注灌施肥对全膜双垄沟播玉米产量及土壤水分的影响

崔云玲，张立勤，车宗贤

（甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，甘肃兰州 730070）

注灌施肥对全膜双垄沟播玉米产量及土壤水分的影响

崔云玲，张立勤，车宗贤

（甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，甘肃兰州 730070）

在榆中县旱作区全膜双垄沟播栽培下，观察了不同注灌施肥处理对玉米产量及土壤水分含量的影响。结果表明，不同水肥条件对玉米产量均有一定的影响。基施N 180.00kg/hm2、P2O5120.00kg/hm2、ZnSO47.50kg/hm2、K2O 30.00kg/hm2，拔节期和大喇叭口期各注水30m3/hm2处理下玉米折合产量最高，为14 157.6kg/hm2。玉米抽雄期0～60cm土层含水量各处理变化趋势相同，均表现为0～20cm土层含水量较高，20～60cm土层含水量相对较低，且相互间无明显差异。注水对水分利用效率的影响不显著。

全膜双垄沟播；玉米；注灌施肥；产量；土壤水分

旱地全膜双垄沟播技术是根据甘肃省中东部农业生产的实际研究提出的一项重大旱作农业新技术［1～3］。其核心是在地表起大小双垄并在双垄之间形成集雨沟槽，用地膜全地面覆盖，在沟内播种作物。该技术体系集垄面集流、覆膜抑蒸、垄沟种植技术于一体，大幅度提高了土壤水分的保蓄率、降水利用率和水分利用效率，并使玉米等作物增产30%以上。由于该技术极其显著的集雨、保墒和增产作用［4～8］，2004年起在甘肃、青海、宁夏、内蒙古和陕西等地旱作区大面积推广应用，至2012年仅甘肃省应用面积已超过66.67万hm2。但旱地全膜双垄沟播以往的研究主要集中在栽培技术、与常规种植模式相互比较、增产机理和对降水的高效利用等方面［9～17］，而该模式下注灌施肥对作物产量及水分利用的影响研究较少。我们针对旱作区集流雨水补偿灌溉利用率不高、作物生育前期干旱少雨和全膜覆盖追肥难及中后期脱肥等问题，于2012年开展了“雨水蓄集+全膜双垄沟播技术+施肥”于一体的旱作区玉米水肥一体化技术研究，明确了全膜双垄沟播条件下补水追肥对玉米产量及水肥利用和土壤水库的补给情况。

1 材料与方法

1.1 供试材料

指示玉米品种为沈单16号。供试氮肥为尿素（含N 46%），土施磷肥为普通过磷酸钙（含P2O512%），追施速溶磷肥为85%磷酸，钾肥为硫酸钾（含K2O 50%）。

1.2 试验区概况

试验于2012年3—10月在榆中县小康营乡小康营村进行。海拔2 070m，东经104°9′，北纬35° 50′，年平均气温6.2℃，≥0℃积温3 044℃，≥10℃有效积温2 179℃，年降水量300mm左右，蒸发量1 500mm左右，农作物生长期196d，平均无霜期120d，属甘肃省中部地区典型的旱作农业区。土壤类型为黑垆土川台麻土，耕层土壤养分含量为有机质14.6g/kg、水解氮96.8mg/kg、速效磷16.7mg/kg、速效钾217.4mg/kg、pH为8.24。前茬玉米，常年精耕细作，土壤肥力较高。玉米生长期间降水情况见图1。

