甘肃引黄灌区玉米灌溉制度研究现状与发展趋势探析*

王红英 ，栾倩倩 ，刘 斌

（1.甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心，甘肃 白银 730400；2.甘肃省农业工程技术研究院，甘肃 武威 733006）

甘肃省地处黄河上游，是我国重要的玉米种植产区。为了解决甘肃省区灌溉水源不足的问题，需要从黄河中进行引水灌溉。但是受到多种因素的影响，甘肃引黄灌区的水资源供需矛盾日渐尖锐，枯水年份在玉米用水高峰时间段的供水总量严重不足，对于玉米种植产生了一定的负面影响。因此，为了促进甘肃地区玉米种植产业发展，需要做好灌溉制度的优化，采用科学的灌溉方式，确保灌溉制度的科学性与合理性。

1 甘肃引黄灌区玉米灌溉制度研究重要性分析

在甘肃省玉米种植产业发展过程中，引黄河水灌溉是一项重要的工作，但是受到多种因素的影响，当前引黄灌区存在水资源利用效率较低的问题，缺乏科学的用水管理制度，从而导致玉米种植发展受到很大影响。引黄灌区玉米灌溉制度优化的重要性主要包括：1）提高引黄灌区灌溉水资源利用率。玉米作物灌溉需要大量的水资源才能够满足玉米生长所需，但是在甘肃引黄灌区中，多数采用漫灌的方式，实际灌溉用水量超过玉米生长所需，从而导致黄河水资源浪费问题较为严重，为此需要针对引黄灌区玉米灌溉制度进行优化，按照玉米生长实际所需，对灌溉总量与不同阶段的灌溉量进行调控，在满足玉米生长需求的基础上，全面提升黄河灌溉水资源利用率[1]。2）减少引黄灌区灌溉浪费，节省水资源。在甘肃玉米种植灌溉模式中，黄河水资源占据较大比重，对玉米灌溉制度的优化，对于保障黄河水资源安全具有重要的作用。所以通过改进引黄灌区玉米灌溉用水管理制度，能够减少玉米的水资源灌溉总量，对于可持续发展目标的实现具有重要意义。3）保障玉米种植可持续发展。甘肃传统的玉米灌溉制度没有注重农业的可持续发展建设，整体灌溉制度存在问题，所以通过对当前灌溉制度的不合理之处进行优化设计，能够促进甘肃玉米种植产业可持续发展，推动玉米种植产业提质增效[2]。

2 甘肃引黄灌区玉米灌溉制度研究现状分析

甘肃位于黄河上游，引黄灌区限额灌溉的主要内容是有限满足工业与生活用水，在此基础上需要研究玉米不同种类间与生育期不同阶段之间的灌溉水量如何合理分配的问题。

2.1 玉米生育期不同阶段需水分析

玉米生育期不同阶段的水分产量敏感指数计算公式为：

其中，Y表示玉米产量；YP表示玉米在充分供水条件下的产量；ETi表示玉米生育期第i阶段的实际蒸发蒸腾量，ETPi表示玉米生育期第i阶段的潜在蒸发蒸腾量；n表示玉米全生育期划分的阶段；λi表示玉米第i生长阶段的缺水敏感指数；f表示播种推迟或倒伏使得玉米产量减少的因素。

按照灌水定额对于水、肥以及最终产量的影响分析λ，确定甘肃引黄灌区玉米适合的灌水定额。结合相关单位的研究结果来看，甘肃引黄灌区玉米各剩余阶段敏感指数如表1所示。

表1 甘肃引黄灌区玉米各剩余阶段敏感指数

结合上表数据可以明确，甘肃引黄灌区玉米产量对于不同生育阶段的水分亏缺敏感度具有一定差异，其中，抽雄灌浆期最为敏感，播种出苗期敏感程度最低。玉米出苗拔节前处于影响生长期，水分对于产量的影响较低，所以敏感指数较低；进入拔节期后，玉米生长代谢活跃度提升，逐渐向生殖阶段发育，所以敏感指数有所增加；抽雄灌浆期是玉米籽粒形成的关键时期，对于水分的需求量较大，所以此阶段需要加强灌溉，从而提升玉米产量[3]。

