高密度栽培條件下灌水量對(duì)河西灌區(qū)玉米群體質(zhì)量及水分利用效率的影響

唐文雪 馬忠明 連彩云

收稿日期：2024 - 01 - 25；修訂日期：2024 - 03 - 12

基金項(xiàng)目：甘肅省科技計(jì)劃（21ZD4NF044-4）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2023YFD2301105）。

作者簡(jiǎn)介：唐文雪（1967 —），女，甘肅臨夏人，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)節(jié)水高產(chǎn)栽培理論與技術(shù)的研究工作。Email：gstwx@163.com。

通信作者：馬忠明（1963 —），男，甘肅民勤人，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)節(jié)水高產(chǎn)栽培理論與技術(shù)研究工作。Email：mazhming@163.com。

摘要：提高種植密度是玉米產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)的重要措施，探討高密度栽培下的合理灌溉定額對(duì)保障玉米高產(chǎn)及水資源可持續(xù)利用具有重要意義。2023年4 — 10月在河西灌區(qū)張掖節(jié)水農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站開展田間試驗(yàn)，研究高密度栽培條件下不同灌水量（270.0、390.0、510.0、630.0 mm）對(duì)玉米群體質(zhì)量、產(chǎn)量和水分利用效率的影響。結(jié)果表明，隨著灌水量的增加，玉米的干物質(zhì)量、產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)，高灌水量（630.0 mm）下的干物質(zhì)量和產(chǎn)量均最高，中等灌水量（510.0 mm）下干物質(zhì)量、產(chǎn)量分別高達(dá)32 013.36、16 000.31 kg/hm2，僅比高灌水量處理分別低2.89%、3.13%，而在390.0、270.0 mm灌水量下顯著降低。各處理的光合勢(shì)、生長(zhǎng)速率隨生育進(jìn)程的推進(jìn)先增加后降低，其中吐絲期后20 d達(dá)到最大，且隨灌水量增加而增大；吐絲期后20 d至灌漿中期，510.0、390.0 mm灌水量下的光合勢(shì)下降幅度為0.38%、2.40%，生長(zhǎng)速率下降幅度為26.16%、30.19%，均低于高灌水量處理和低灌水量（270.0 mm）處理。玉米水分利用效率隨灌水量、耗水量增加先上升后下降，390.0、510.0 mm灌水量處理下水分利用效率分別為26.21、25.14 kg/（hm2·mm），差異不顯著；而產(chǎn)量最高的高灌水量處理及耗水量最低的低灌水量處理僅為22.77、23.98 kg/（hm2·mm），均低于390.0、510.0 mm灌水量處理。綜合考慮玉米產(chǎn)量與水分利用效率等指標(biāo)，在種植密度為11.70萬(wàn)株/hm2 條件下，510.0 mm為玉米生育期適宜灌水量，可實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)節(jié)水目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：玉米；高密度栽培；灌水量；產(chǎn)量；水分利用效率；群體質(zhì)量

中圖分類號(hào)：S663.1? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2097-2172（2024）04-0330-07

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.04.006

Effects of Irrigation Volume on the Quality of Maize Population and Water Use Efficiency Under High-density Cultivation in Hexi Irrigation Area

