不同滴頭流量和灌水頻率對玉米產(chǎn)量、耗水及水分利用效率的影響

李德智，佟 玲，吳宣毅，馬冬青，楊勝舉，王 璐，鄭 靜

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 中國農(nóng)業(yè)水問題研究中心，北京 100083；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物高效用水武威科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，甘肅 武威 733000)

1 研究背景

河西走廊地區(qū)氣候干旱，但當(dāng)?shù)負(fù)碛胸S富的光熱資源且晝夜溫差較大，非常利于作物生長，是我國西北地區(qū)最主要的商品糧生產(chǎn)基地。但早年間由于缺乏科學(xué)的灌溉技術(shù)指導(dǎo)[1]，存在大水大肥、水肥資源利用效率不高、整體效益較低的現(xiàn)象。發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)[2]可以進(jìn)一步提高水肥利用效率，成為解決水資源短缺、保護(hù)糧食安全的重要技術(shù)支撐之一。而膜下滴灌技術(shù)是目前高效節(jié)水措施之一，因此通過研究膜下滴灌不同灌水技術(shù)參數(shù)即不同滴頭流量與不同灌水頻率下的作物產(chǎn)量、耗水和水分利用效率，優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)，進(jìn)一步提高農(nóng)田灌溉水利用效率，推動(dòng)節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

土壤濕潤體對作物生長[3-4]具有顯著的影響，而滴頭流量又是影響根區(qū)土壤濕潤體的重要因素[5]。有學(xué)者[6-8]就通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大滴頭流量產(chǎn)生的寬淺型土壤濕潤區(qū)有利于促進(jìn)作物對肥料和水分的吸收利用，提高水肥利用效率，也使作物的株高和葉面積生長更加均勻，而小滴頭流量則會(huì)使作物植株生長矮小、產(chǎn)量降低。同時(shí)，大滴頭流量還可有效避免土壤深層滲漏，但當(dāng)?shù)晤^流量過大時(shí)，雖然未形成明顯的地表徑流，但產(chǎn)生的土壤濕潤區(qū)過于寬淺，蒸發(fā)量增大，水分利用效率有所降低。有關(guān)不同滴頭流量下棉花的試驗(yàn)研究[9]發(fā)現(xiàn)，在苗期小滴頭流量的耗水量以及耗水強(qiáng)度均明顯小于大滴頭流量情況，而在蕾期和花鈴期正好相反，這是因?yàn)槊缙诿藁ㄖ仓曛晷洼^小，蒸騰作用較弱，而且大滴頭流量下寬淺型濕潤體會(huì)產(chǎn)生較大的地表濕潤面積，大量水分蒸發(fā)散失，而蕾期和花鈴期的植株生長旺盛，棵間蒸發(fā)減少，同時(shí)小滴頭流量形成的濕潤體窄而深，利于棉花根系吸收，蒸騰作用明顯增強(qiáng)，并且有效提高水分利用效率。同時(shí)也有研究[10]發(fā)現(xiàn)隨著滴頭流量的增大，耗水深度下移的時(shí)間以及耗水高峰到來的時(shí)間均有不同程度的推遲。也有相關(guān)研究[11]表明不同的滴頭流量對于作物的產(chǎn)量及耗水規(guī)律無顯著性影響。