图1 玉米生长期降水量

1.3 试验方法

试验共设7个处理（表1），随机区组排列，3次重复，小区面积33m2，前茬玉米。采用全膜双垄沟播种植，每带幅宽110cm，其中大垄宽70cm、高10cm，小垄宽40cm、高15cm，大小垄相间形成播种沟。4月20日结合整地按试验方案基施肥料后起垄覆膜，4月28日播种，播深3～5cm，播种密度5.5万株/hm2。注水时按试验方案称取肥料，将肥料倒入适量水中完全溶解，再按试验设计注水量加入注灌机混匀后随水注入。其余管理同当地大田。试验以20cm为1层分别于播种前、收获后测定0～100cm土壤含水量，于抽雄期、灌浆期测定0～60cm土壤含水量。9月28日玉米成熟后分小区取10株进行室内常规考种，各小区单收计产。数据均采用Excel和DPS软件分析。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 土壤水分含量采用烘干称重法测定，计算公式为：w=［（W1-W）/W］×100%，式中，w为土壤重量含水量，W1为湿土重量，W为干土重。

1.4.2 作物耗水量作物耗水量用农田水分平衡法计算。简化的农田水分平衡方程式为：ET= P-△W，式中，ET为作物耗水量；P为降水量；△W为时段末与时段初土壤贮水量之差。式中各分量均以mm为单位。

1.4.3 作物水分利用效率作物水分利用效率为作物消耗单位水量生产出的经济产量（籽粒产量），其表达式为：WUE=y/ET，式中，y为单位面积的经济产量；ET为作物一生的耗水量。

2 结果与分析

表1 试验方案

表2 不同水肥条件对玉米产量的影响

2.1 不同水肥条件下的玉米产量

通过表2可以看出，不同水肥条件下，玉米折合产量以CK3最高，为14 157.6kg/hm2，较其余处理增产490.9～2254.6kg/hm2。其中较CK1增产2 072.8kg/hm2，增产率17.2%；较CK2增产2 254.6kg/hm2，增产率18.9%。处理5次之，为13 666.7kg/hm2，较CK1增产1 581.9kg/hm2，增产率13.1%；较CK2增产1 763.7kg/hm2，增产率14.8%。对产量进行方差分析的结果表明（F=4.293＞F0.01=4.01），CK3与CK1、CK2之间差异达极显著水平，与其余处理之间差异不显著；处理5与CK1、CK2差异达显著水平，与处理4、处理6、处理7差异不显著。

2.2 不同水肥条件下田间土壤水分变化

通过图2可以看出，玉米抽雄期各处理0～60cm土层含水量变化趋势相同，均表现为0～20cm土层土壤含水量较高，20～60cm土层土壤含水量相对较低，且不同处理间无明显差异。在玉米灌浆期（图3），除处理7的0～20cm土层含水量略低外，其余处理为14.55%～15.95%；20～60cm土层含水量各处理相差不大，为11.69%～13.50%。玉米收获期（图4），0～100cm土层土壤含水量处理2相对较低，其余处理水分垂直分布虽然差别较大，但在该土层内的平均含水量变化范围不大，为11.68%～12.73%。

图2 第1次注水前（抽雄期）0～60cm土层土壤水分分布

图3 第2次注水前（灌浆期）0～60cm土层土壤水分分布

图4 收获期0～100cm土层土壤水分分布

图5 玉米播种前及收获后0～100cm土层土壤水分分布

玉米播前及收获后，0～100cm土层土壤水分垂直分布见图5，尽管试验年玉米生育期降水较为充沛，达337.2mm，但降水对土壤水库依然没有补充，表现为0～100cm土层含水量收获期远低于播种期，全生育期耗水量为351.67～387.25mm，即玉米在生长期内不但消耗了全部的降水，而且对0～100cm土层土壤的贮存水分消耗也较大。

2.3 水肥条件对玉米耗水量和水分利用效率的影响

从表3可以看出，水肥条件对玉米生育期耗水量有一定的影响。耗水量以处理6最低，生育期耗水351.67mm，分别较CK1、CK2、CK3低16.22、35.58、34.06mm。CK2、CK3生育期耗水量较大，分别为387.25、385.73mm。CK3耗水量较大是由于玉米产量较高，对水分的需求也相应增大。水分利用效率以CK1最高，分别比其他处理增加0.78～6.09kg/（mm·hm2），增幅2.13%～19.46%。其次为处理6、CK3，分别为36.54、35.97kg/（mm·hm2）。方差分析表明，所有处理间水分利用效率差异均不显著。