TANGWenxue 1， MA Zhongming 2， LIAN Caiyun 1

（1. Institute of Soil， Fertilizer and Water-saving Agriculture， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 2. Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： Increasing planting density is a crucial measure for the sustained growth of maize yield. Exploring reasonable irrigation quotas under high-density cultivation is significant for ensuring high maize yields and sustainable water resource utilization. From April to October 2023， field experiments were conducted at the Zhangye Water-saving Agriculture Experimental Station in the Hexi Irrigation District to study the effects of different irrigation capacities（270.0， 390.0， 510.0， 630.0 mm） on the quality of the maize population， yield， and water use efficiency under high-density cultivation conditions. Results showed that as irrigation volume increased， both dry matter and yield of maize tended to increase. The highest dry matter and yield were observed under high irrigation（630.0 mm）， with medium irrigation（510.0 mm） achieving dry matter and yield of 32 013.36 and 16 000.31 kg/ha， respectively， only 2.89% and 3.13% lower than those of high irrigation， while data were significantly decreased under 390.0 and 270.0 mm irrigation. The photosynthetic potential and growth rate of each treatment increased and then decreased as the growth progressed， peaking 20 days after silking， and increased with irrigation volume; from 20 days post-silking to the middle of grain filling， the decline in photosynthetic potential was 0.38% and 2.40% under 510.0 and 390.0 mm irrigation， respectively， with growth rate declines of 26.16% and 30.19%， both lower than those under high and low irrigation（270.0 mm）. Water use efficiency of maize first increased and then decreased with rising irrigation and water consumption， with 26.21 and 25.14 kg/（ha·mm） under 390.0 and 510.0 mm irrigation， respectively， no significant differences were detected， whereas the highest yield under high irrigation and the lowest water consumption under low irrigation were only 22.77 and 23.98 kg/（ha·mm）， respectively which were significantly lower than those under 390.0 and 510.0 mm irrigation. Considering both maize yield and water use efficiency， an irrigation volume of 510.0 mm during the growth period is suitable under a planting density of 117 000 plants/ha， achieving goals of increasing yield and saving water.

Key words： Maize; High-density cultivation; Irrigation volume; Yield; Water use efficiency; Population quality

玉米是我國(guó)主要糧食作物，近年來(lái)玉米產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)貢獻(xiàn)最大的是種植密度的提高［1 ］。為實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)，高密度栽培（大于10萬(wàn)株/hm2）已成為新疆玉米栽培的主推模式［2 - 3 ］。新疆奇臺(tái)農(nóng)場(chǎng)玉米收獲穗數(shù)達(dá)到12.96萬(wàn)穗/hm2，產(chǎn)量高達(dá)2.49萬(wàn) kg/hm2，較全國(guó)紀(jì)錄產(chǎn)量提高了8 504 kg/ hm2［3 ］。唐誠(chéng)等［2 ］在新疆烏蘭烏蘇氣象站的研究結(jié)果表明，在種植密度為 11.20萬(wàn)株/hm2的條件下，灌水量為6 750 m3/hm2時(shí)可以保證玉米高產(chǎn)。玉米產(chǎn)量一般與灌水量呈拋物線變化關(guān)系［4 - 5 ］。一定種植密度下，隨灌水量的增加，穗粒數(shù)、千粒重亦呈增加趨勢(shì)［6 ］。玉米生育期長(zhǎng)，高密度栽培下耗水量顯著增大［7 ］。雖然在高密度下玉米可以獲得優(yōu)良的群體結(jié)構(gòu)和最大程度利用太陽(yáng)輻射［8 ］，但高密度種植增加了個(gè)體之間對(duì)于水分、肥料和光照的競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致單個(gè)植株的產(chǎn)量下降［9 ］。在高密度種植條件下，適當(dāng)增加土壤含水率能有效降低由于高密度種植帶來(lái)的不利影響，使玉米穩(wěn)定增產(chǎn)［10 - 11 ］。因此，高密度栽培下優(yōu)化灌溉定額對(duì)保障玉米高產(chǎn)及水資源可持續(xù)利用具有重要意義。

河西走廊位于我國(guó)西北干旱區(qū)東部地帶，是我國(guó)玉米高產(chǎn)區(qū)之一。該區(qū)光熱資源豐富，但水資源嚴(yán)重短缺，水分是影響作物生產(chǎn)的關(guān)鍵限制因子［12 ］。李菊等［13 ］的研究認(rèn)為，在甘肅省武威市涼州區(qū)種植密度6.7萬(wàn)株/hm2條件下，生育期適宜灌水量為3 871 m3/hm2。前人在不同區(qū)域中低密度條件下，灌水量對(duì)玉米產(chǎn)量、干物質(zhì)積累量、單位面積穗數(shù)等的影響進(jìn)行了大量研究，且受氣候、土壤等多種因素的影響，玉米不同種植地區(qū)的灌水量差異較大。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院在甘肅省武威市涼州區(qū)、張掖市肅州區(qū)進(jìn)行了種植密度研究，提出玉米最高產(chǎn)對(duì)應(yīng)種植密度為10.78萬(wàn)株/hm2［3 ］。河西灌區(qū)高密度條件下灌水量與玉米產(chǎn)量、生長(zhǎng)發(fā)育效應(yīng)尚鮮見報(bào)道。本研究旨在探討該區(qū)域不同灌溉定額對(duì)高密度玉米群體質(zhì)量、產(chǎn)量、水分利用效率的影響，以期為河西灌區(qū)玉米高密度栽培合理灌水量制定提供依據(jù)。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2023年4月至10月在甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院張掖節(jié)水農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站（N 38° 56′，E 100° 26′）進(jìn)行。試驗(yàn)站地處甘肅省河西走廊中段，黑河中上游，海拔1 570 m，屬于典型的大陸性草原荒漠氣候，干旱少雨，年降水量不足130 mm，年平均蒸發(fā)量2 075 mm，干旱指數(shù)為15.96。年均氣溫7.38 ℃，≥10 ℃的積溫2 140～2 870 ℃，日照時(shí)數(shù)2 932～3 085 h，無(wú)霜期153 d。試驗(yàn)地土壤屬輕壤土，播前0～20 cm土層含有機(jī)質(zhì)7.9 g/kg、全氮0.77、全磷0.14、全鉀13.97g/kg、全鹽1.74g/kg，pH 8.22。