關(guān)于不同灌水頻率下對作物產(chǎn)量、耗水及水分利用效率影響的研究較多。有國內(nèi)外多篇文獻(xiàn)指出[12-18]，灌水頻率在一定范圍內(nèi)的增加有利于增強(qiáng)作物對水肥的吸收利用，可明顯提高水肥利用效率和作物產(chǎn)量。相同灌水量下增加灌水頻率，耗水強(qiáng)度明顯增大，在灌水定額較小時(shí)，增加灌水頻率可以明顯提高玉米產(chǎn)量[19]，但隨著灌水定額的增大，增加灌水頻率所帶來的產(chǎn)量增幅減小，且水分利用效率也逐漸減小[20]，當(dāng)增加灌水頻率超過一定程度時(shí)，產(chǎn)量開始降低。有研究也得出類似結(jié)論，玉米產(chǎn)量[21]隨著滴灌頻率的增加而逐漸增加，但當(dāng)灌水頻率增加到一定程度后會(huì)使產(chǎn)量和水分利用效率開始降低。原因可能是高頻灌溉使土壤表層含水率過高甚至產(chǎn)生地表積水，大量水分耗于蒸發(fā)而不能向深層土壤運(yùn)移，不能夠被作物根系吸收利用，同時(shí)土壤表層含水率過高也會(huì)使土壤通氣性降低，抑制根系生長，不利于產(chǎn)量形成。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)玉米耗水量與產(chǎn)量具有明顯的拋物線關(guān)系，隨著耗水量的增加，產(chǎn)量逐漸增大，當(dāng)耗水量到達(dá)某一閾值后，產(chǎn)量增幅減小，耗水量繼續(xù)增大，產(chǎn)量開始降低。也有學(xué)者[22]指出，增加灌水頻率會(huì)使水分利用效率降低，但可以有效提高葉片水分利用效率。在甘肅民勤地區(qū)[23]，高頻灌溉可以使作物處在相對穩(wěn)定的水氮環(huán)境中，產(chǎn)量及水分利用效率也會(huì)增加。但高頻灌溉下濕潤帶寬度較小，深層土壤的含水率較低，容易造成水分虧缺。在風(fēng)沙土區(qū)中的高頻滴灌[24-25]不會(huì)造成太大的土壤濕潤范圍，可減少土面蒸發(fā)，同時(shí)土壤的通氣性好，利于根系生長并有效提高產(chǎn)量。

通過以上研究成果可以看出，不同的灌水技術(shù)參數(shù)對于作物的產(chǎn)量、耗水規(guī)律以及水分利用效率均有顯著影響，但上述研究均是作物生長對單一灌水技術(shù)參數(shù)如滴頭流量或灌水頻率的響應(yīng)，并且這類研究在河西走廊地區(qū)仍較少見。作物生長對于灌水技術(shù)參數(shù)的響應(yīng)也因?yàn)樽魑锲贩N及生長環(huán)境的差異而不同，因此在我國西北旱區(qū)并且同時(shí)考慮滴頭流量和灌水頻率組合狀態(tài)下對于玉米生長的相關(guān)影響有必要進(jìn)一步深入研究，探究河西走廊地區(qū)玉米在不同的滴頭流量與灌水頻率及二者交互作用影響下的產(chǎn)量、耗水及水分利用效率變化規(guī)律，為進(jìn)一步優(yōu)化河西走廊地區(qū)水肥一體化膜下滴灌灌水技術(shù)參數(shù)提供理論基礎(chǔ)，為河西走廊地區(qū)玉米節(jié)水節(jié)肥提供技術(shù)支撐。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2019年3月至9月在甘肅省武威市中國農(nóng)業(yè)大學(xué)石羊河實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行。該站位于甘肅省武威市涼州區(qū)(102°50′E，37°52′N)，地處河西走廊東部，屬大陸性溫帶干旱氣候，多年平均降水量164 mm，多年平均水面蒸發(fā)量2 000 mm，地下水埋深超過25 m，是典型荒漠綠洲灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)[1]。其自然環(huán)境條件在我國西北內(nèi)陸干旱區(qū)具有典型性和代表性。本試驗(yàn)全生育期內(nèi)(2019年4月26日至2019年9月22日)降水量為159.8 mm，其中有效降雨量為137.6 mm，灌水量為302.1 mm。試驗(yàn)地土壤質(zhì)地為砂質(zhì)壤土，0～100 cm土層內(nèi)平均土壤干容重為1.59 g/cm3，田間持水量為0.29 cm3/cm3，凋萎系數(shù)為0.12 cm3/cm3。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)玉米品種為當(dāng)?shù)爻Ｒ姷南扔?35，于2019年4月26日播種，2019年9月22日收獲。在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)為南北向種植，種植方式為“一膜兩帶四行”，即一幅膜內(nèi)鋪設(shè)兩條滴灌帶，種植4行作物。其中每幅膜寬140 cm，滴灌帶間距為80 cm，作物行距40 cm，株距27.5 cm。