表3 水肥条件对玉米水分利用效率的影响

3 小结与讨论

1）在榆中县旱作区玉米全膜双垄沟播栽培中，不同水肥条件对玉米产量均有一定的影响。基施N 180.00kg/hm2、P2O5120.00kg/hm2、ZnSO47.50kg/hm2、K2O 30.00kg/hm2，拔节期和大喇叭口期各注水30m3/hm2条件下折合产量最高，为14 157.6kg/hm2，较基施P2O5120.00kg/hm2、ZnSO47.50kg/hm2、K2O 30.00kg/hm2增产2 072.5kg/hm2，增产率17.2%；较基施N 180.00kg/hm2、P2O5120.00kg/hm2、ZnSO47.50kg/hm2、K2O 30.00kg/hm2增产2 254.6kg/hm2，增产率18.9%。

2）玉米抽雄期0～60cm土层土壤含水量变化趋势相同，均表现为0～20cm土层含水量较高，20～60cm土层含水量相对较低，且相互间无明显差异。注水对水分利用效率差异不显著，在水分不成为限制因素的雨养农业区，注水补灌对玉米生长和产量的影响不大。

3）在生态类型和土壤结构与试验区相似的甘肃省广大干旱雨养区，即使在降水量较为充沛的年份，作物生育期降水对地下土壤水库补充极为有限，除休闲期降水外，地下土壤水库长期处于亏空状态。土壤水分也主要集中在0～20cm耕层，耕层以下（60～80cm土层）土壤水分较低，因此土壤水库的调蓄功能非常有限。也就是说在干旱年份，作物可利用水分仍仅限于浅层，尽管作物自身抗旱性促使根系下扎，但深层土壤没有足够的水分供给作物生长而致使作物受旱。

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（本文责编：陈伟）

Effect of Pouring Irrigation Fertilization on Yield and Soil Moisture of Corn Ditch Sowing in Double Ridge Mulched With Plastic Films

CUI Yun-ling，ZHANG Li-qin，CHE Zong-xian
（Institute of Soil，Fertilizer and Water-saving Agriculture，Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou Gansu 730070，China）

The effect of pouring irrigation fertilization on yield and soil moisture of corn ditch sowing in double ridge mulched with plastic films in dryland area of Yuzhong county was observed.The results showed that different water and fertilizer conditions had some effect on corn yield.The yield was the highest（14 157.6kg/hm2）which base application of N 180.00kg/hm2、P2O5120.00kg/hm2、ZnSO47.50kg/hm2、K2O 30.00kg/hm2under treatment for each injection water 30m3/hm2at jointing stage and the large bell stage.The treatments trend of the soil moisture in layer of 0～60cm was similar at corn tasseling stage which the soil moisture in layer of 0～20cm was higher，the soil moisture in layer of 20～60cm was relatively low，and there was no significant differences between each other.In addition，the effects of pouring irrigation on water use efficiency was not significant.

Ditch sowing in double ridge mulched with plastic films；Corn；Pouring irrigation fertilization；Yield；Soil moisture

S513

A

1001-1463（2014）02-0007-04

10.3969/j.issn.1001-1463.2014.02.003

2013-11-13

甘肃省农业科技创新项目“集雨补灌区玉米、马铃薯水肥一体化技术研发集成与示范”（GNCX-2011-35）部分内容

崔云玲（1972—），女，甘肃永靖人，副研究员，主要从事植物营养与土壤肥料方面的研究工作。联系电话：（0）13893425572。E-mail：tfscyl@163.com

车宗贤（1964—），男，甘肃会宁人，研究员，主要从事土壤肥料与节水农业、绿色农业等方面的研究与示范推广工作。联系电话：（0931）7614717。