1.2? ?試驗(yàn)材料

指示玉米品種為先玉335，為河西灌區(qū)主栽品種。

1.3? ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)共4個(gè)灌水量，分別為270.0 mm（W1）、390.0 mm（W2）、510.0 mm（W3）、630.0 mm（W4）。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積35 m2（5 m×7 m）。玉米種植密度均為11.70萬(wàn)株/hm2，施肥量為尿素（N 46.4%）300 kg/hm2、磷酸二銨（N 18%、P2O5 46%）150 kg/hm2。播前結(jié)合旋地施入磷酸二銨及40%尿素作為基肥，隨灌水分別于大喇叭口期及吐絲期各追施尿素30%。采用小型水肥一體機(jī)，將肥料完全溶解于施肥罐中，在滴水30 min后及滴水結(jié)束前30 min內(nèi)完成施肥。玉米全生育期灌溉8次，拔節(jié)期灌溉頭水，分別在拔節(jié)期、抽雄吐絲期、灌漿期、蠟熟期各滴2次，收獲前20 d停水。不同生育期灌水量設(shè)計(jì)見表1。玉米采用膜下滴灌栽培，寬窄行種植，寬行60 cm， 窄行40 cm。窄行覆膜（膜寬70 cm）鋪滴灌帶播種，行距40 cm，株距17 cm。播深4 cm（圖1）。4月28日播種，9月23日收獲。

1.4? ?測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1? ? 土壤含水量測(cè)定? ? 玉米播種前及成熟期，用土鉆采集 0～100 cm土層土壤樣品，測(cè)定層次為每20 cm為1層，共5層。每小區(qū)在滴灌帶下、種植行株間、寬行中間取樣，相同土層3個(gè)點(diǎn)土樣混合后用烘干法測(cè)定土壤水分。

1.4.2? ? 地上部干物質(zhì)量及植株葉面積測(cè)定? ? 分別于玉米苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期、吐絲期、吐絲期后20 d、灌漿中期、收獲期，每小區(qū)選取具有代表性的植株6株，采用LI-3100C型葉面積儀（英國(guó)生產(chǎn)）測(cè)定葉面積。之后將植株樣品放入烘箱，105 ℃高溫下殺青30 min，再將溫度調(diào)至80 ℃烘干至恒重，測(cè)定干物重。

1.4.3? ? 考種及測(cè)產(chǎn)? ? 玉米成熟期調(diào)查每小區(qū)實(shí)際穗數(shù)，去除邊行，收獲中間3帶6行測(cè)產(chǎn)。根據(jù)重量均值法取有代表性的樣穗10穗進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)量穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗粒數(shù)、千粒重等指標(biāo)。

1.5? ?計(jì)算方法

1.5.1? ? 作物耗水量和水分利用效率? ? 作物耗水量采用農(nóng)田土壤水量平衡方程式進(jìn)行耗水量計(jì)算，作物生長(zhǎng)所需水分主要由灌溉水和降水供應(yīng)，因此，水量平衡方程可簡(jiǎn)化為作物耗水量，期計(jì)算公式如下：

