玉米覆膜高產(chǎn)栽培和節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用

李 濤，孫景富

（山東濟南農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，山東濟南 250000）

0 引言

我國水資源匱乏，人均水資源占有量僅排在全球的109位，且分布極度不均勻，是世界上13個典型缺水國家之一。我國農(nóng)業(yè)用水量高，效率僅為發(fā)達國家的50%左右，對糧食增產(chǎn)貢獻率僅為10%左右。玉米作為我國產(chǎn)量最大的糧食作物，對于我國糧食安全、油料供應(yīng)、飼料生產(chǎn)和工業(yè)加工都有著重要的意義。在我國多地，由于干旱缺水造成玉米減產(chǎn)的現(xiàn)象多有發(fā)生。采用覆膜栽培和節(jié)水灌溉技術(shù)能夠充分利用光照，增加地溫，保水保墑，減少對土壤的侵蝕，同時水肥利用率還能大大提高。為了進一步降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，改善玉米品質(zhì)，結(jié)合全程機械化作業(yè)規(guī)模，對傳統(tǒng)覆膜栽培的重點問題進行了針對性改進。

1 玉米對干旱的適應(yīng)機制

1.1 脫落酸對氣孔開閉的調(diào)節(jié)

在土壤干旱條件下，玉米會產(chǎn)生脫落酸（ABA信號），通過蒸騰作用對氣孔開度等進行調(diào)節(jié)，這樣就會減少水分流失。如果干旱加劇，較低部位和較老葉片會發(fā)生萎凋作用，從而輸送到新葉或果實，減少水分流失。

1.2 受旱后的補償效應(yīng)

一般情況下，干旱條件下玉米的光合作用會受到抑制，在復(fù)水后能夠進行增強。在玉米灌漿后期，進行輕度干旱脅迫，夜間進行水分恢復(fù)，可以促進花前莖與鞘中的NSC向玉米粒運轉(zhuǎn)，灌漿速率和水分利用效率增加。

1.3 響應(yīng)干旱的分子機制

在干旱條件下，深根基因表達會加強，根系向土壤深處下扎，更能夠有效吸收水分。ABA合成基因表達量上調(diào)，能夠促進生長素向根尖運輸，使根系適應(yīng)干旱。干旱脅迫也能夠促進關(guān)鍵酶基因的表達，加快營養(yǎng)物質(zhì)向籽粒運轉(zhuǎn)，加快灌漿。

2 玉米節(jié)水灌溉技術(shù)原理

2.1 玉米的需水特性

玉米植株高，穗棒重，葉面積大，但是和水稻等作物相比，需水量卻很低。苗期日耗水量可低至0.65 mm，抽雄期日耗水量能達到12 mm，灌漿后期日耗水量能降到3.7 mm。把握玉米的需水特性能夠延長生長時間，增加株高和莖粗，對葉面積指數(shù)影響較小，干濕交替灌溉還能在一定時期提高光合作用速率。由于干旱脅迫在一定程度上能夠促進玉米弱勢粒灌漿，提高粒重，提升產(chǎn)量。

2.2 節(jié)水灌溉技術(shù)選擇

采用低壓管道代替溝渠，可有效減少水分蒸發(fā)和滲透，無輸水損失，不產(chǎn)生地面徑流。而且灌溉速度可以調(diào)節(jié)，配合水溶肥能夠?qū)崿F(xiàn)水肥一體化輸送，大量節(jié)約水肥。低壓管道可以配合滴灌技術(shù)，水利用系數(shù)可達到90%以上，通過水肥耦合也能夠大幅提高產(chǎn)量。

地膜覆蓋有兩種方式。一是膜孔灌溉，這是膜上灌溉方案，在膜上挖小孔，讓灌溉水通過重力作用下滲灌溉。盡管膜上灌溉也存在一定的水分損失，但是成本低，不需要大量投入設(shè)備，而且具有較好的保溫效果。二是膜下滴灌。節(jié)水性好，但是設(shè)備成本較高，而且噴頭容易堵塞。

