淮河流域玉米受淹胁迫试验研究

叶阳 王矿

（淮河水利委员会 蚌埠 233001 安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院 蚌埠 233000）

淮河流域玉米受淹胁迫试验研究

叶阳 王矿

（淮河水利委员会 蚌埠 233001 安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院 蚌埠 233000）

通过测坑试验研究玉米不同生育期在淹水条件下产量要素的变化，玉米各个生育期对涝渍胁迫的敏感顺序，淹水天数对减产幅度的影响，对玉米受淹减产规律进行分析。

玉米 受淹胁迫试验 涝渍相随 排水指标 水分生产函数

1 引言

淮河流域气候、土地、水资源等条件优越，适宜于发展农业生产，是我国重要的粮、棉、油主要产区，玉米是流域内重要的夏季作物。受气候和地理环境等自然因素及社会经济发展和人类活动的影响，水旱灾害仍较频繁，易造成流域粮食产量波动。淮河流域属暖温带半湿润季风气候区，多年平均降水量为895mm，多年平均径流深221mm。降雨量比较适中，但存在较为严重的时空分布不均问题，造成水旱灾害频繁发生。本文通过试验研究涝渍胁迫下玉米减产规律，确定排水指标，对于流域粮食安全有重要意义。

2 材料与方法

2.1试验材料

试验在安徽省新马桥试验站实施，进行了不同淹水处理条件下玉米生理特性、株高、产量的测定。该站位于淮北平原中部固镇县境内，浅层地下水属典型的入渗～蒸发～开采型。供试土壤是淮河平原区代表性土壤砂姜黑土，有明显的淋溶淀积过程，即土壤上层的碳酸钙被淋溶而淀积于底层，形成不同形态的砂姜。供试土壤的田间最大持水量θr为27.5%，容重为1.36g/cm3。基本理化性质为pH值7.79，速效钾93.91mg·kg-1，有效磷16.10mg·kg-1，有机质8.59g·kg-1，全氮632mg·kg-1，碱解氮92.11mg·kg-1，测桶中施肥参照大田生产进行配方施肥。

2.2试验方法

采用测坑原位受淹法。供试品种为广种品种蠡玉16，测坑小区面积6.67m2，深1.8m，底部设有0.3m厚的供排水层。小区内栽玉米4行，每行8株，试验处理分CK（对照）、和淹水历时2d、4d三个处理，通过人工灌水与天然降雨同步使测坑中的地下水上升至地面以上5cm左右，淹水结束后，地下水渐次排降，实施情况见表1。非受淹期间，土壤水分控制范围为占田间持水量的65%～80%。

2.3涝渍相随控制排水指标

为确定涝渍综合指标与作物减产的定量关系，以涝渍综合水深SFEWxi作为选定涝渍胁迫的度量指标。

SFW为地表水累计值，ht为第t天地表淹水深度，n为淹水天数。根据前期试验资料，x取50cm较为合适。

以涝渍综合水深SFEWxi作为排水度量工具，将其改进为涝渍相随条件下的作物水分生产函数，则涝渍胁迫水分生产模型如下所示：

2.4数据分析

表1 玉米受淹试验地下水排水过程

采用SPSS19.0软件对数据进行分析。用一元方差分析（One-wayANOVA）揭示淹水天数对玉米不同生育期处理的影响，检验玉米产量及其要素在处理间差异的显著性。

表2 涝渍胁迫对玉米产量的影响

表3 玉米淹水各处理产量要素

表4 涝渍水分生产函数模型的各项参数

3 结果与分析

3.1试验结果

试验表明淹水抑制苗期的株高的增长和生长发育。持续观测发现，随着淹水历时的增加，株高生长发育受到抑制越明显，苗期受淹表现最为显著。苗期淹水延迟了玉米的拔节、抽雄吐丝时间和收获日期，表明苗期淹水处理后，植株在后期很难恢复正常生长状态，淹水对植株造成不可修复的危害。苗期淹水4d的处理株高低于对照53.7cm，拔节期淹水4d植株株高低于对照27.0cm；苗期淹水4d的处理，玉米拔节日期滞后对照2d，抽雄和吐丝日期滞后对照2～6d，收获日期滞后对照5d。抽雄吐丝期和成熟期淹水对玉米株高和生育期的影响则不明显，由此可见，玉米苗期是涝渍敏感时期。涝渍胁迫时间越长，干物质降幅越大。苗期、拔节期、抽雄吐丝期分别淹水2d的处理，测坑玉米秸秆干物质重较对照减少幅度为36.8%、31.6%、26.3%。

从产量和产量要素可以看出玉米苗期受涝渍其反应最为敏感，苗期持续淹水2d、4d处理相较于对照组减产25.8%、67.1%；为拔节期淹水2d、4d处理减产幅度达到26.1%和34.7%；抽吐期淹水2d、4d处理减产为10.8%和25.0%；成熟期淹水4d减产4.9%，受涝渍胁迫减产幅度最小。即不同生育期对于涝渍胁迫反应的敏感程度和耐淹天数不尽相同，苗期耐淹天数最短，随着受淹天数的延长其减产速率也最大，其后各阶段同样的淹水历时减产幅度随着苗龄的增加而逐渐收窄。从各个处理的产量及产量要素看，在同一个生育期内淹水历时4d的处理，植株所受的危害程度明显严重于淹水2d的处理，苗期是玉米排水管理的关键时期。

3.2玉米受淹条件下作物水分生产函数确定

对玉米苗期、拔节期、抽吐期和成熟期各个生育阶段进行淹水处理，将所得地下水和地表水观测数据代入算式（1）～（2）中得SFEW50，将SFEW50和各淹水处理减产数据对其（3）～（6）式进行4因子的回归分析，其结果见表4。根据试验资料分别统计出式（3）～（6）各项参数。式（3）～（6）各项输入资料分别为:y、ym、SFEWx（x取50cm）、Ai根据试验观测资料分别取苗期35d，抽拔节期12d，抽吐期20d，成熟期30d。

通过回归计算，Jensen、Blank、Stewart和Singh模型中的相关系数较高，R2均大于0.9，Jensen、Blank、Singh模型的F值＞F0.01和Stewart模型的F值＞F0.05。其中Jensen和Blank模型的模拟结果偏好，相关系数R2和F检验值都很好表明涝渍条件下的水分生产函数总体上有显著的预测效果。

4 结语

采用测坑原位受淹法，研究淹水胁迫条件下玉米全生育期生育性状、产量要素的响应规律。为生产实际提供了三个方面的依据：

（1）从整体的敏感性分析可以得出，各生育阶段对涝渍的敏感性的排序为苗期最敏感，其次是拔节期，然后是抽吐期和成熟期。苗期是玉米排水的关键控制阶段。

（2）根据试验处理，统计分析了玉米实测产量和产量要素之间的差异显著性，并根据实测资料计算了玉米涝渍水分生产函数的各项参数。

（3）受淹条件下的Jensen模型、Blank模型、Stewart模型和Singh模型是玉米受淹条件下作物水分生产函数的新形式，为排水方案的优选和灾情损失评估提供了计算依据。

水分生产函数中的参数具有时域和地域的变异性，且玉米作为高杆作物要求试验区域面积大。因试验小区数量有限，其变异性如何，还有待于多地区和多年试验资料的进一步证实■