ET=P+I-ΔW

式中，ET為作物耗水量；P為降水量；I為灌水量；ΔW為試驗(yàn)初期和試驗(yàn)?zāi)┢谕寥浪值淖兓俊?/p>

水分利用效率=作物產(chǎn)量/作物耗水量

1.5.2? ? 葉面積、光合勢(shì)和作物生長(zhǎng)速率? ? 玉米葉面積采用型號(hào)LI-3100C的葉面積儀（英國(guó)生產(chǎn)）測(cè)定。

葉面積指數(shù)=（單株葉面積×種植密度）/單位面積

光合勢(shì)=（L1×10 000+L2×10 000）×（t2-t1）/2

作物生長(zhǎng)速率=（W2-W1）/［A×（t2-t1）］

式中，L1、L2分別為t1、t2時(shí)的群體葉面積指數(shù)，W2、W1分別為t1、t2時(shí)的干物質(zhì)量，A 為土地面積［14 ］。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?灌水量對(duì)玉米地上部干物質(zhì)量累積的影響

干物質(zhì)量累積是作物產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。從圖2可以看出，玉米地上部干物質(zhì)累積量隨生育期推進(jìn)不斷增加，不同灌水量處理間的差異在拔節(jié)期后開始顯現(xiàn)，除吐絲期后20 d外，總體表現(xiàn)為W4 > W3 > W2 > W1。玉米苗期、拔節(jié)期生育前期需水量少，不同灌水量處理均能滿足玉米對(duì)水分需求，灌水量對(duì)干物質(zhì)積累量影響不明顯。拔節(jié)期后玉米需水量增加，干物質(zhì)累積量隨灌水量的增加顯著增大，大喇叭口期、吐絲期W4處理干物質(zhì)量與W3差異不顯著，但均顯著高于W2、W1。玉米吐絲期后20 d，W4處理累積量最大，達(dá)22 063.52 kg/hm2，比W3、W2、W1分別顯著提高6.38%、26.33%、24.27%。進(jìn)入灌漿中期至成熟期，由于高灌水量W4處理的植株相互遮陰形成郁閉，導(dǎo)致植株下部葉片變黃枯萎，影響光合作用，干物質(zhì)積累變緩，W3處理干物質(zhì)積累量32 013.36 kg/hm2，較W4降低2.89%，但仍顯著高于W2、W1處理。

2.2? ?灌水量對(duì)玉米葉面積增長(zhǎng)的影響

由表2可知，苗期玉米葉面積最小，至拔節(jié)期增加迅速，各處理的增幅171.60%～189.84%，但差異不顯著。拔節(jié)期至大喇叭口期、大喇叭口期至吐絲期是玉米葉面積快速增長(zhǎng)階段，大喇叭口期各處理葉面積比拔節(jié)期增加245.74%～287.00%，吐絲期比大喇叭口期增加39.99%～59.96%。并且在吐絲期W4處理過(guò)量灌溉導(dǎo)致玉米營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛，葉面積顯著高于W3、W2、W1處理。吐絲期后20 d各處理的葉面積達(dá)到最大，各處理比吐絲期增加6.12%～32.15%，且處理間差異顯著。由于W4處理下底部葉片遮陰早衰，葉面積增幅顯著低于W3處理。吐絲期后20 d到灌漿中期，各處理葉面積開始下降。以上結(jié)果說(shuō)明，水分供應(yīng)充足促使葉面積偏大，生育中后期田間郁閉嚴(yán)重，而水分供應(yīng)不足時(shí)葉面積增加慢且后期衰退加快?？梢?，適宜的水分供應(yīng)既可提高葉面積，還可延緩葉面積下降速率，為后期的物質(zhì)積累和籽粒灌漿保證了足夠的光合葉面積。

2.3? ?灌水量對(duì)玉米光合勢(shì)變化的影響

不同灌水處理下光合勢(shì)從苗期至吐絲期后20 d呈直線增加趨勢(shì)（圖 3），該時(shí)段的光合勢(shì)表現(xiàn)為W4 > W3 > W2? > W1。吐絲期后20 d至灌漿中期呈降低趨勢(shì)，W4、W1處理的降幅分別為6.82%、6.95%；W2處理降幅2.40%；而W3處理保持穩(wěn)定，降幅僅為0.38%。說(shuō)明適宜灌水量可提高吐絲期后20 d以前的光合勢(shì)，延緩?fù)陆z期后20 d的降低態(tài)勢(shì)，增強(qiáng)了作物光合作用，進(jìn)而為玉米高產(chǎn)打好了基礎(chǔ)。

