大田玉米配水模式在西营河灌区的应用与研究

鲁学成

（甘肃省武威市凉州区西营河水利管理处，733000，武威）

西营河灌区位于石羊河水系的中上游，是一个以农业灌溉为主的大型自流灌区。1995年以来，随着农业经济不断发展，灌区中下游区域对大田玉米、制种玉米逐步采用半膜种植技术，玉米种植面积逐步扩大，至 2008年以后，玉米种植全部采用覆膜玉米种植技术，2009年覆膜玉米种植面积达到6 046 hm2（其中垄膜沟灌玉米 2 173 hm2），2010年达到6 413hm2（其中垄膜沟灌玉米400hm2）。

一、大田玉米配水模式的运行测定

西营河灌区于2010年6月制定了《西营河灌区大田玉米配水模式示范点实施方案》，并在灌区9个乡镇分别建立了示范观测点、片，对大田玉米全膜平作、全膜垄作沟灌、全膜双垄沟播的灌水流量、灌水定额、节水效益、作物产量、灌水前后土壤含水率进行了测定。

1.大田全膜平作玉米定额的测定

对大田全膜平作玉米定额的测定主要有：不同流量、不同面积大小、不同地块（坡度）大田全膜平作玉米的灌水定额测定。

①不同流量下的灌水定额。经实测，在面积基本相同的情况下，流量小于0.7 m3/s时，玉米作物1～3轮水的灌溉定额为4 162.5 m3/hm2，流量在0.1～0.15 m3/s时，灌溉定额为3 685.5 m3/hm2，灌水定额相差 477m3/hm2。

②不同面积的灌水定额。在灌水流量相同的情况下，地块长度在60 m以内，灌溉面积在0.133 hm2以下，灌溉定额为3 685 m3/hm2，地块长度超过80 m，灌溉面积在0.2 hm2以上，灌溉定额为4 064 m3/hm2，灌水定额增加379m3/hm2。

③不同坡度下的灌水定额。在流量及面积相同的情况下，坡度在p＝1.5‰时（顺坡地），平均灌水定额为1 228.5 m3/hm2，平均水深 79 mm，坡度在 p＝-1.15‰时（翘头地），平均灌水定额为1 804.5 m3/hm2，平均水深138 mm，翘头地比顺坡地灌水定额增加576m3/hm2，水深增加 59 mm。

2.全膜垄作沟灌玉米定额的测定

对大田全膜垄作沟灌玉米定额的测定主要有：观测单沟垄作玉米灌水时，达到不淹垄的单沟流量、水流推进速度（流速）、水流到达地块尾部的单沟灌水时间、灌水量；观测地块中水刚好流到地块垄沟尾部，不淹垄面的灌水定额。

（1）按技术要求对灌水定额的测定

全膜垄作沟灌玉米在土地平整、坡度为1‰～2.5‰，起垄标准，垄沟顺直，灌水过程中不淹垄面的情况下，单沟流量为 0.016～0.025 m3/s，多沟流量为0.016～0.05 m3/s，灌水定额一般在 824.85～974.9m3/hm2之间。

（2）对照区垄作沟灌玉米的灌水定额

受地块平整度，垄膜、垄沟的标准，种植方式的不同，灌水习惯等因素的影响，农户种植的垄作沟灌玉米，做不到在灌水过程中不淹垄面，因此，灌水定额在1335～165m3/hm2之间。灌区不同区域垄作沟灌玉米的灌水定额见表1。

二、大田玉米土壤含水量的测定

为了准确掌握大田全膜平作玉米各生育期的需水规律，在各示范地块内，对大田玉米全膜平作、全膜垄作沟灌每轮次灌水前1～2天、灌水后5天在每个测点分别对深度为0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm 进行了土壤相对湿度的测定。永丰、南河示范点10～20 cm土壤相对湿度见表2。

从表2实测结果看出，全膜平作区的土壤含水率略高于全膜垄作区，全膜平作灌前土壤湿度在34%左右，而全膜垄作土壤相对湿度在25%～30%之间。如遇2010年7月35℃以上连续高温天气，永丰示范点水全膜垄作区按照试验要求进行灌溉，第二轮水灌后16天，三轮水灌前土壤相对湿度为14.84%，玉米作物底层叶片枯萎，作物中度受旱。南河示范点由于灌水定额较高，灌前土壤相对湿度为26.61%，作物轻度受旱。

表1 不同区域垄作沟灌玉米的灌水定额

表2 10～20 cm土壤相对湿度

表3 垄作沟灌玉米与平作玉米对比试验

三、不同配水模式下大田玉米产量的测定

在大田玉米收获期，灌区对各示范点大田玉米作物分别进行了考种测产和效益对比分析。具体见表3。

通过对全膜平作玉米和全膜垄作玉米产量的测定，全膜平作玉米平均产量为13770kg/hm2，全膜垄作玉米平均产量为16581kg/hm2，全膜垄作玉米产量比全膜平作玉米高2811kg/hm2。

