制种玉米蓄水规律与节水技术研究

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摘 要：玉米与其他作物相比，用水比较经济，但植株高大，绝对需水量较多，掌握玉米需水规律是合理灌溉的基础，据研究667m2产籽粒500kg，需水量在250～300m3。影响需水量的主要因素是气象、土壤、栽培措施和品种等，玉米生育期内积温高，相对湿度小，光照强，日照时数长，风力强，需水量就大。凡生长期长，叶面积大，气孔数目多的品种，蒸腾量较大，因而需水量也大。随着深耕深度、栽培密度和施肥量的加大，玉米需水量有增加趋势。此外土壤质地、水分及地下水位也影响玉米需水量。

关键词：玉米；蓄水；研究

中图分类号：S513 文献标识码：A

1 张掖市水资源状况

黑河中游的张掖市位于甘肃省西部，属河西走廊中部绿洲，气候特点是降雨少而集中，昼夜温差大，日照长，辐射强，气候干燥，蒸发量大，夏季短而炎热，春季升温快，秋季降温快，干燥缺雨，故本区为严重干旱气候区。该区域日照总时数2683～3088h，年太阳辐射总量133.36～148.42kcal/cm2，日照时间长，作物光合能力大，光的有效辐射高，奠定了一个高生产力形成的基础。平均气温5～8℃，气温日较差在13.3～15.7℃，≥10℃有效积温2600～3300℃，无霜期155d，是玉米高产区，较大的昼夜温差更是提高玉米感官品质和营养品质的必要条件。降水稀少，多年平均降水量在110.4～130.5mm之间，蒸发量大，多年平均年蒸发能力在1200～2200mm之间。土壤种类以灌漠土、灰钙土和栗钙土为主，土层深厚，土质疏松，是农业生产的精华之地。

张掖地区属资源性缺水地区，共有耕地24万hm2，有效灌溉面积14.853万hm2，其中玉米种植占8万hm2，占灌溉面积的53.9%[1]。目前黑河中游玉米亩平均灌溉定额为511m3，8万hm2年用水量达6.1亿m3，占黑河中游可利用水量的35.9%，占农业用水量的42.2%，人均农田有效灌溉面积为866.7m2，农民667m2均水资源水量为511m3，同时每年近6.7万hm2耕地不能适时保灌，每年因调水造成的农业和生态经济损失在7亿元左右[2]。

2 玉米生育期需水规律

玉米与其他作物相比，用水比较经济，但植株高大，绝对需水量较多，掌握玉米需水规律是合理灌溉的基础，据研究每667m2产籽粒500kg，需水量在250～300m3。影响需水量的主要因素是气象、土壤、栽培措施和品种等，玉米生育期内积温高，相对湿度小，光照强，日照时数长，风力强，需水量就大。凡生长期长，叶面积大，气孔数目多的品种，蒸腾量较大，因而需水量也大。随着深耕深度、栽培密度和施肥量的加大，玉米需水量有增加趋势。此外土壤质地、水分及地下水位也影响玉米需水量。

种子萌发需要吸收自身干重的48%～50%的水分，土壤水分不足，难以萌发。播种至出苗需水量75m3/667m2， 占总需水量的30.7%，平均日需水量0.94m3/667m2；出苗到拔节，耗水量不大，约占总需水量的17.8%～15.6%。拔节到孕稳期对水分要求比较高，约占总需水量的29.6%～23.4%。抽穗到灌浆期的需水量占总需水量的19.2%～31.5%，每日的需水量是一生最高值。在籽粒成熟期，为了使有机物充分向籽粒运输和保持叶片功能、仍需相当量的水分。

玉米不同生育时期受到水分胁迫对产量的影响不同。一般认为，玉米从抽雄前10d到抽雄后20d约1个月左右的时间对水分最敏感，是玉米需水临界期，缺水对产量影响最大。但是不同品种由于耐早程度不一，产量下降的幅度亦有很大差异[5]。

据研究玉米各生育时期维持正常的生长发育，土壤水分必须达到田间最大持水量的以下指标：出苗—拔节65%～70%；拔节一抽雄70%～75%；抽雄—开花末期75%～80%；灌浆期70%～75%，当土壤水降到下限值时应进行灌溉。