2.4? ?灌水量對(duì)玉米生長(zhǎng)速率的影響

由圖4可知，各處理的玉米生長(zhǎng)速率表現(xiàn)為出苗至吐絲期后20 d逐漸升高，在吐絲期后20 d達(dá)到最大，而后呈下降的趨勢(shì)。其中苗期至拔節(jié)期、大喇叭口期至吐絲期上升速度快，拔節(jié)期至大喇叭口期上升速度較慢，但均表現(xiàn)為W4 > W3 > W2? >? W1，說(shuō)明灌水量可以提高作物生長(zhǎng)速率。吐絲期后20 d至灌漿中期，不同灌水量下玉米生長(zhǎng)速率均下降，且以灌水量最大的W4處理和灌水量最小的W1處理下降幅較大，分別為32.41%、37.80%。W3、W2處理下降幅度分別為26.16%、30.19%。灌漿中期至成熟期下降規(guī)律與前一時(shí)期相似。以上結(jié)果說(shuō)明適宜灌水量可延緩玉米生長(zhǎng)速率的下降。

2.5? ?灌水量對(duì)玉米產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

玉米產(chǎn)量由單位面積收獲株數(shù)、穗粒數(shù)、粒重等因子共同決定，玉米高產(chǎn)要求產(chǎn)量構(gòu)成因子在較高水平上達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。從表3可以看出，灌水能顯著提高玉米產(chǎn)量，W4處理玉米產(chǎn)量最高，為16 517.31 kg/hm2；W3處理次之，為16 000.31 kg/hm2，比W4處理低3.13%，W3與W4處理差異不顯著；分別比W1處理顯著提高57.01%、52.09%。從產(chǎn)量構(gòu)成因子對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)分析，灌水量對(duì)玉米穗粒數(shù)、百粒重這兩個(gè)重要因子有顯著影響。W4處理穗粒數(shù)最多，為562.43粒，與W3、W2處理差異不顯著，但比W1處理顯著提高11.82%；W3處理百粒重最高為34.02 g，與W4處理差異不顯著，但比W2、W1處理顯著提高了12.28%、14.58%。灌水量對(duì)玉米收獲株數(shù)影響不明顯，不同處理的收獲株數(shù)為11.37萬(wàn)～11.39萬(wàn)株/hm2，處理間差異不顯著?？梢?，灌水量能顯著影響玉米產(chǎn)量，主要原因是灌水量顯著影響了玉米穗粒數(shù)和百粒重。

2.6? ?灌水量對(duì)玉米耗水量和水分利用效率的影響

2.6.1? ? 不同處理下土壤水分的垂直變化? ? 從播前和玉米收獲后不同處理 0～100 cm 土層水分的變化見圖5，從垂直層面看，各處理0～20 cm土層含水量最大，隨土層加深，各處理含水量呈降低趨勢(shì)，80～100 cm土層含水量最低。從水平層面看，20 cm以下各土層的含水量均低于播前。0～20 cm土層含水量表現(xiàn)為W4 > W3 > W2 > W1，40 cm以下土層表現(xiàn)為W4 > W3 > W2 > W1，這與W3處理玉米生長(zhǎng)旺盛、干物質(zhì)積累多、耗水量大有關(guān)。

2.6.2? ? 對(duì)玉米耗水量及水分利用效率的影響? ? 由表4可知，灌水量對(duì)玉米耗水量及水分利用效率有顯著影響。灌水量增加一方面會(huì)造成收獲后土壤儲(chǔ)水量增加，使休閑季土壤水分的無(wú)效蒸發(fā)增大，另一方面使生育期耗水量增加。不同處理下的生育期總耗水量差異顯著，其中W4 耗水量最高，為725.48 mm，比W3、W2、W1顯著提高13.99%、34.16%、65.39%；W1處理最低，為438.64 mm，顯著低于其他處理。水分利用效率是一個(gè)復(fù)合指標(biāo)，其高低由玉米產(chǎn)量及耗水量決定。W2處理水分利用效率最高，為26.21 kg/（hm2·mm），與W3處理差異不顯著，但比高灌水量（W4）、低灌水量（W1）處理分別顯著提高15.11%、9.30%。說(shuō)明高灌水量及低灌水量均顯著降低玉米水分利用效率。

