40, W20reduced irrigation amount and water consumption by 47.33%~54.73% and 9.86%~13.85% respectively, with itsincreasing at significant level by 11.48%~19.26%.【】Considering irrigation amount, grain yield, evapotranspiration and, our results suggested that topping up soil water in the depth of 0~20 cm by the hose-micro-sprinkling irrigation to the field capacity at sowing, beginning of the jointing and tasseling stages respectively, was most effective.

supplementarymicro-hose-sprinkling irrigation; summer maize; yield; water use efficiency

S275.5

A

10.13522/j.cnki.ggps.2020253

1672 - 3317（2021）01 - 0030 - 08

2020-05-09

山東省重大科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目（2019JZZY010716）；山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2018GNC111007）；國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201503130）

吳祥運(yùn)（1995-），男。碩士研究生，主要從事節(jié)水灌溉原理與新技術(shù)研究。E-mail: yxiangwu@163.com

張俊鵬（1983-），男。副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事作物水分生理與高效用水技術(shù)研究。E-mail: jpengzhang@163.com

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責(zé)任編輯：韓 洋