綜合考慮，選擇膜下滴灌方式，因為膜下滴灌具有如下優(yōu)勢：更能夠保持土壤毛細(xì)管通暢，讓土壤中的水分源源不斷輸送到覆膜區(qū)，被玉米有效吸收。無孔地膜更能夠減少熱量散失，升高地溫，全生育期積溫可提高200℃。地膜覆蓋不會受到雨水沖刷和徑流的影響，由于滲水壓力小，讓土壤長期保持疏松狀態(tài)，增加孔隙度，更有利于土壤微生物活動，增加土壤養(yǎng)分的含量。玉米生長發(fā)育，成熟期可延長半個月。膜下滴灌會產(chǎn)生水珠反射到近地空間的基部葉片，提升光合作用的利用率。經(jīng)過測定，覆膜后，地面50 cm處比不覆膜提高了15%，強度可達到25%。配備施肥罐，隨時可以進行追肥，水肥控制更加精準(zhǔn)。

3 玉米壟溝膜下滴灌高產(chǎn)技術(shù)栽培方案

3.1 選地整地

壟溝膜下滴灌技術(shù)應(yīng)用，要求地勢平坦、土壤疏松。玉米高產(chǎn)栽培，要求土壤肥沃、土層深厚。前茬作物以豆類、油料、馬鈴薯等為宜。采用保護性耕作模式，將秸稈粉碎進行還田，不破壞土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤有機質(zhì)含量。

土壤處理。使用地膜進行高溫燜地殺毒，如果前茬作物地下害蟲較為嚴(yán)重，可結(jié)合淺耕技術(shù)施用生石灰、75%辛硫磷乳油、40%甲基異柳磷乳油等進行治理。對雜草進行清理。建議采用機械化治理方案，可在還田過程中配合秸稈粉碎機械進行作業(yè)，切斷雜草根系。配方施肥。用有機肥代替化肥，施肥量1000 kg/667m2，適當(dāng)補充氮磷鉀復(fù)合肥，以及各類微量元素。

3.2 種植方案

采用壟溝雙行種植方式，壟上和溝內(nèi)全部覆膜。使用薄壁式滴灌帶，一膜2帶4行，行距40 cm+60 cm=100 cm，壟高20 cm，株距30 cm。壟面平整、無凹陷，每隔2 m處壓上土腰帶。用PE管與主管相連接，根據(jù)土壤類型，選擇適宜滴灌帶種類。選擇可降解地膜，厚度大于0.01 mm，寬度大于100 cm，透光率優(yōu)于傳統(tǒng)普通地膜，用于增加地溫，增加產(chǎn)量。

根據(jù)本地氣候不同選擇播種期，一般在4月中下旬。5 cm處地溫在8℃以上，或10 cm地溫在12℃以上時播種，具體根據(jù)本地氣候條件選擇。膜下滴灌可早10天左右，在地膜增溫影響下能夠提早出苗，為玉米的生長發(fā)展積累熱量。適當(dāng)進行密植，種植密度控制在3800～4000株/667m2。播種2～3粒/穴，播深5 cm左右。精量播種量可以用以下公式計算：

3.3 品種選擇

選擇優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)、抗性強、抗倒伏、密植性好、抗病蟲害的品種。同時，還應(yīng)考慮市場需求，要求玉米營養(yǎng)物質(zhì)含量相對較高、口感好、外觀品質(zhì)突出。除了傳統(tǒng)的熙園29、鄭單958、中單909、北育228之外，還可以選擇鮮食玉米高產(chǎn)專用品種，比如魯甜糯191，在近3500株/667m2的種植密度下，產(chǎn)量超過1500 kg。該品種是彩色籽粒，軟糯香甜，深受消費者歡迎，市場前景廣闊，且耐鹽堿性強，在3‰的鹽堿地上產(chǎn)量也能超過1300 kg，值得推廣。