3 节水技术

3.1 玉米半膜平铺覆盖节水技术

制种玉米半膜平铺覆盖节水技术，是先进农田节水技术的广泛应用，能实现节水、增效、节本、增收的目的，在灌溉地采用该技术制种，每667m2可节水20%～30%，增产10.66%～37.31%。

3.2 玉米垄膜沟灌节水栽培技术

制种玉米垄膜沟灌栽培的适宜灌溉定额为300m3/667m2，灌水次数为5次，施N量为14～16kg/667m2，P2O58～10kg/667m2[5]。与传统半膜平铺覆盖栽培相比，制种玉米垄膜沟灌栽培技术增产1.63%～40.44%，水分利用效率提高4.17%～34.16%，节水100m3/667m2以上，成熟期提前5～7d。

3.3 玉米膜下滴灌技术

玉米膜下滴灌技术与常规灌溉技术比较，可节水35%～50%，增产12%以上。膜下滴灌玉米试验地秋冬储水灌水定额为120～140m3/667m2，播前补墒安种水灌水定额为60～80m3/667m2，全生育期灌溉定额干旱年份为200m3/667m2，湿润年份为180m3/667m2，各次灌水定额均为20m3/667m2。

张掖市有效灌溉面积14.853万hm2，其中玉米种植占8万hm2，占灌溉面积的53.9%。目前黑河中游玉米每667m2平均灌溉定额为511m3，8万hm2年用水量达6.1亿m3，占黑河中游可利用水量的35.9%，占农业用水量的42.2%，如果在玉米种植区全面推广节水灌溉技术，采用半膜平铺覆盖，每667m2均灌溉定额可由目前的511m3下降到400m3，将节水22%，若采用垄膜沟灌，较半膜平铺灌溉可节水20%，配套膜下滴灌，每667m2可在现有的基础上平均节水40%，耕地平均每年将节约灌溉用水30%，相比大水漫灌，半膜覆盖每667m2均节水15%，平均增产10%，灌溉水利用效率由0.77kg/m3增加到1.0kg/m3；垄膜沟灌667m2均节水25%，平均增产15%，灌溉水利用效率增加到1.18kg/m3；膜下滴灌667m2均节水40%，平均增产20%，灌溉水利用效率增加到1.54kg/m3。

4 制种玉米节水技术研究

4.1 发展玉米高效节水农业，是科学应对张掖市农业水资源短缺问题的根本出路

虽然张掖市在节水型社会建设方面已做了大量探索，但是玉米种植灌溉方式仍然以大水漫灌为主，水分利用效率低，水资源浪费严重，水资源短缺矛盾更加突显，发展玉米高效节水农业是一种必然选择。

4.2 高效节水技术集成程度低是玉米水分利用效率低的主要原因

从玉米各种高新节水技术的试验效果来看，单项技术节水效果明显，但能够显著提升水分利用效率和进一步挖掘节水潜力的集成高效节水技术还比较缺乏。

4.3 玉米节水技术应用程度低是限制玉米规模节水效果的重要原因

膜下滴灌作为一种节水效益较高的灌溉技术，在设施内应用普遍，垄膜沟灌技术在蔬菜生产上已广泛应用，但在玉米生产中还未大面积推广，整体节水效果不明显。

4.4 玉米高效节水农业事关黑河中下游生态安全

发展高效节水农业，减少灌溉用水量，有利于解决生产与生态用水矛盾，改善水环境，为逐步恢复和保护生态提供有力支持。若张掖市玉米种植采用高效节水技术，尤其是膜下滴灌的全面普及将在目前基础上再节水1.5亿m3，将节出的水用于生态，可有效改善黑河中下游生态环境[4]。

参考文献

[1] 基于流域水循环的黑河流域水资源合理配置研究[R].中国水利水电科学研究院，黄委会黑河流域管理局，2003（12）.

[2] 郝庆凡.黑河调水及思考[J].人民黄河， 2001（7）：33-34.

[3] 吕彪.河西走廊水资源特征及其生态环境问题[J].国土与自然资源研究，2003（1）：12-14.

[4] 马忠明.河西灌区节水灌溉的适宜土壤水分指标研究[J].甘肃农业科技，1998（12）.

作者简介：郑荣（1984-），女，张掖市农科院，助理研究员，从事土壤生态、农作物栽培育种方面的研究工作。