本試驗(yàn)的設(shè)計(jì)因素是大田玉米水肥一體化膜下滴灌灌水技術(shù)參數(shù)，分別為滴灌帶滴頭流量和灌水頻率，滴頭流量設(shè)計(jì)有3個(gè)水平，分別為2.0、2.5、3.0 L/h；灌水頻率設(shè)計(jì)有5個(gè)水平，分別為6、8、10、12、14 d。本試驗(yàn)共計(jì)14個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，具體處理設(shè)置如表1所示。

表1 試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)各處理灌溉定額相同，均為302.1 mm，各個(gè)灌水頻率處理灌水定額因灌水日期不同而有所不同。2019年4月26日所有小區(qū)統(tǒng)一灌出苗水，灌水量為40 mm。2019年6月10日開始第1次灌水處理，所有小區(qū)統(tǒng)一灌水，之后按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)的灌水頻率進(jìn)行各試驗(yàn)小區(qū)的灌水，每次灌水量依據(jù)實(shí)驗(yàn)站氣象站所觀測的各項(xiàng)氣象數(shù)據(jù)計(jì)算所得的參考作物蒸發(fā)蒸騰量(ET0)乘以該時(shí)段所在生育期作物系數(shù)(Kc)并減去該時(shí)段內(nèi)的有效降水(Pe)進(jìn)行計(jì)算。

2.3 主要觀測指標(biāo)與測定方法

2.3.1 作物耗水量 作物耗水量根據(jù)水量平衡方程確定。由于實(shí)驗(yàn)站地下水埋深超過25 m，降水稀少，且本試驗(yàn)采用膜下滴灌技術(shù)，濕潤深度較淺，所以地下水補(bǔ)給、深層滲漏與地表徑流均可忽略不計(jì)。作物耗水量計(jì)算公式如公式(1)所示。

ET=Pe+I-ΔW

(1)

式中：ET為全生育期耗水量，mm；Pe為有效降水量，mm；I為灌水量，mm；ΔW為全生育期根區(qū)土壤水分變化量，mm。

有效降水量計(jì)算如公式(2)[26]所示。

Pe=a·P

(2)

式中：Pe為有效降水量，mm；P為單次降水量，mm；a為降水有效利用系數(shù)，當(dāng)P<5 mm時(shí)，a=0；當(dāng)5 mm≤P≤50 mm時(shí)，a=1；當(dāng)P>50 mm時(shí)，a=0.7～0.8。2019年試驗(yàn)期間單次降水量最大不超過30 mm。

2.3.2 作物產(chǎn)量 玉米進(jìn)入蠟熟期后開始測產(chǎn)，為避免邊際效應(yīng)，測產(chǎn)取樣時(shí)在小區(qū)中間位置隨機(jī)選取1行玉米，沿滴灌帶方向連續(xù)取樣15株，取樣重復(fù)3次。人工掰取果穗并去除胞葉后進(jìn)行脫粒，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取4組100粒長勢良好均勻、未受損傷的籽粒使用精度為0.01 g的電子天平稱取百粒鮮重，之后將其放入85℃的烘箱烘至恒重后稱取百粒干重。同時(shí)，將剩余籽粒使用精度為0.001 kg的電子天平進(jìn)行稱重，記錄15株玉米的籽粒鮮重，稱重后將籽粒在晴天陽光強(qiáng)烈的條件下晾曬約7～10 d，稱取15株玉米的籽粒干重。依據(jù)百粒干重?fù)Q算成含水率為13%的單位面積產(chǎn)量，并計(jì)算收獲指數(shù)，具體計(jì)算如公式(3)所示。

HI=Y/Ba

(3)

式中：HI為收獲指數(shù)；Y為作物產(chǎn)量，kg/hm2；Ba為地上部生物量，kg/hm2。

2.3.3 水分利用效率 水分利用效率采用作物產(chǎn)量和耗水量進(jìn)行計(jì)算。具體如公式(4)所示。

WUE=Y/ET

(4)

式中：WUE為水分利用效率，kg/m3；Y為作物產(chǎn)量，kg/hm2；ET為全生育期耗水量，mm。

2.4 數(shù)據(jù)分析

本文數(shù)據(jù)均采用Microsoft Office Excel 2019和SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同灌水技術(shù)參數(shù)對玉米耗水量的影響