2.2 灌溉水量阶段分配次序

灌溉水量阶段分配是指在有限的灌溉水源基础上，提升水分生产效率的重要步骤。在对玉米种植灌溉水源进行分配时，需要按照实际降雨量、玉米生育阶段以及需水实际情况来确定。1）需要满足玉米灌溉关键时期的水分供应；2）需要根据来水实际情况，考虑引黄灌区作物种植结构，确保玉米与其他作物关键时期的水分需求得到满足，解决玉米需水量较高、区域降雨量较低以及发育阶段缺水严重的问题；3）需要考虑到改善玉米种植环境比如优化土壤结构、施肥等对灌溉的需求[4]。

3 甘肃引黄灌区玉米灌溉制度存在的问题分析

结合甘肃引黄灌区玉米种植灌溉制度的实际情况来看，由于缺乏科学的灌溉制度设计，导致灌溉制度不够合理，当前的灌溉制度中存在着许多问题，主要包括以下几项：1）引黄灌区玉米灌溉制度不够科学。灌溉制度的设计是一项复杂的工作，需要明确引黄灌区的总体水量、季节变化以及玉米种植实际需求，才能够确保引黄灌区玉米灌溉制度的合理性。但是结合甘肃的实际情况来看，当前玉米灌溉制度还存在着许多问题，整体灌溉制度缺乏合理性，在黄河灌溉水资源调控、调配等方面缺乏合理设计，与玉米种植可持续发展目标相差甚远，对甘肃玉米种植产业的发展造成了很大的不利影响。2）引黄灌区玉米灌溉设施存在问题。引黄灌区玉米灌溉需要高质量的基础设施才能够充分抽引、使用黄河水，但是部分玉米种植产区在灌溉基础设施方面存在问题，比如引水灌溉过程中存在水资源浪费、基础设施灌溉总量超过实际需求、灌溉设施质量不足等问题，对玉米灌溉制度的建设产生了很大的负面影响。国家水利工程部门以及农业部门对于引黄灌区玉米灌溉设施的设计方案有着明确的标准，灌溉设施设计需要根据玉米种植产区的实际情况进行调整，采用高标准要求进行优化，才能够确保玉米灌溉设施制度设计方案的合理性，从而提高黄河灌溉用水利用率，但是在此项工作中许多工程建设单位还存在着很大的欠缺，需要进一步加强相关工作[5]。3）适宜灌溉的灌水定额存在问题。在玉米作物缺水时，灌溉补给一般通过多次灌溉实现，每次灌溉的水量则为灌水定额，在灌水定额过大时，耕地多余的水分会向深层渗漏，容易导致土壤中的养分流失，降低水肥利用率；如果灌水定额过小，因为灌水次数增加，表层玉米植株间蒸发量提升，容易导致肥料气化，降低水肥利用率，所以需要设计科学的灌水定额。甘肃引黄灌区主要作物适合的净灌水定额如表2 所示。

表2 甘肃引黄灌区主要作物适合的净灌水定额

但是结合甘肃引黄灌区的玉米灌溉制度来看，存在着超过或低于适宜的净灌水定额的问题，这不仅加剧了水资源浪费，同时对玉米生长发育产生了很大的负面影响，需要结合当地实际情况，对引黄灌区玉米灌水定额进行优化设计。

4 甘肃引黄灌区玉米灌溉制度发展趋势分析

通过上文的分析可以明确，灌溉制度的优化对于甘肃引黄灌区玉米种植具有重要的作用，是影响玉米产量与质量的关键，在设计当前甘肃省的玉米灌溉制度的过程中，主要考虑了关键需水时期、灌溉次序等，但整体灌溉制度还存在着一些问题，导致玉米生长发育受到了很大影响，对黄河水资源产生一定浪费，整体灌溉质量较低。结合甘肃省近年来在玉米灌溉制度方面的优化设计，其发展趋势主要包括以下几项。

