不同灌溉方式对玉米水分生产效率与产量的影响

王维国　李铁男　杨静

摘 要：利用2000-2012年肇州县水利科学研究所灌溉试验站多年的试验数据，分析了不同灌溉方式对玉米水分生产效率和产量的影响，为制定灌水决策和灌溉制度提供参考。

关键词：玉米；灌溉方式；水分生产效率；产量

中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）11-31-03

Abstract：Using water conservancy science institute Zhaozhou county irrigation experimental station in 2000-2012 experimental data， analyzed the effect of different irrigation on the water production efficiency and yield of Corn，to provide reference for making decisions irrigation and irrigation system.

Key words：Corn；Irrigation methods；Water production efficiency；Yield

灌溉的最初兴起，使农田的水分环境得到极大的改善，农田的作物种植结构和种植制度也随之发生了根本性的改变[1]。现代灌溉技术的不断进步，发展出了喷灌、微灌、灌溉施肥等新技术，使得农耕制度向集约、规模方向快速发展[2]。鉴于我国水资源与能源的短缺以及广大农村地区的技术管理水平较低的现实，大面积发展推广喷灌、微灌等先进的灌水技术还受到很大的限制。而今节水地面灌溉技术的发展不仅仅是节水的需要，更加是农业现代化发展的需要[3-4]。作物需水量与产量之间的关系是农田灌溉管理的重要基础，也是确定作物的经济灌溉定额和适宜的灌水时间，以及开展有限水量在不同区域、不同作物及不同生育期之间优化配置等工作的基础[3]。因此，在缺水地区开展非充分灌溉条件下作物需水量与需水规律以及产量的关系研究，对各地实行节水灌溉，乃至对水利工程的规划、设计及建成后的运行管理均具有十分现实的意义[4]。发展节水地面灌溉技术对推进现代农业及建设节约型社会有着十分重要的意义，因此在今后一段相当长的时间内，我国仍须继续加大田间工程的建设力度，并且大力研究以及推广节水型地面灌水技术以应对水资源短缺不断加剧的现实，实现农业生产更高的效率和效益[5]。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验地位于肇州镇西侧的肇州县水利科学研究所，地势平坦，平均海拔150m，耕地面积5hm2。试验站地处第一积温带，多年平均降水量为428.0mm，5～9月份降水量占全年85.5%。多年平均水面蒸发量（E601）为973.5mm，多年平均5月蒸发量最大，占全年蒸发量的20%左右。年日照总时数达2 900h，是黑龙江省日照最长地区。大于10℃有效活动积温2 485℃。无霜期143d。土壤类型为黑钙土。地下水埋深在10m左右。

1.2 试验处理 试验设3个处理，分别为：处理1为滤水种、苗期喷灌，处理2为滤水种、苗期、分枝期喷灌，处理3为充分灌溉。每处理设3个重复，每处理的形状特征基本一致，处理1、处理2面积分别为336m2、560m2，对照26m2。试验区旁有气象站一处。

1.3 试验布置与计算 试验区每年轮种植玉米、大豆和小麦作物，需要进行需水量与耗水规律连续观测。试验区以坑测法为主，田测法为辅。确定作物田间需水量的基本方法是水量平衡法，在自然条件下对各处理进行土壤含水量定点测定，测定深度5～10cm，10～20cm，20～30cm，30～40cm，40～60cm，60～80cm，80～100cm。作物实际耗水量通过前后2次测定的土体含水率的差值，用水量平衡法计算确定。灌溉方式有充分灌溉、喷灌，需通过水表计量灌溉水量。

3 结论与讨论

3.1 结论 由本次试验结果表明，不同灌溉方式处理对玉米产量及其水分生产效率有着不同程度的影响。充分灌溉处理的植株由于水分的充足供应，使株高、茎粗及叶面长势上均优于其它的灌溉处理，产量相对最高，但在充分灌溉处理过程中，有大多部分的水分不被作物利用而无效蒸腾，以牺牲水分利用效率为代价。而喷灌处理尽管绝对产量较充分灌溉处理略低，但由于其耗水量也低，水分利用效率反而高于充分灌溉处理。喷灌是借助动力设备把水喷到空中而形成水滴降落到植物和土壤上，目的是节约用水，基本上可不产生深层的渗漏和地面径流，并且灌水比较均匀，可以增加空气湿度，降低气温，能有效防止“晒花”现象的发生，有利于提高水分利用效率[6]。