四、不同配水模式下大田玉米存在的问题

1.大田全膜平作玉米

集雨效果不明显。经实地观测，降水后除作物根部有少量雨水渗入外，其余大部分水量都被棵间蒸发，作物吸收利用量少。

覆膜不规范。农户在覆膜过程中，为节省地膜未能严格按照全膜玉米的种植规范进行种植，将全膜平作种植为半膜平作，导致土壤的保墒性降低。

地块面积过大。灌区部分条田面积过大，条田长度在100m以上，农户习惯大水漫灌，无开地头沟的习惯，田间灌水定额较高。

2.大田玉米全膜垄作沟灌

西营河灌区虽然对干支渠道进行了改造，但田间斗、农、毛渠配套率较低，而且90%的地块没有地头沟。灌区斗农渠流量在0.2～0.3 m3/s，而全膜垄作沟灌玉米灌水流量应控制在0.02～0.05 m3/s，不能很好地执行多口分流和小流量灌溉。

灌区灌溉面积较大，水库调蓄能力低，加之在灌溉期间，正好进入汛期，水库限制蓄水，而作物的供水灌溉按照轮期执行，因此水源没有保障，即使有一次有效降水，灌区也无法真正做到因降水而停止或延期灌溉。

灌区实行水权水价改革以后，各协会均实行了“配水到户，分时到田”的灌水方法，而垄膜沟灌需要小流量灌溉，但灌区现配套的斗农渠道量水设施不健全，如果大规模推行垄作沟灌玉米的配水模式，按目前垄作沟灌全膜玉米的灌水轮期，必须采取支渠续灌，斗、农渠轮灌的灌水方式，农户在灌水时间上延长2～3倍甚至更多，用水户协会的工作量也大大增加。

表4 大田全膜平作玉米灌溉制度

表5 大田全膜垄作玉米灌溉制度

土地不平整是影响全膜垄作沟灌玉米的主要因素之一。经多年实践证明，灌区适宜的耕地坡度为1‰～2.5‰，但是灌区耕地由于自然地理条件的原因，加之灌区的耕地都用机械化种植，往往形成“翘头地”或地块不平整，沟灌最后变成了漫灌，反而增加了灌溉用水量。

灌区大部分全膜垄作沟灌玉米种植均在垄顶或垄侧，垄沟被全膜覆盖，在未播种前，降水汇聚到垄沟后无法渗入土壤而被田间蒸发，无法有效利用降水，在播种后施肥难度较大。

五、大田玉米适宜的灌水模式

通过对大田全膜平作玉米、全膜垄作沟灌玉米各生育期灌水流量、灌水定额、节水效益、作物产量、灌前灌后土壤含水率的试验与测定，认为适宜灌区大田全膜平作玉米、全膜垄作沟灌玉米的配水制度、灌溉制度为：

1.大田全膜平作玉米

①实行区域化种植。在灌溉过程中灌区实行以斗、农渠为单元的统一供水灌溉，减少输水损失。

②大田玉米作物全生育期灌水4次，轮期在20～26天之间。

③在面积过大的条田，条田长度超过80 m，应选择开2～3条地头沟同时灌水。

④对“翘头地”或不平整的地块进行平整，灌区适宜的土地坡度为1‰～2.5‰。

⑤建立健全协会管水、灌水组织，田间用水必须实行配水到户，分时到田。

⑥灌溉制度见表4。

2.大田全膜垄作玉米

①全膜垄作沟灌玉米应以斗渠为单元进行区域化种植，种植面积达到95%以上，采取支渠续灌、斗农渠轮灌的灌水方式。

②灌水流量控制。斗口供水流量控制在0.1m3/s以内，农渠流量在0.016～0.05m3/s之间。

③当进水口流量在0.03～0.1 m3/s时，一般进行多沟灌，且在地头预留0.6 m宽的地块不进行地膜覆盖，以便于向各垄沟输水。

④配套末级渠道的量水设施。应在农渠首端和农渠分水口上配置量水设施，便于在灌溉期间多口分流，准确分水，配水到户，分水到田。

⑤建立健全协会管水、灌水组织，田间必须实行配水到户，分时到田，灌溉时要结合灌区地形条件，地块长度在60 m以上时，要开设地头沟，应引水至1/2处分区灌溉。

⑥初拟灌溉制度见表5。

六、结 语

玉米全膜垄作沟灌技术是旱作农业的一项创新技术。鉴于西营河灌区目前的水库调蓄能力、田间工程配套、量水设施情况以及协会、农民用水户的灌水习惯，区域化种植均未达到小流量灌溉的要求，在用水量上玉米全膜垄作沟灌与平作玉米基本一致，但全膜平作玉米平均产量13 770 kg/hm2，全膜垄作玉米平均产量为16 581 kg/hm2，全膜垄作玉米产量比全膜平作玉米产量高2811kg/hm2，因此，随着渠系配套的完善，农艺技术的提高，玉米全膜垄作沟灌技术可在灌区进行大面积推广。

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