干旱區(qū)鹽堿地玉米節(jié)水灌溉試驗分析

徐 勇

(新疆兵團222團農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，新疆 阜康831505)

玉米是新疆糧食作物中種植的面積和產(chǎn)量僅次于小麥的作物之一。新疆為干旱區(qū)，水資源緊缺，同時又是鹽堿地分布面積較大的地區(qū)，區(qū)內(nèi)水資源供需矛盾較為突出，試驗研究玉米鹽堿地合理的灌溉水量具有節(jié)水意義。

1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)處于阜康市三工河流域沖洪積細土平原下游，緊鄰古爾班通古斯沙漠。區(qū)內(nèi)氣候為典型的大陸性干旱氣候，多年平均氣溫6.5℃;≥10℃的平均積溫3 572.1℃，多年平均降水量181.5 mm;多年平均蒸發(fā)量(20 cm蒸發(fā)皿)1 934.2 mm。年平均日照總時數(shù)2 555.4 h，日照百分率為66%，無霜期165天，初霜10月3日左右，終霜4月26日左右。

本次試驗地土壤為輕鹽漬化潮土，耕作層土質(zhì)為中壤土，土壤含鹽量為0.32%、土壤含鹽量0.37%，土壤有機質(zhì)含量為1.3%，全氮 0.104%，全磷 0.21%，水解氮 87 ppm，有效磷 26 ppm，土壤容重1.46 g/cm3，土壤 ph 為8.0 ～9.4，屬堿性土壤，試驗區(qū)地下水埋深4.26 m。

表1 玉米灌溉試驗灌水量及產(chǎn)量匯總表m3/畝

2 灌溉試驗情況

2.1 試驗田塊布置

本次玉米節(jié)水灌溉試驗方式采用小區(qū)試驗。試驗地布置見圖 1。試驗地長53.3m，寬40.7m，面積為2 196.3m2(3.3 畝)。小區(qū)按隨機排列方式劃分六個處理田塊，兩次重復(fù)，每個小區(qū)面積為66.67 m2(0.1畝)。為防止試驗受外界干擾，減少試驗邊區(qū)接受陽光、通風條件、不同灌溉量影響，特別是各處理間不同灌水定額產(chǎn)生的橫向側(cè)滲影響，在試驗地周圍設(shè)保護區(qū)和處理間隔離區(qū)。使小區(qū)隔離區(qū)灌水定額與相鄰處理田塊相同，從而減少因灌水定額不同產(chǎn)生的側(cè)滲影響。

2.2 試驗方法

本次節(jié)水灌溉采用低壓塑料管道輸水灌溉，通過配套水閥門、水表將水灌入試驗田塊。本次采用塑料管道代替土渠，使田間土壤濕度不受渠道滲漏影響，用水表測量灌溉水量，灌水量準確，提高了本次試驗資料的可靠性。

本次節(jié)水灌溉試驗結(jié)合當?shù)卮筇飳嶋H灌水情況，采用定時定量的灌水制度(見表1)。試驗地為輕鹽堿化土壤，為保證玉米有較高的出苗率，考慮壓堿洗鹽1，播前水灌溉定額為90～470 m3/畝;本次玉米灌溉試驗灌水次數(shù)5～7次(含播前水)，灌水定額為30～110 m3/畝，玉米總灌溉定額為249～470 m3/畝。

圖1 玉米試驗田塊小區(qū)布置圖

2.3 玉米生育期氣象條件

本次玉米節(jié)水灌溉試驗期4－9月上旬一次性降水大于＞5.0 mm的降水量為69.8 mm(見表2)，接近同期多年平均降水量75.6 mm。玉米節(jié)水試驗期氣象條件與本地多年平均值較為一致，本次玉米節(jié)水灌溉試驗代表性較好。

表2 試驗區(qū)4－9月上旬一次性降水＞5mm降水量統(tǒng)計表

3 玉米產(chǎn)量與灌水量的關(guān)系

結(jié)合本地區(qū)大田灌溉制度，通過本次制定的六個處理灌溉試驗，可以得出本次兩個處理田塊玉米產(chǎn)量與灌溉水量的對應(yīng)關(guān)系為二次函數(shù)關(guān)系(見圖2)。大體可以看出，玉米產(chǎn)量在灌水量小于400 m3/畝時，玉米產(chǎn)量隨灌溉量的增加而增大，灌水量大于400 m3/畝時，玉米產(chǎn)量則隨灌水量的增加而呈減小趨勢。通過擬合檢驗，擬合方程相關(guān)系數(shù)為R=0.953，所得二次函數(shù)方程為高度相關(guān)，可以用來預(yù)測產(chǎn)量。處理1和處理2田塊作物產(chǎn)量與灌水量的擬合函數(shù)如下:

(處理1田塊)

(處理2田塊)

式中:f(x)為玉米產(chǎn)量 ，單位:kg/666.67 m2:x為玉米地灌溉量，單位:m3/666.67 m2;R為玉米產(chǎn)量與灌溉量擬合函數(shù)相關(guān)系數(shù)。

圖2 玉米產(chǎn)量與灌溉水量關(guān)系圖

根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)，令擬合函數(shù)方程一階導數(shù)為零值，即f(x)=0，可以得出玉米獲得產(chǎn)量最大值對應(yīng)的灌水量;

解方程得出，處理1和處理2田塊的灌水量分別為427.5 m3/畝、446.6 m3/畝時(平均437 m3/畝)，玉米最大的產(chǎn)量為分別為889.7 kg/畝、955.1 kg/畝。

通過玉米鹽堿地節(jié)水灌溉試驗得出，當灌水量較小時(灌溉量小于300 m3/畝)，土壤含水量不能滿足玉米生育期需水量，作物生長受限，若在此階段，增加玉米灌水量，可使玉米生育期需水得到改善，玉米產(chǎn)量隨灌溉量的增大而增加;當灌溉量稍超過玉米需水量不大時(灌溉量在400 m3/畝)，玉米產(chǎn)量增加甚微;而在灌溉量超過玉米需水量時(灌溉量大于437m3/畝)，可造成土壤含水量偏高，土壤透氣性變差，形成缺氧環(huán)境，土壤微生物活動受限，使根系吸收養(yǎng)分能力受到障礙;同時造成玉米貪青、晚熟，造成產(chǎn)量下降。

本次玉米鹽堿地節(jié)水灌溉試驗得出，玉米產(chǎn)量與灌溉水量為二次函數(shù)關(guān)系，玉米節(jié)水灌溉水量應(yīng)小于437 m3/畝，經(jīng)濟合理的灌溉量應(yīng)為(350 m3～400 m3)/畝。

4 結(jié)語

1)鹽堿地玉米產(chǎn)量與灌溉水量為二次函數(shù)關(guān)系，本次試驗得出，鹽堿地玉米灌溉水量為437 m3/畝時，玉米有最高產(chǎn)量(889.7 kg～955.1 kg)/畝。干旱區(qū)鹽堿地玉米經(jīng)濟合理的灌溉量應(yīng)為(350 m3～400 m3)/畝。

2)本次鹽堿地玉米播前水灌溉水量為(90～110 m3)/畝，播前水的壓堿洗鹽作用一方面減輕了淺層土壤的含鹽量，另一方面提高了玉米的出苗率，保證了玉米產(chǎn)量。鹽堿地玉米必須重視播前水的灌溉水量。

［1］張永宏.鹽堿地種植耐鹽植物的脫鹽效果［J］.甘肅農(nóng)業(yè)科技，2005(3):48－49.