3.2 讨论 在玉米的前期生长阶段，由于植株较小，对水分的需求量相也对较小，所以各灌溉处理的株高的长势状况差异并不大。但在玉米逐渐进入拔节期后，各处理的株高长势幅度就出现明显的增加，并且随着植株的生长，对水分的需求越来越大，水分成为制约玉米生长的主要因素[6]。由于充分灌溉及时满足了植株生长对水分的需求，因此该处理的玉米株高长势增长最快[7]。而喷溉由于植株分别受到不同程度的水分胁迫，造成株高的长势受到一定的抑制，而低于充分灌溉处理。但收获期在不同灌溉方式下，充分灌溉的植株根干重及根冠比最小[8]。冯广龙等（1997）研究证明，适当的水分胁迫可以增强分枝能力，延长根系活性时间，从而促进冬小麦生根的生长发育，使侧根稳定生长并功能发挥，轻度水分亏缺后复水，主要促进次生根生长发育[9]。在干旱半干旱地区，适当增加深层土壤中的根量，减少表层土壤中的根分布，为理想的根系分布模式。这样还可以有利于降低非水力根信号负面作用，以提高作物籽粒产量。这说明一定程度的干旱胁迫会刺激根系的吸收功能，更有利于同化物的分配，因此地上部分及根系的干物质累积量低于其它处理的植株[10]。

参考文献

[1]水利部农村水利司.新中国农田水利史略[M].北京：中国水利水电出版社，1999.

[2]许平.灌溉技术的发展在我国农耕制度演进中的作用[J].河南师范大学学报，2009，37（3）.

[3]奕永庆.节水灌溉技术[J].今日科技，1998（11）：8-9.

[4]水利部农村水利司.节水灌溉[M].北京：中国农业出版社，1998.

[5]张文慧.节水地面灌溉技术的现状及发展趋势[J].水利科技与经济，2009.

[6]张岁岐，周小平，慕自新，等.不同灌溉制度对玉米根系生长及水分利用效率的影响[J].农业工程学报，2009（10）.

[7]郭相平，孙景生.玉米节水灌溉技术及其研究进展[J].玉米科学，2000，8（1）：60-62.

[8]王艳，张佳宝.不同灌溉处理对玉米生长及水分利用效率的影响[J].灌溉排水学报，2008，27（5）：41-44.

[9]郑盛华，严昌荣.水分胁迫对玉米苗期生理和形态特性的影响[J].生态学报，2006，26（4）.

[10]单长卷，徐新娟，王光远，等.冬小麦幼苗根系适应土壤干旱的生理学变化[J].植物研究，2007，27（1）：55-58.

（责编：张宏民）

摘 要：利用2000-2012年肇州县水利科学研究所灌溉试验站多年的试验数据，分析了不同灌溉方式对玉米水分生产效率和产量的影响，为制定灌水决策和灌溉制度提供参考。

关键词：玉米；灌溉方式；水分生产效率；产量

中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）11-31-03

Abstract：Using water conservancy science institute Zhaozhou county irrigation experimental station in 2000-2012 experimental data， analyzed the effect of different irrigation on the water production efficiency and yield of Corn，to provide reference for making decisions irrigation and irrigation system.

