玉米中心支轴式喷灌综合节水技术集成模式

李铁男　李美娟　王俊

摘 要：中心支轴式喷灌机灌溉技术是现代化农业灌溉的一种模式，将中心支轴式喷灌灌水技术与玉米耕作技术、栽培技术、田间管理技术等集成，形成玉米中心支轴式喷灌综合节水技术集成模式，对于提高玉米综合生产能力具有重要的现实意义。

关键词：中心支轴式喷灌机；玉米；灌溉制度；喷灌集成技术

中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）03-04-145-03

Abstract：Center pivot sprinkler irrigation technology is a mode of modern agricultural irrigation，integrating the center pivot irrigation irrigation technology，corn cultivation，field management and harvesting technology，forming the integration model of corn center pivot irrigation comprehensive water-saving technology，has important practical significance for improving corn production capacity.

Key words：Center pivot irrigation system；Corn；Irrigation system；Sprinkler irrigation integration technology

玉米是黑龙江省第一大粮食作物，2013年全省玉米种植面积达728万hm2。在玉米种植面积逐年增加的同时，玉米灌溉需水量也在大幅度增加。发展节水灌溉技术，提高玉米灌溉水资源利用率，是进一步提高玉米综合生产能力的保障。另外，全球气候变暖也在加剧旱涝灾害发生的风险[1]，对于黑龙江省玉米补充灌溉而言，发展节水灌溉技术也能够提高抵御自然灾害的能力。中心支轴式喷灌机是一种现代化高效节水灌溉，适合于平原地区大面积农田灌溉的灌溉机械，在我国各地得到了迅速推广[2-3]。与其它喷灌技术相比，中心支轴式喷灌具有自动化程度高、运行费用低、适应性强、应用效益高等诸多优势。将中心支轴式喷灌灌水技术与玉米生产的农艺技术和农业机械化技术密切结合，发挥相关技术的耦合效应，形成玉米中心支轴式喷灌综合节水技术集成模式，对于提高玉米综合生产能力具有重要的现实意义。当前，国内学者对中心支轴式喷灌机的研究多从水力学性能方面进行试验分析[4-7]，而对中心支轴式喷灌机的灌水技术及其与农艺技术、农机技术配套方面研究较少，白明照等人进行了青贮玉米中心支轴式喷灌综合给水技术集成模式研究和实例设计[8]，郑和祥等人进行了紫花苜蓿中心支轴式喷灌综合节水技术集成模式研究和实例设计[9]，成果均对提高牧区节水灌溉技术水平起到重要作用。本文对中心支轴式喷灌灌水技术与玉米耕作栽培技术和田间管理技术等进行集成研究，形成玉米中心支轴式喷灌综合节水技术集成模式，以期为提高玉米综合生产能力提供技术支撑。

1 玉米中心支轴式喷灌综合节水技术集成原理

将中心支轴式喷灌技术与农艺技术、农机技术有机耦合，形成“玉米中心支轴式喷灌综合节水技术集成模式”。一个喷灌圈为一个灌溉单元，在一个灌溉单元内，通过“统一整地、统一播种、统一灌水、统一施肥、统一田间管理”，实现规范化、标准化作业，达到综合节水增产效益。试验时，按照玉米生长需水规律与中心支轴式喷灌机使用技术规范（DB23/T 1499-2013）和喷灌工程技术规范（GB/T 50085），制定出中心支軸式喷灌条件下适宜的玉米灌溉制度，并将中心支轴式喷灌技术与农艺技术和农机技术进行组合配套。

2 玉米中心支轴式喷灌综合节水技术集成模式

依托水利部“948项目”，在示范区建设玉米喷灌示范工程35.33hm2。示范区位于黑龙江省西南部，松嫩平原腹地，在大庆市让胡路区红骥牧场二联辖区内，东经124°44′01″～125°19′24″，北纬45°50′57″～46°48′35″。属中温带半湿润、半干旱季风气候区。多年平均气温4.9℃，≥10℃的年均积温2 914℃，无霜期141d。多年平均降水量420mm，年际变化大，年内分配不均，7～9月份的降水量占全年降水量的70%。年均蒸发量624.15mm，蒸发量年内分配不均，秋冬季蒸发量小，春夏季蒸发量大。区域内无江无河，地势低洼，处于封闭状态，主要依靠地下水进行灌溉。根据示范区玉米中心支轴式喷灌试验示范，最终组装配套形成玉米中心支轴式喷灌综合节水技术模式，包括玉米中心支轴式喷灌灌溉制度、玉米耕作与栽培技术、田间管理技术、收获技术等。

2.1 灌溉制度 黑龙江省玉米全生育期为5月上旬至9月下旬，根据试验区30a气象资料得出中等水文年（75%）玉米生育期有效降水量为233mm。应用彭曼公式计算得到的试验示范区玉米全生育期作物需水量为509.8mm。根据水量平衡原理，在不考虑地下水补给和深层渗漏的情况下，得出玉米全生育期的灌溉需水量为258.9mm，具体各阶段玉米需水量见表1。