滴頭流量分別為2.0、2.5、3.0 L/h(D1、D2、D3)下不同灌水頻率的玉米全生育期耗水量變化規(guī)律如圖1所示。

由圖1可知，在相同滴頭流量處理中，不同灌水頻率處理下的玉米耗水量基本呈現(xiàn)隨著灌水頻率的降低先增大后減小又增大的趨勢，耗水量ET均在P2(8 d)處理達(dá)到最大值，平均可達(dá)到427.1 mm，這與董玉云等[19]的研究具有相似的結(jié)論。而在D2(2.5 L/h)、D3(3.0 L/h)相對較大滴頭流量的處理中，低頻灌溉下的耗水量出現(xiàn)增大的現(xiàn)象，這可能是因?yàn)楣嗨l率較低時(shí)，由于灌水時(shí)間間隔較長，每次灌水時(shí)灌水量較大，而當(dāng)?shù)晤^流量較大時(shí)，滴頭出流速度較快，大于水分下滲的速度，土壤表層含水率迅速增大甚至達(dá)到飽和，影響水分下滲并可能產(chǎn)生地表積水，大量水分蒸發(fā)散失，導(dǎo)致總體耗水量增大。這與馬士萌[1]的研究結(jié)果相近。

圖1 不同滴頭流量各灌水頻率下玉米全生育期耗水量變化

灌水頻率分別為8、10、12、14 d(P2、P3、P4、P5)下不同滴頭流量的玉米全生育期耗水量變化規(guī)律如圖2所示。

圖2 不同灌水頻率各滴頭流量下玉米全生育期耗水量變化

由圖2可知，在相同灌水頻率處理中，不同滴頭流量處理下的玉米耗水量基本隨著滴頭流量的增大基本呈先增大后減小的趨勢，各處理玉米耗水量均在D2(2.5 L/h)取得最大值，平均可達(dá)到423.6 mm，而D1(2.0 L/h)、D3(3.0 L/h)處理下的耗水量則相對較小，平均耗水量分別為415.2、414.2 mm。在本試驗(yàn)中觀測土壤體積含水率及葉面積指數(shù)時(shí)中發(fā)現(xiàn)，在3種滴頭流量處理中，D2(2.5 L/h)處理下的平均土壤體積含水率最高，葉面積指數(shù)相對較大，因此在該處理下，植株蒸騰相對更為強(qiáng)烈，導(dǎo)致總體耗水量增大。

3.2 不同灌水技術(shù)參數(shù)對玉米產(chǎn)量的影響

表2為各處理實(shí)測百粒干重及計(jì)算所得的作物產(chǎn)量、收獲指數(shù)和水分利用效率及顯著性分析。通過對表2中數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析可以發(fā)現(xiàn)，不同的灌水頻率對玉米百粒重及產(chǎn)量均具有極顯著的影響(P<0.01)，而不同滴頭流量及滴頭流量與灌水頻率的交互作用則對百粒重與產(chǎn)量均未達(dá)到顯著性影響(P>0.05)，可見不同的灌水頻率對玉米產(chǎn)量的影響更加顯著。不同的滴頭流量、灌水頻率及其交互作用對玉米收獲指數(shù)的影響均達(dá)到了極顯著水平(P<0.01)。