Key words：Corn；Irrigation methods；Water production efficiency；Yield

灌溉的最初兴起，使农田的水分环境得到极大的改善，农田的作物种植结构和种植制度也随之发生了根本性的改变[1]。现代灌溉技术的不断进步，发展出了喷灌、微灌、灌溉施肥等新技术，使得农耕制度向集约、规模方向快速发展[2]。鉴于我国水资源与能源的短缺以及广大农村地区的技术管理水平较低的现实，大面积发展推广喷灌、微灌等先进的灌水技术还受到很大的限制。而今节水地面灌溉技术的发展不仅仅是节水的需要，更加是农业现代化发展的需要[3-4]。作物需水量与产量之间的关系是农田灌溉管理的重要基础，也是确定作物的经济灌溉定额和适宜的灌水时间，以及开展有限水量在不同区域、不同作物及不同生育期之间优化配置等工作的基础[3]。因此，在缺水地区开展非充分灌溉条件下作物需水量与需水规律以及产量的关系研究，对各地实行节水灌溉，乃至对水利工程的规划、设计及建成后的运行管理均具有十分现实的意义[4]。发展节水地面灌溉技术对推进现代农业及建设节约型社会有着十分重要的意义，因此在今后一段相当长的时间内，我国仍须继续加大田间工程的建设力度，并且大力研究以及推广节水型地面灌水技术以应对水资源短缺不断加剧的现实，实现农业生产更高的效率和效益[5]。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验地位于肇州镇西侧的肇州县水利科学研究所，地势平坦，平均海拔150m，耕地面积5hm2。试验站地处第一积温带，多年平均降水量为428.0mm，5～9月份降水量占全年85.5%。多年平均水面蒸发量（E601）为973.5mm，多年平均5月蒸发量最大，占全年蒸发量的20%左右。年日照总时数达2 900h，是黑龙江省日照最长地区。大于10℃有效活动积温2 485℃。无霜期143d。土壤类型为黑钙土。地下水埋深在10m左右。

1.2 试验处理 试验设3个处理，分别为：处理1为滤水种、苗期喷灌，处理2为滤水种、苗期、分枝期喷灌，处理3为充分灌溉。每处理设3个重复，每处理的形状特征基本一致，处理1、处理2面积分别为336m2、560m2，对照26m2。试验区旁有气象站一处。

1.3 试验布置与计算 试验区每年轮种植玉米、大豆和小麦作物，需要进行需水量与耗水规律连续观测。试验区以坑测法为主，田测法为辅。确定作物田间需水量的基本方法是水量平衡法，在自然条件下对各处理进行土壤含水量定点测定，测定深度5～10cm，10～20cm，20～30cm，30～40cm，40～60cm，60～80cm，80～100cm。作物实际耗水量通过前后2次测定的土体含水率的差值，用水量平衡法计算确定。灌溉方式有充分灌溉、喷灌，需通过水表计量灌溉水量。

3 结论与讨论

3.1 结论 由本次试验结果表明，不同灌溉方式处理对玉米产量及其水分生产效率有着不同程度的影响。充分灌溉处理的植株由于水分的充足供应，使株高、茎粗及叶面长势上均优于其它的灌溉处理，产量相对最高，但在充分灌溉处理过程中，有大多部分的水分不被作物利用而无效蒸腾，以牺牲水分利用效率为代价。而喷灌处理尽管绝对产量较充分灌溉处理略低，但由于其耗水量也低，水分利用效率反而高于充分灌溉处理。喷灌是借助动力设备把水喷到空中而形成水滴降落到植物和土壤上，目的是节约用水，基本上可不产生深层的渗漏和地面径流，并且灌水比较均匀，可以增加空气湿度，降低气温，能有效防止“晒花”现象的发生，有利于提高水分利用效率[6]。

3.2 讨论 在玉米的前期生长阶段，由于植株较小，对水分的需求量相也对较小，所以各灌溉处理的株高的长势状况差异并不大。但在玉米逐渐进入拔节期后，各处理的株高长势幅度就出现明显的增加，并且随着植株的生长，对水分的需求越来越大，水分成为制约玉米生长的主要因素[6]。由于充分灌溉及时满足了植株生长对水分的需求，因此该处理的玉米株高长势增长最快[7]。而喷溉由于植株分别受到不同程度的水分胁迫，造成株高的长势受到一定的抑制，而低于充分灌溉处理。但收获期在不同灌溉方式下，充分灌溉的植株根干重及根冠比最小[8]。冯广龙等（1997）研究证明，适当的水分胁迫可以增强分枝能力，延长根系活性时间，从而促进冬小麦生根的生长发育，使侧根稳定生长并功能发挥，轻度水分亏缺后复水，主要促进次生根生长发育[9]。在干旱半干旱地区，适当增加深层土壤中的根量，减少表层土壤中的根分布，为理想的根系分布模式。这样还可以有利于降低非水力根信号负面作用，以提高作物籽粒产量。这说明一定程度的干旱胁迫会刺激根系的吸收功能，更有利于同化物的分配，因此地上部分及根系的干物质累积量低于其它处理的植株[10]。

参考文献

[1]水利部农村水利司.新中国农田水利史略[M].北京：中国水利水电出版社，1999.