具體品種選擇，還要考慮不同地區(qū)的氣候和土壤條件特點。在低于1700 m的海拔，應(yīng)選擇晚熟品種，生育期在130天以上，如西蒙707、大京九23等。在海拔高于1700 m的區(qū)域，應(yīng)該選擇中晚熟品種，生育期在110～130天，如雅26號、文玉3號等。

3.4 種子處理

種子質(zhì)量應(yīng)該符合GB4404.1標(biāo)準(zhǔn)，純度和凈度＞99%，品質(zhì)在GB/T25882三級以上，均勻飽滿，無病蟲害和癟種。做好前篩去小和晾曬工作，進一步提高發(fā)芽率，避免病蟲害。為防治地下害蟲和根莖腐病，使用種衣劑進行處理，例如丁硫克百威6%+戊唑醇0.4%+福美雙13.6%配置20%懸浮種衣劑。

3.5 采用機械播種

使用精量免耕播種一體機，能夠一次性完成開溝、播種、施肥、覆土、鎮(zhèn)壓、覆膜等作業(yè)，整機可以由拖拉機牽引，也可以適應(yīng)履帶行走機構(gòu)。機架可以自由調(diào)節(jié)，在大型連片作業(yè)區(qū)可以增加機組，丘陵山區(qū)可以減少到4行以下。使用雙圓盤開溝器，根據(jù)耕地土壤條件不同也可以替換缺口圓盤刀和螺紋圓盤刀。配備精量排種器，確保排種穩(wěn)定、均勻，避免漏播等現(xiàn)象，通過種子箱連接導(dǎo)管排種，穴距可調(diào)。機架上方裝有肥料箱和電噴藥裝置，采用電打藥方式。安裝展膜滾、壓膜輪、覆膜犁、放膜支架，同時進行覆膜作業(yè)。

推薦使用2FMB-2穴播覆膜機，該機器可以噴施農(nóng)藥，切膜機構(gòu)可以一次完成鋪膜、膜上打孔和滴灌帶鋪設(shè)，大大節(jié)約了人工成本，提升了集約化水平。傳統(tǒng)排種器，如果有沙子或泥土進入，就會造成碎種等現(xiàn)象，同時種衣劑拌種會產(chǎn)生堵塞，且具有腐蝕性。對此，可采用氣吸式設(shè)計，并且加裝彈簧針等裝置。為避免碎種現(xiàn)象，要保證勻速前進，可采用巡航定速系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工駕駛的方式。

3.6 田間管理

3.6.1 建立長期規(guī)劃意識。綜合考慮溝、渠、林、路的布局，加強農(nóng)業(yè)管網(wǎng)和滴灌工程的建設(shè)，配備機井、蓄水池、機泵等設(shè)備，既可提升田間管理效率，也能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。比如，通過滴灌管網(wǎng)的鋪設(shè)，在需要追施水肥時，只需通過管道配備一定比例的肥料即可，大幅提升了管理的便捷性。

3.6.2 苗期管理。出苗前，要檢查地膜是否被風(fēng)刮破，有刮起要用土壓嚴(yán)，有破損要進行修補。出苗后要逐行檢查，及時掏苗，放苗，缺苗必須進行補苗。在玉米3～4葉期去雜、間苗，使用除草機械清除田間雜草，同時間弱留強，間病留健。在玉米4～5葉期，留健壯高大苗，拔除弱苗、病苗，最終定苗為1株/穴。如選擇鮮食玉米等品種，易分蘗，那么應(yīng)該及時摘除，減少營養(yǎng)消耗。

3.6.3 做好灌水工作。玉米冬灌能夠提升儲水量，穩(wěn)定地溫，保護根系，同時具有殺死地下害蟲的作用。全生育期灌水量300 m3/667m2，拔節(jié)期60 m3/667m2，大喇叭口期70 m3/667m2，灌漿初期80 m3/667m2，灌漿中期60 m3/667m2，生長后期缺水，也可灌水12 m3/667m2。