3? ?討論與結(jié)論

合理的群體結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的前提，群體結(jié)構(gòu)特性通過(guò)光合有效輻射的截獲、吸收和透射影響作物群體光分布與光合特性，最終影響作物光合作用、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量［15 - 17 ］。光合勢(shì)是量化作物群體光合速率的重要指標(biāo)，同時(shí)也是反映作物長(zhǎng)勢(shì)與預(yù)測(cè)作物產(chǎn)量的重要農(nóng)學(xué)參數(shù)［18 ］。作物生育進(jìn)程中，后期保持較大的有效葉面積是保證作物高產(chǎn)的基礎(chǔ)［14， 19 ］。本研究發(fā)現(xiàn)，隨生育進(jìn)程推進(jìn)，光合勢(shì)呈先增加后降低趨勢(shì)。光合勢(shì)在吐絲期后20 d達(dá)到最大，隨灌水量增加光合勢(shì)增加，表現(xiàn)為灌水量630.0 mm > 灌水量510.0 mm > 灌水量390.0 mm > 灌水量270.0 mm；吐絲期后20 d至灌漿中期，灌水量630.0 mm、灌水量270.0 mm處理光合勢(shì)降幅為6.82%、6.95%，而灌水量570.0 mm、灌水量390.0 mm處理降幅僅為0.38%、2.40%，并且灌水量510.0 mm處理光合勢(shì)與灌水量630.0 mm處理相近。以上結(jié)果表明，灌水量過(guò)高或過(guò)低均會(huì)加快光合勢(shì)降低速率，適宜灌水量延緩?fù)陆z期后光合勢(shì)降低，提高作物光合作用，進(jìn)而提高玉米產(chǎn)量。

干物質(zhì)積累量與玉米產(chǎn)量呈正相關(guān)，灌水量影響玉米的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，進(jìn)而影響其干物質(zhì)的累積及產(chǎn)量形成［20 - 22 ］。單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重為影響玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵要素，在一定灌水定額范圍內(nèi)，灌水量增加，穗粒數(shù)和千粒重也隨之增加［23 ］。在單位面積穗數(shù)不變的情況下，穗粒數(shù)和千粒重對(duì)玉米產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大，可達(dá)99%以上［2 ］。本研究中，拔節(jié)期后玉米干物質(zhì)量隨灌水量增加呈增加趨勢(shì)，收獲期干物質(zhì)累積量由大到小為灌水量630.0 mm、灌水量510.0 mm、灌水量390.0 mm、灌水量270.0 mm，與產(chǎn)量表現(xiàn)一致。灌水量對(duì)玉米穗粒數(shù)和百粒重有顯著影響，玉米穗粒數(shù)和百粒重是影響玉米產(chǎn)量的重要因子。灌水量為270.0～510.0 mm時(shí)，玉米產(chǎn)量與灌水量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，但630.0 mm灌水量水平與510.0 mm相比灌水量增加20%，而產(chǎn)量?jī)H增加3.23%，未有顯著提升，說(shuō)明單純追求高產(chǎn)會(huì)造成水資源浪費(fèi)。灌水量為510.0 mm時(shí)，產(chǎn)量可以保證≥16 000 kg/hm2，繼續(xù)提高灌水量對(duì)產(chǎn)量提升無(wú)顯著影響，而灌水量降低1/5則顯著降低產(chǎn)量。