灌溉时需按照玉米生长发育需水规律及土壤墒情进行灌溉，每次灌水量与灌前土壤贮水量之和，不能超过土壤计划层内持水量的范围。同时，根据土壤条件，选择适宜的灌溉速率，将灌溉强度控制在土壤入渗强度之下，避免因灌溉速率太大，产生地表径流。试验区玉米中心支轴式喷灌灌溉制度见表2，玉米全生育期共灌水9次，灌水定额为260mm。为保证出苗率，播种后需进行第一次灌水，灌水量为20mm；试验区一般“十年九春旱”，苗期还需灌水一次，灌水量30mm；拔节期、大喇叭口期和抽雄期是玉米需水关键期，各个生育期分别灌水2次，灌水量为60mm；灌浆期进行最后一次灌水，灌水量为30mm。

2.2 农艺技术

2.2.1 施肥技术 （1）结合整地（撒施或条施夹肥）施入底肥，用量为尿素347.4kg/hm2、磷酸二铵195.7kg/hm2、氯化钾125kg/hm2、硫酸锌15kg/hm2。（2）结合播种施入种肥，用量为磷酸二铵195.7kg/hm2、尿素47.4kg/hm2、氯化钾125kg/hm2、锌肥15kg/hm2。（3）拔节期时，结合灌水追施拔节肥尿素300kg/hm2。（4）大喇叭口期，结合灌水追施尿素200kg/hm2。

2.2.2 病虫害防治 6月下旬，当每100株螟虫达到50头时，每667m2用菊酯类农药20～30mL对水20～30kg进行防治。当每100株玉米螟卵超过30块或每100株玉米螟达到80头时，应及时防治。于玉米螟卵始盛期（7月15～20日）在田间放赤眼蜂，7d后进行2次放蜂。

2.2.3 除草技术 播种4～5d后，结合灌水，用乙草胺加2，4-D进行化学机械封闭除草。

2.3 农机技术

2.3.1 耕整地技术 实施以深松为基础，松、翻、耙相结合的土壤耕作制。一般深松30～35cm，耕翻深度20～23cm，翻后耙耢，按种植要求的垄距及时起垄或夹肥起垄镇压。

2.3.2 播种技术 当5～10cm耕层低温稳定通过7～8℃时抢墒播种。机械精量播种标准为行距65cm、株距22cm、播深5cm、覆土4～5cm、单粒点播。播种量为2～2.5kg/667m2。

2.3.3 中耕 玉米6叶期进行第1次中耕，深松放寒，8～10叶期盆和追肥进行第2次中耕封垄。

2.3.4 收获技术 收获时玉米籽粒含水率≥20%，玉米收获应以摘穗为目标，在蜡熟末期后收獲为佳。常用的收获机械种类有自走式玉米联合收获机、背负式玉米收割机。

2.3.5 注意事项 在进行玉米中心支轴式喷灌机灌溉时，在灌溉季节前应检查喷灌机、水源井、电力配套等灌溉工程设备完好情况；喷灌机应统一专人运行管理；灌溉时参考中等水文年节水高产灌溉制度，视不同水文年降雨与玉米长势情况进行适宜灌溉。结合灌水施肥，能有效提高肥效利用率。

3 结语

玉米中心支轴式喷灌综合节水技术在项目示范区得到了很好的应用，通过在一个喷灌圈灌溉单元内“统一整地、统一播种、统一灌水、统一施肥和统一田间管理”的规范化作业，综合节水增产效益良好。为进一步推进中心支轴式喷灌机在农业生产中的应用，更好的发挥中心支轴式喷灌技术的优势，应深入研究中心支轴式喷灌条件下的水肥耦合效应。

参考文献

[1]娇江，杜少敏.黑龙江省农业水资源高效开发利用研究[J].农业经济与管理，2011（4）：25-31.

[2]蔡九茂，李莉，翟国亮，等.大型喷灌机在河南地区的应用与推广前景分析[J].节水灌溉，2014（9）：70-72.

[3]韩小龙，周立华，鲍子云.宁夏引黄灌区玉米喷灌技术模式集成与示范应用[J].宁夏工程技术，2014，13（2）：148-150.

[4]汤跃，朱相源，梅星新，等.JP50卷盘喷灌机水涡轮水力性能试验[J].中国农村水利水电，2014（2）：26-29.

[5]蔡振华.中心支轴式喷灌机关键灌水组件开发及试验研究[D].北京：中国农业机械化科学研究院，2009.

[6]钱一超，侯永胜，席三忠，等.影响电动圆形喷灌机灌水均匀度的因素及分析[J].节水灌溉，2010（4）：20-25.

[7]高江永，钱一超，侯永盛，等.水利驱动装置对单长跨圆形喷灌机整机水力性能影响的试验研究[J].节水灌溉，2013（4）：1-4.

[8]白明照，张文丽，王宇，等.青贮玉米中心支轴式喷灌综合节水技术集成模式[J].内蒙古水利，2014（3）：13-14.

[9]郑和祥，李和平，白巴特尔，等.紫花苜蓿中心支轴式喷灌综合节水技术集成模式[J].内蒙古水利，2014（3）：11-12.

（责编：张宏民）