[2]许平.灌溉技术的发展在我国农耕制度演进中的作用[J].河南师范大学学报，2009，37（3）.

[3]奕永庆.节水灌溉技术[J].今日科技，1998（11）：8-9.

[4]水利部农村水利司.节水灌溉[M].北京：中国农业出版社，1998.

[5]张文慧.节水地面灌溉技术的现状及发展趋势[J].水利科技与经济，2009.

[6]张岁岐，周小平，慕自新，等.不同灌溉制度对玉米根系生长及水分利用效率的影响[J].农业工程学报，2009（10）.

[7]郭相平，孙景生.玉米节水灌溉技术及其研究进展[J].玉米科学，2000，8（1）：60-62.

[8]王艳，张佳宝.不同灌溉处理对玉米生长及水分利用效率的影响[J].灌溉排水学报，2008，27（5）：41-44.

[9]郑盛华，严昌荣.水分胁迫对玉米苗期生理和形态特性的影响[J].生态学报，2006，26（4）.

[10]单长卷，徐新娟，王光远，等.冬小麦幼苗根系适应土壤干旱的生理学变化[J].植物研究，2007，27（1）：55-58.

（责编：张宏民）

摘 要：利用2000-2012年肇州县水利科学研究所灌溉试验站多年的试验数据，分析了不同灌溉方式对玉米水分生产效率和产量的影响，为制定灌水决策和灌溉制度提供参考。

关键词：玉米；灌溉方式；水分生产效率；产量

中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）11-31-03

Abstract：Using water conservancy science institute Zhaozhou county irrigation experimental station in 2000-2012 experimental data， analyzed the effect of different irrigation on the water production efficiency and yield of Corn，to provide reference for making decisions irrigation and irrigation system.

Key words：Corn；Irrigation methods；Water production efficiency；Yield

灌溉的最初兴起，使农田的水分环境得到极大的改善，农田的作物种植结构和种植制度也随之发生了根本性的改变[1]。现代灌溉技术的不断进步，发展出了喷灌、微灌、灌溉施肥等新技术，使得农耕制度向集约、规模方向快速发展[2]。鉴于我国水资源与能源的短缺以及广大农村地区的技术管理水平较低的现实，大面积发展推广喷灌、微灌等先进的灌水技术还受到很大的限制。而今节水地面灌溉技术的发展不仅仅是节水的需要，更加是农业现代化发展的需要[3-4]。作物需水量与产量之间的关系是农田灌溉管理的重要基础，也是确定作物的经济灌溉定额和适宜的灌水时间，以及开展有限水量在不同区域、不同作物及不同生育期之间优化配置等工作的基础[3]。因此，在缺水地区开展非充分灌溉条件下作物需水量与需水规律以及产量的关系研究，对各地实行节水灌溉，乃至对水利工程的规划、设计及建成后的运行管理均具有十分现实的意义[4]。发展节水地面灌溉技术对推进现代农业及建设节约型社会有着十分重要的意义，因此在今后一段相当长的时间内，我国仍须继续加大田间工程的建设力度，并且大力研究以及推广节水型地面灌水技术以应对水资源短缺不断加剧的现实，实现农业生产更高的效率和效益[5]。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验地位于肇州镇西侧的肇州县水利科学研究所，地势平坦，平均海拔150m，耕地面积5hm2。试验站地处第一积温带，多年平均降水量为428.0mm，5～9月份降水量占全年85.5%。多年平均水面蒸发量（E601）为973.5mm，多年平均5月蒸发量最大，占全年蒸发量的20%左右。年日照总时数达2 900h，是黑龙江省日照最长地区。大于10℃有效活动积温2 485℃。无霜期143d。土壤类型为黑钙土。地下水埋深在10m左右。

1.2 试验处理 试验设3个处理，分别为：处理1为滤水种、苗期喷灌，处理2为滤水种、苗期、分枝期喷灌，处理3为充分灌溉。每处理设3个重复，每处理的形状特征基本一致，处理1、处理2面积分别为336m2、560m2，对照26m2。试验区旁有气象站一处。