表2 各處理實(shí)測玉米百粒重、產(chǎn)量、收獲指數(shù)和水分利用效率及顯著性分析

滴頭流量分別為2.0、2.5、3.0 L/h(D1、D2、D3)下不同灌水頻率的玉米產(chǎn)量變化規(guī)律如圖3所示。

灌水頻率分別為8、10、12、14 d(P2、P3、P4、P5)下不同滴頭流量的玉米產(chǎn)量變化規(guī)律如圖4所示。

由圖3可見，在相同滴頭流量處理中，不同灌水頻率處理下的產(chǎn)量基本隨著灌水頻率的降低呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，本試驗(yàn)設(shè)置的3種滴頭流量處理基本都在P2(8 d)或P3(10 d)處理下達(dá)到最大值，平均產(chǎn)量可以達(dá)到18.0 t/hm2，其中D3P2(3.0 L/h，8 d)最大為18.1 t/hm2，這可能是因?yàn)镻2(8 d)或P3(10 d)處理下的土壤水分狀況較優(yōu)，更利于玉米產(chǎn)量的形成，而當(dāng)灌水頻率過高時(shí)，土壤水分狀況影響根系的生長進(jìn)而影響作物產(chǎn)量，當(dāng)灌水頻率低于P3(10 d)時(shí)，因灌水時(shí)間的間隔較長，土壤水分虧缺，玉米存在不同程度的水分脅迫，因此導(dǎo)致產(chǎn)量隨著灌水頻率的降低而逐漸減小。在D3P5(3.0 L/h，14 d)處理下的產(chǎn)量出現(xiàn)較高值，這可能是因?yàn)橛衩资艿剿置{迫后，同時(shí)由于灌水時(shí)間間隔較長，每次灌水量大，大滴頭流量出流速度快，玉米產(chǎn)生了復(fù)水補(bǔ)償效應(yīng)，因此導(dǎo)致產(chǎn)量較高值。

圖3 不同滴頭流量各灌水頻率下玉米產(chǎn)量變化

由圖4可見，在相同灌水頻率中，不同滴頭流量處理下的產(chǎn)量表現(xiàn)出不同規(guī)律性，在P2(8 d)較高頻灌溉處理中，產(chǎn)量隨著滴頭流量的增大而略有增加；在P3(10 d)處理中，產(chǎn)量隨著滴頭流量的增大呈現(xiàn)先減小后增加的拋物線趨勢；在P4(12 d)較低頻灌溉處理中，產(chǎn)量隨著滴頭流量的增大而減??；在P5(14 d)低頻灌溉處理中，產(chǎn)量隨著滴頭流量的增大先減小后增大，在D3(3.0 L/h)處取得最大值，這可能是因?yàn)樵撎幚砉嗨l率低，灌水時(shí)間間隔較長，玉米受到水分脅迫，同時(shí)因?yàn)槊看喂嗨看?，大滴頭流量出流速度快，玉米產(chǎn)生了復(fù)水補(bǔ)償效應(yīng)，因此導(dǎo)致出現(xiàn)較高值。可見，在相同灌水頻率不同滴頭流量處理下的玉米產(chǎn)量比較中，不同滴頭流量對玉米產(chǎn)量存在一定的影響，但在本次試驗(yàn)中未呈現(xiàn)出明顯一致的規(guī)律性。

圖4 不同灌水頻率各滴頭流量下玉米產(chǎn)量變化

3.3 不同灌水技術(shù)參數(shù)對玉米水分利用效率的影響

表2中的結(jié)果已表明，不同的滴頭流量和不同的灌水頻率對玉米水分利用效率均具有顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)影響，而滴頭流量與灌水頻率的交互作用則對玉米水分利用效率未達(dá)到顯著性影響(P>0.05)。

滴頭流量分別為2.0、2.5、3.0 L/h(D1、D2、D3)下不同灌水頻率的玉米水分利用效率變化規(guī)律如圖5所示。

圖5 不同滴頭流量各灌水頻率下玉米水分利用效率變化

灌水頻率分別為8、10、12、14 d(P2、P3、P4、P5)下不同滴頭流量的玉米水分利用效率變化規(guī)律如圖6所示。

圖6 不同灌水頻率各滴頭流量下玉米水分利用效率變化

由圖5可看出，在D1、D2滴頭流量處理中，不同灌水頻率處理下的玉米水分利用效率隨著灌水頻率的降低呈先增大后減小的基本趨勢，D3滴頭流量處理則呈先減小后增大的趨勢。本試驗(yàn)設(shè)置的3種滴頭流量處理中的玉米水分利用效率均是在P2(8 d)或P3(10 d)處理時(shí)達(dá)到最大值，可見灌水頻率過高與過低都不利于提高玉米水分利用效率。如同在D3P5(3.0 L/h，14 d)處理中的產(chǎn)量出現(xiàn)較高值，在D3P5(3.0 L/h，14 d)處理中的水分利用效率較大值亦可能是因?yàn)閺?fù)水補(bǔ)償效應(yīng)形成了較高的產(chǎn)量，而最終產(chǎn)生了較高的水分利用效率。但從整體上看，玉米水分利用效率隨灌水頻率的降低大體呈現(xiàn)先增大后減小的整體趨勢，這與本試驗(yàn)中產(chǎn)量變化規(guī)律具有一致性。