提高作物水分利用效率是干旱灌區(qū)實(shí)現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)的關(guān)鍵［24 - 25］。作物水分利用效率高值往往是中等供水條件下實(shí)現(xiàn)的［26 - 27 ］，適度缺水在不減產(chǎn)或略有增產(chǎn)的前提下，耗水量大幅減少，水分利用效率明顯提高［28 - 29 ］。本研究發(fā)現(xiàn)，灌水量390.0 mm下水分利用效率最大，但與灌水量510.0 mm差異不顯著。灌水量630.0 mm處理產(chǎn)量最高，但耗水量也最大，導(dǎo)致水分利用效率最低，比灌水量510.0 mm、灌水量390.0 mm顯著降低9.30%、12.90%。灌水從630.0 mm 減少到 510.0 mm時(shí)，水分利用效率達(dá)25.16 kg/（hm2·mm），產(chǎn)量達(dá)16 000.31 kg/hm2，與最高值差異均不顯著。本試驗(yàn)中，水分利用效率最大的處理與產(chǎn)量最高的處理并不一致，產(chǎn)量最高時(shí)的耗水量高于水分利用效率最大時(shí)的耗水量，這與其他學(xué)者的研究結(jié)果相同［4， 30 - 31 ］。綜合考慮產(chǎn)量與水分利用效率，在本試驗(yàn)條件下，玉米灌水量為510.0 mm，比最高產(chǎn)灌水量減少 20% 時(shí)可實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)與節(jié)水同步。

通過(guò)灌水量對(duì)高密度栽培條件下玉米干物質(zhì)量積累、葉面積與光合勢(shì)變化、產(chǎn)量及水分利用效率影響的研究，綜合考慮玉米產(chǎn)量與水分利用效率等指標(biāo)，認(rèn)為在河西綠洲灌區(qū)玉米種植密度為11.70萬(wàn)株/hm2條件下，生育期灌水量為510 mm，既可高產(chǎn)還可實(shí)現(xiàn)水資源高效利用，可作為河西走廊灌區(qū)玉米高密度栽培適宜灌水量。

參考文獻(xiàn)：

［1］ TOLLENAAR M， W DEEN， L ECHARTE， et al.? Effect of crowding stress on dry matter accumulation and harvest index in maize［J］．? Agronomy Journal， 2006， 98（4）： 930-937．

［2］ 唐? ?誠(chéng)，高? ?慧，褚貴新.? 高密度栽培下滴灌量對(duì)春玉米干物質(zhì)積累、穗部性狀、產(chǎn)量的影響［J］.? 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，60（11）：26-30．

［3］ 李少坤，王克如，謝瑞芝，等.? 玉米密植高產(chǎn)精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)（西北灌溉玉米區(qū)）［M］.? 第一版.? 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2021.

［4］ 劉戰(zhàn)東，肖俊夫，劉祖貴，等.? 膜下滴灌不同灌水處理對(duì)玉米形態(tài)、耗水量及產(chǎn)量的影響［J］.? 灌溉排水學(xué)報(bào)，2011，30（3）：60-64.

［5］ 孫景生，肖俊夫，張寄陽(yáng).? 夏玉米產(chǎn)量與水分關(guān)系及其高效用水灌溉制度［J］.? 灌溉排水學(xué)報(bào)，1998，17（3）：17-21.

［6］ 張國(guó)強(qiáng)，王克如，肖春華，等.? 滴灌量對(duì)新疆高產(chǎn)春玉米產(chǎn)量和水分利用效率的影響研究［J］.? 玉米科學(xué)，2015，23（4）：117-123.

［7］? JIANG X L， KANG S Z， TONG L， et al.? Crop coefficient and evapotranspiration of grain maize modified by planting density in an arid region of northwest China［J］.? Agricultural Water Management，2014（142）：135-143．

［8］ SANGOI L， GRACIETTI M A， RAMPAZZO C， et al.? Response of Brazilian maize hybrids from different eras to changes in plant Density［J］.? Field Crops Research， 2002， 79（1） ：? 39-51．

［9］ 徐宗貴，孫? ?磊，王? ?浩，等.? 種植密度對(duì)旱地不同株型春玉米品種光合特性與產(chǎn)量的影響［J］.? 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，50（13）：2463-2475．

［10］ 陳志君，張琳琳，姜? ?浩，等.? 東北雨養(yǎng)區(qū)黑色地膜和種植密度對(duì)玉米田間地溫和產(chǎn)量的影響［J］.? 生態(tài)學(xué)雜志，2017，36（8）：2169-2176．

［11］ 任新茂，孫東寶，王慶鎖.? 覆膜和種植密度對(duì)旱作春玉米產(chǎn)量和蒸散量的影響［J］.? 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2017，

48（1）：206-211．

［12］ 張立勤，崔云玲，崔增團(tuán)，等.? 灌水對(duì)水肥一體化制種玉米產(chǎn)量和水分利用效率的影響［J］.? 寒旱農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，1（2）：124-129.