1.3 试验布置与计算 试验区每年轮种植玉米、大豆和小麦作物，需要进行需水量与耗水规律连续观测。试验区以坑测法为主，田测法为辅。确定作物田间需水量的基本方法是水量平衡法，在自然条件下对各处理进行土壤含水量定点测定，测定深度5～10cm，10～20cm，20～30cm，30～40cm，40～60cm，60～80cm，80～100cm。作物实际耗水量通过前后2次测定的土体含水率的差值，用水量平衡法计算确定。灌溉方式有充分灌溉、喷灌，需通过水表计量灌溉水量。

3 结论与讨论

3.1 结论 由本次试验结果表明，不同灌溉方式处理对玉米产量及其水分生产效率有着不同程度的影响。充分灌溉处理的植株由于水分的充足供应，使株高、茎粗及叶面长势上均优于其它的灌溉处理，产量相对最高，但在充分灌溉处理过程中，有大多部分的水分不被作物利用而无效蒸腾，以牺牲水分利用效率为代价。而喷灌处理尽管绝对产量较充分灌溉处理略低，但由于其耗水量也低，水分利用效率反而高于充分灌溉处理。喷灌是借助动力设备把水喷到空中而形成水滴降落到植物和土壤上，目的是节约用水，基本上可不产生深层的渗漏和地面径流，并且灌水比较均匀，可以增加空气湿度，降低气温，能有效防止“晒花”现象的发生，有利于提高水分利用效率[6]。

3.2 讨论 在玉米的前期生长阶段，由于植株较小，对水分的需求量相也对较小，所以各灌溉处理的株高的长势状况差异并不大。但在玉米逐渐进入拔节期后，各处理的株高长势幅度就出现明显的增加，并且随着植株的生长，对水分的需求越来越大，水分成为制约玉米生长的主要因素[6]。由于充分灌溉及时满足了植株生长对水分的需求，因此该处理的玉米株高长势增长最快[7]。而喷溉由于植株分别受到不同程度的水分胁迫，造成株高的长势受到一定的抑制，而低于充分灌溉处理。但收获期在不同灌溉方式下，充分灌溉的植株根干重及根冠比最小[8]。冯广龙等（1997）研究证明，适当的水分胁迫可以增强分枝能力，延长根系活性时间，从而促进冬小麦生根的生长发育，使侧根稳定生长并功能发挥，轻度水分亏缺后复水，主要促进次生根生长发育[9]。在干旱半干旱地区，适当增加深层土壤中的根量，减少表层土壤中的根分布，为理想的根系分布模式。这样还可以有利于降低非水力根信号负面作用，以提高作物籽粒产量。这说明一定程度的干旱胁迫会刺激根系的吸收功能，更有利于同化物的分配，因此地上部分及根系的干物质累积量低于其它处理的植株[10]。

参考文献

[1]水利部农村水利司.新中国农田水利史略[M].北京：中国水利水电出版社，1999.

[2]许平.灌溉技术的发展在我国农耕制度演进中的作用[J].河南师范大学学报，2009，37（3）.

[3]奕永庆.节水灌溉技术[J].今日科技，1998（11）：8-9.

[4]水利部农村水利司.节水灌溉[M].北京：中国农业出版社，1998.

[5]张文慧.节水地面灌溉技术的现状及发展趋势[J].水利科技与经济，2009.

[6]张岁岐，周小平，慕自新，等.不同灌溉制度对玉米根系生长及水分利用效率的影响[J].农业工程学报，2009（10）.

[7]郭相平，孙景生.玉米节水灌溉技术及其研究进展[J].玉米科学，2000，8（1）：60-62.

[8]王艳，张佳宝.不同灌溉处理对玉米生长及水分利用效率的影响[J].灌溉排水学报，2008，27（5）：41-44.

[9]郑盛华，严昌荣.水分胁迫对玉米苗期生理和形态特性的影响[J].生态学报，2006，26（4）.

[10]单长卷，徐新娟，王光远，等.冬小麦幼苗根系适应土壤干旱的生理学变化[J].植物研究，2007，27（1）：55-58.

（责编：张宏民）