4.1 灌溉制度向着科学化方向发展

灌溉制度的建设是玉米种植产业发展的重要基础，在甘肃省现代化农业建设过程中，为了提高用水效率，在灌溉制度科学化方面做出了很多努力。首先，玉米灌溉制度设计人员深入玉米种植区进行调查，明确该区域玉米生长所需的灌溉水量，从而设计科学的玉米灌溉制度基本指标，确定最优的高效率用水技术，以满足玉米生长所需的基础水分为基础目标，减少不必要的灌溉水资源浪费。其次，对玉米灌溉制度进行多次调整和优化，在实际使用过程中不断检验具体的高效用水技术效果，确保高效率灌溉方案能够达到最大效果[6]。最后，建设与玉米灌溉制度匹配的高效率用水技术措施，以高效率灌溉技术促进用水效率提高，全面强化玉米灌溉制度的节水效果，通过高效率灌溉技术能够减少灌溉过程中产生的黄河水资源浪费问题，从而全面降低水资源整体消耗。为此，灌溉水利工程需要采用全面的、科学的技术方案，优化玉米灌溉制度中的具体建设细节，加强先进高效率灌溉技术的基础配套设施建设，能够有效提高玉米灌溉的节水效果，同时能够满足玉米种植业发展对于水资源的需求[7-8]。

4.2 加强灌溉制度与配套体系的优化

首先，在甘肃省引黄灌溉区域，通过渠道衬砌及水工建筑物配套，将田间水利用率提高至85%以上，灌溉水利用率达到50%左右，达到用水节水的目的，为保障玉米种植和生态用水提供支持。例如，对引黄灌溉玉米种植区域内的农渠全部进行巩固加强，对达不到使用要求或标准的渠道采用模袋混凝土衬砌模式，能够有效提高灌溉效果[9]。其次，在甘肃省的井灌农田区域，可以通过对区域内水源工程及相关材料设备等进行更新和置换，通过水肥一体化滴灌标准建设来打造符合现代农业发展要求的高效节水工程，使得农田节水率比引黄灌区高25%以上，化肥利用效率达到65%以上，面源污染得到有效控制。例如，对井灌区域内的机电井和水泵进行更换和调整，提高机电井和水泵的运行效率，能够全面提升灌溉效率[10]。最后，在引黄灌溉与井灌混合区域，可以采用配套的双重灌溉系统模式，在玉米作物生长期采用滴灌模式进行灌溉，以达到精准化灌溉、施肥，节约用水的目的；秋冬季则利用黄河水对农田进行漫灌，从而实现压盐排碱、农田土壤保墒、补充地下水的目标。例如，在原有的黄河灌溉渠道中开展灌溉沟渠建造，从而能够满足秋冬季节玉米对地表水的需求，能够有效提升水资源利用率，并促进玉米生长发育。

4.3 优化灌水定额

玉米植株不同发育阶段对于水分的需求量不同，为了能够提升黄河灌溉水资源利用率，同时提升水肥应用效果，需要结合甘肃引黄灌区的实际情况，明确适宜玉米灌溉的灌水定额，确保适宜灌溉的灌水定额符合客观实际情况。为此，需要加强对引黄灌区不同区域玉米的生长情况调查，确保调查结果的准确性，从而对灌溉制度进行调整，将适宜的灌水定额作为灌溉制度的具体指标，是当前甘肃引黄灌区玉米种植灌溉制度的主要发展方向[11]。

5 结束语

本文简要阐述了甘肃引黄灌区玉米灌溉制度优化研究的重要性，并对甘肃引黄灌区玉米灌溉制度的现状进行了分析，同时总结了当前甘肃引黄灌区玉米灌溉制度存在的多项问题，最后提出了甘肃引黄灌区灌溉制度的发展趋势与一些优化措施，希望能够为甘肃引黄灌区玉米种植提供一定的借鉴与帮助，不断提升灌溉制度的科学性，实现农业现代化与可持续发展的目标。