3.6.4 玉米追肥。采用機械追肥方式和滴灌追肥方式相結(jié)合，機械追肥可使用播種機等各類機械，滴灌追肥直接通過管道輸入到根系。拔節(jié)期追施氮肥6 kg/667m2左右，大喇叭口期8～10 kg/667m2。追肥過程中，結(jié)合有機肥和化肥，如果玉米出現(xiàn)缺素癥狀，要適當(dāng)補充鉀肥、磷肥等。

3.7 病蟲害防控

以綠色防控為主，非必要不使用化學(xué)農(nóng)藥，必須施用的化學(xué)農(nóng)藥也要以高效、低毒、低殘留為原則。玉米典型病蟲害可以用下列藥劑來防治：6%氯蟲苯甲酰胺·阿維菌素防治玉米螟，5%噻螨酮乳油1500倍液防治紅蜘蛛，2.5%高效氯氟氰菊酯水乳劑防治黏蟲和蚜蟲。使用50%福美雙可濕性粉劑，抽穗前噴霧，預(yù)防黑粉病；18.7%丙環(huán)·嘧菌酯懸浮劑，防治斑?。?5%粉銹寧可濕性粉劑，防治銹病。

做好田間環(huán)境治理，清除病蟲害滋生環(huán)境。如加強玉米田周邊環(huán)境治理，減少病蟲害來源，清除田間雜草和病株，剪去病葉，播種前做好滅茬工作。采用物理防治方式，安裝太陽能殺蟲燈，能有效殺死黏蟲、玉米螟等害蟲。田間配合防蟲板、性誘劑、楊柳枝等防治方法，進一步殺死害蟲。采用生物防治方式，釋放赤眼蜂等天敵，結(jié)合性信息素誘殺，使用蘇云金桿菌、球孢白僵菌等生物農(nóng)藥實現(xiàn)聯(lián)防聯(lián)控。加強農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控。使用智能系統(tǒng)遠程掌握蟲情，監(jiān)測病菌孢子，發(fā)現(xiàn)病蟲害風(fēng)險立刻發(fā)出警報，實現(xiàn)提前防控的目的。

3.8 玉米收獲和秸稈還田

鮮食玉米要及時進行收獲，一般在2～3天內(nèi)。普通玉米也要適時收獲，及時青貯。采用機械化收獲方式，一次性完成摘穗、剝皮、集穗、秸稈粉碎和還田作業(yè)。如有需要，直接采用機械脫粒方式處理。

3.9 機械化技術(shù)應(yīng)用

加強農(nóng)機技術(shù)創(chuàng)新，大力推動新技術(shù)的應(yīng)用，比如無人機噴藥、小型機械除草、機器人精準(zhǔn)噴藥防治病蟲害等。玉米作業(yè)還可以大量應(yīng)用智能化技術(shù)，比如自動駕駛技術(shù)，可以提升播種的質(zhì)量和效率。此外，還可以考慮給農(nóng)機安裝減震設(shè)備，能避免播種過程中因為地勢變化和速度變化造成的碎種和排種不暢等現(xiàn)象。給施肥裝置安裝彈簧，使用螺母調(diào)整彈力，解決堵肥問題。加強保養(yǎng)維護，比如每天清理機具上的泥土、雜草和廢薄膜。傳動部分清理后要加機油潤滑，減少機具損傷。按時對排種器和排肥器進行清理。

4 結(jié)語

實踐證明，采用壟溝膜下滴灌栽培技術(shù)能夠大幅提升水肥利用率，改善玉米品質(zhì)，提高產(chǎn)量。因此，具有推廣價值，未來還需要在全程機械化技術(shù)上不斷創(chuàng)新。