［13］ 李? ?菊，張富倉(cāng)，王艷麗，等.? 灌水量和滴灌頻率對(duì)甘肅省河西地區(qū)春玉米生長(zhǎng)和水分利用的影響［J］.? 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2021，26（10）：8-20.

［14］ 王云奇，李金鵬，王志敏，等.? 一穴多株種植對(duì)夏玉米群體質(zhì)量和產(chǎn)量的影響［J］.? 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，24（2）：173-182.

［15］ CASAL J J.? Canopy light signals and crop yield in sickness and in health［J］.? ISRN Agronomy， 2013， 2013： 650439

［16］ 溫日宇，陳永欣，張魏斌，等.? 種植密度對(duì)晉糯20號(hào)玉米產(chǎn)量和商品性的影響［J］.? 寒旱農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，2（3）：234-238.

［17］ 宣麗霞.? 種植密度對(duì)綠洲灌區(qū)不同品種青貯玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響［J］.? 寒旱農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024，3（1）：63-68.

［18］ 張曉艷，杜吉到，鄭殿峰，等.? 密度對(duì)大豆群體葉面積指數(shù)及干物質(zhì)積累分配的影響［J］.? 大豆科學(xué)，2011，30（1）：96-100.

［19］ 李向嶺，李從鋒，侯玉虹，等.? 不同播期夏玉米產(chǎn)量性能動(dòng)態(tài)指標(biāo)及其生態(tài)效應(yīng)［J］.? 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，45：1074-1083.

［20］ 楊恒山，張玉芹，徐壽軍，等.? 超高產(chǎn)春玉米干物質(zhì)及養(yǎng)分積累與轉(zhuǎn)運(yùn)特征［J］.? 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2012，18（2）：315-323.

［21］ ZHANG J X， CHENG Z Y， ZHANG R.? Regulated deficit drip irrigation influences on seed maize growth and yield under film［J］.? Procedia engineering， 2012， 28： 464-468.

［22］ 李媛媛，楊恒山，張瑞富，等.? 淺埋滴灌條件下不同灌水量對(duì)春玉米干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響［J］.? 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2017，29（8）：1234-1242.

［23］ 張國(guó)強(qiáng)，王克如，肖春華，等.? 滴灌量對(duì)新疆高產(chǎn)春玉米產(chǎn)量和 水分利用效率的影響研究［J］.? 玉米科學(xué)，2015，23（4）：117-123.

［24］ 胡化廣，張振銘，吳生才，等.? 植物水分利用效率及其機(jī)理研究進(jìn)展［J］.? 節(jié)水灌溉，2013（3）：11-15.

［25］ 張歲岐，山? ?侖．? 植物水分利用效率及其研究進(jìn)展［J］.? 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2002，20（4）：1-5.

［26］ 孟兆將，賈大林，劉安能.? 調(diào)虧灌溉對(duì)冬小麥生理機(jī)制及水分利用效率的影響［J］.? 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2003，

7（4）：66-69．

［27］ 張立勤，楊思存，崔云玲，等.? 不同水氮條件下壟膜溝灌玉米的產(chǎn)量及水分利用效應(yīng)［J］.? 甘肅農(nóng)業(yè)科技.2021，52（11）：34-40.

［28］ 張永玲，肖? ?讓，成自勇.? 膜上灌對(duì)河西綠洲灌區(qū)玉米水分利用效率和產(chǎn)量的影響［J］.? 節(jié)水灌溉，2010（5）：13-15．

［29］ 連彩云，馬忠明.? 滴水量和滴水頻率對(duì)膜下滴灌制種玉米產(chǎn)量及種子活力的影響［J］.? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2021，52（11）：28-33.

［30］ 李文惠，尹光華，谷? ?健，等.? 膜下滴灌水氮耦合對(duì)春玉米產(chǎn)量和水分利用效率的影響［J］.? 生態(tài)學(xué)，2015，34（12）：3397-3401.

［31］ IRMAKS， DJAMAN K， RUDNICK D R. Effect of full land limited irrigation amount and frequency on subsurface drip irrigated maize evapotranspiration， yield water use efficiency and yield response factors［J］.? Irrigation Science， 2016， 34（4）： 271-286.