膜下滴灌不同灌水量和盐基对玉米冠层生长和产量的影响

2013-10-22潘菊梅齐广平

山西农业科学 2013年7期

李涛，潘菊梅，齐广平

（1.甘肃农业大学工学院，甘肃兰州730070；2.陇南市水利水电勘测设计院，甘肃陇南746000）

水分是制约干旱、半干旱地区农业生产的关键因素，水资源短缺、土地荒漠和盐碱化加剧是西北地区的显著特征。水分和盐分相互依赖，相互联系，水分是盐分运移的载体，“盐随水来，盐随水去”，前人应用多种方法进行了水盐运移规律研究[1-8]，但水盐运移对作物生长和产量的影响研究较少。

本试验于2010年在甘肃农业大学农业生态工程研究所试验站进行了膜下滴灌不同灌水量和盐基对玉米冠层生长和产量影响的研究，探讨了玉米生长对土壤水盐环境条件变化的响应和对产量的影响，旨在为西北荒漠盐碱区作物生产利用膜下滴灌技术研究和示范提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试材料为玉米中单2号。

1.2 试验区概况

试验于2010年3—9月在甘肃农业大学农业生态工程试验站进行。试验区属典型的西北半干旱区气候特征，纬度 36°05′23″N，经度 103°41′52″E，海拔为1 551 m，年平均气温为9.3℃，3—9月均温分别为 5.5，13，17，22.6，22.9，23.4，19.4 ℃。试验地土壤为碱性灌淤土，pH值为8.6（水土比为5∶1），土壤全盐量为0.958%，有机质含量为5.08 g/kg，全磷1.41 g/kg，有效磷 103.72 mg/kg，速效钾 79.5 mg/kg，全氮8.72 mg/kg。试验区土壤的理化性状采用常规方法测定。

1.3 试验设计

在测试土壤样品的基础上，设3个盐分梯度：Y1.供试土壤全盐量为0.958%；Y2.氯化钠与土按2%比例混合0～20 cm土壤，0～20 cm土层土壤全盐含量为0.978%，其余土层土壤全盐含量为0.958%；Y3.氯化钠与土按4%比例混合0～20 cm土壤，0～20 cm土层土壤全盐含量为0.998%，其余土层土壤全盐含量为0.958%。3个灌溉梯度为Q1，Q2，Q3（表 1）。

表1 膜下滴灌不同灌水量和盐基对玉米冠层生长和产量的影响试验设计

将直径32 cm、长100 cm黑色PVC管分10，10，20，20，40 cm 截断，依次组装，并在最底部用塑料袋包裹，塑料袋与PVC管的接合部位及以上PVC管之间的接合部位均用铝铂防水胶带密封。之后取过1 mm筛的风干土混拌磷酸二铵，分层夯实湿润装填，在20 cm的耕作层按设计要求混拌氯化钠，每管装土75 kg。将装好土的PVC管按照试验设计紧靠摆放在15 m×2.0 m×1.2 m的砼试验坑中，周边用土填满。管上覆农用地膜，膜下铺设滴灌系统。输水干管、支管均采用直径为32 mm的PE管，支管上安装国产水表（精度0.001），毛管接EMM10型雨鸟滴头，每管布设2个滴头，滴头的流量为4 L/h，工作压力为0.05～0.25 kg/cm3。每组分别设3个重复。

于4月22日播种，每桶2穴，27日出苗，5月4日放风通气，5月5日放苗，5月12日间苗定植，每穴留1株，每管2株。试验田管理与普通大田作物管理相同。

1.4 取样方法及测定项目

6月4日开始，在玉米的不同生育时期（苗期、拔节期、抽雄期、灌浆期、收获期）取样，共取5次，分别测定玉米地上部分（叶、茎、鞘）干物质积累和叶面积、株高、产量。玉米样品按试验设计PVC管的顺序挖取，收获玉米地上部分之后，每管2株捆绑贴标签，在实验室人工分解，分类采摘叶、茎、鞘，成熟进行测产。

玉米地上部分生物量积累的测定：对收获样品在实验室分别称鲜质量后装入纸袋，贴标签，先在干燥箱中105℃杀青1 h，再在60～80℃恒温下烘24 h至恒质量，称其干质量。

1.5 数据分析

采用Excel 2003和SPSS 15.0数据处理系统，对试验数据进行整理和分析。

2 结果与分析

2.1 膜下滴灌不同灌水量和盐基对玉米冠层生长的影响

从表2可以看出，在膜下滴灌玉米生产试验中，当盐基Y1＜Y2＜Y3，灌溉定额Q1＞Q2＞Q3时，在苗期、灌浆期，玉米地上部分叶、茎、鞘生物量和株高、茎粗、叶面积等指标，随着灌溉量的减小而减小；当土壤盐基相同时，在玉米拔节期、收获期，灌溉量Q2对应的各处理玉米的叶、茎、鞘生物量均大于灌溉量Q1，Q3对应的各处理，但株高、茎粗、叶面积等指标却随着灌溉量的减小而减小；抽雄吐丝期，玉米的叶、茎、鞘生物量随着灌溉量的减小而减小，但Q2处理对应的各处理玉米的株高大于Q1，Q3对应的各处理。

不同生育期玉米冠层的生长对水分的响应首先表现在根系上，玉米不同生育期对水分的需求不同，但是根系的吸水作用，加速了土壤水分流向根部，从而导致盐分在根区汇集，含盐量增高，而灌溉又可以降低根区含盐量，因此，根据土壤水盐运移特征，调节灌溉水量，从而减少根系与盐分汇集区的接触范围，提高根水的协同性，达到丰产增收的目的。

2.2 膜下滴灌不同灌水量和盐基对玉米产量的影响

从表2还可以看出，收获测产，当灌溉量Q1＞Q2＞Q3，土壤盐基为Y1时，处理Q2Y1比处理Q1Y1，Q3Y1分别增产9.05%和10.42%；当盐基为Y2时，处理Q2Y2比处理Q1Y2，Q3Y2分别增产22.17%和80.13%；当盐基为Y3时，处理Q2Y3比处理Q1Y3，Q3Y3分别增产8.82%和63.24%。由产量方差分析可知，当土壤盐基为Y1时，玉米减产不显著；当土壤盐基为Y2，Y3时，与其他处理比较，处理Q3Y2和Q3Y3减产严重，说明减产的主要原因是土壤水、盐互相作用影响的结果。

2.3 膜下滴灌不同灌水量和盐基条件下玉米冠层生长和产量的相关性分析

对膜下滴灌玉米产量和地上部分生长指标进行了相关分析，结果表明，膜下滴灌条件下玉米产量与株高、茎粗、穗干质量间呈极显著相关，与叶干质量、茎干质量间呈显著相关，而与地上鞘干质量、叶面积相关性不显著。对玉米产量相关显著的指标进行了逐步回归分析，结果表明，株高和叶干质量的偏回归系数显著（P＜0.05），最优回归模型为Y＝0.012X1－0.049X2－0.355（Y 为产量，X1为株高，X2为叶片质量），R＝0.659，且方程达到了显著水平。