由圖6可看出，在相同灌水頻率下，不同滴頭流量處理下的玉米水分利用效率基本隨著滴頭流量的增大呈先減小后增大的趨勢，各處理下的水分利用效率在D2(2.5 L/h)處理時(shí)最小，推測是因?yàn)樵贒2處理中作物耗水量較大，同時(shí)產(chǎn)量處于較低水平，因此使得該處理的水分利用效率較小。

4 討 論

(1)相同滴頭流量中，不同灌水頻率下玉米耗水量基本呈現(xiàn)隨著灌水頻率的降低先增大后減小又增大的趨勢，推測大滴頭流量低頻灌溉下的耗水量較大可能與每次灌水量較大導(dǎo)致的土壤蒸發(fā)等無效損失較大有關(guān)。相同灌水頻率中，不同滴頭流量下耗水量大體隨著滴頭流量的增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，D2(2.5 L/h)處理下耗水量最大，但其影響并未達(dá)到顯著性水平?？梢姡S著灌水頻率的降低，耗水量有所減小，但在大滴頭流量下低頻灌溉因?yàn)槊看喂嗨枯^大，同時(shí)出流速度較快，超過了土壤水分下滲速度，也會(huì)增加土壤水分蒸發(fā)損失，導(dǎo)致耗水量增大。在觀測平均土壤體積含水率以及玉米葉面積等指標(biāo)時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在3種滴頭流量下，D2(2.5 L/h)處理的平均土壤體積含水率為最高，同時(shí)玉米葉面積較大，這必然會(huì)增加玉米植株蒸騰和棵間蒸發(fā)，因此導(dǎo)致該處理耗水量較大。

(2)相同滴頭流量中，不同灌水頻率下的玉米產(chǎn)量與水分利用效率大體呈現(xiàn)出隨著灌水頻率的降低先增大后減小的單峰變化趨勢，基本都在P2(8 d)或P3(10 d)處理下達(dá)到最大值，可見中高頻灌溉更有利于產(chǎn)量和水分利用效率的提高。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)在D2(2.5L/h)處理下產(chǎn)量普遍較低的現(xiàn)象，在觀測平均土壤體積含水率、玉米葉面積與生物量等指標(biāo)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在3種滴頭流量下，D2(2.5L/h)處理平均土壤體積含水率為最高，同時(shí)葉面積與生物量較大，推測這是因?yàn)楦吆仕酱龠M(jìn)葉面積增大與生物量增長，同時(shí)也使得生物量更多的向玉米葉片分配與轉(zhuǎn)運(yùn)，從而減少了生物量向玉米果實(shí)上的分配，而且較高的含水率和葉面積也會(huì)使耗水量增大。因此導(dǎo)致D2(2.5 L/h)處理下的玉米產(chǎn)量和水分利用效率均處在較低水平。

(3)在圖3(c)中可以看出，D3P2(3.0 L/h，8 d)和D3P4(3.0 L/h，12 d)處理中的產(chǎn)量誤差線值較大，說明這兩組產(chǎn)量數(shù)據(jù)組內(nèi)差異較大。而相比之下，D1(2.0 L/h)、D2(2.5 L/h)處理均沒有這種現(xiàn)象發(fā)生，推測是因?yàn)镈3(3.0 L/h)滴頭流量較大，水流出流速度快，每次灌水后土壤表層含水率迅速飽和，同時(shí)可能由于小區(qū)內(nèi)地塊不夠平整，產(chǎn)生小范圍的積水與地表徑流，因此導(dǎo)致小區(qū)內(nèi)土壤水分分布不均勻，從而導(dǎo)致玉米的生長及產(chǎn)量不均勻，因此出現(xiàn)產(chǎn)量組內(nèi)誤差較大，誤差線較大的現(xiàn)象。

(4)在本試驗(yàn)中灌水頻率為8～10 d時(shí)，玉米產(chǎn)量和水分利用效率均處在較高水平，這與在相同試驗(yàn)條件與設(shè)計(jì)因素下的制種玉米研究[1,27]具有一致的結(jié)論，因此在河西走廊地區(qū)玉米膜下滴灌可選擇8～10 d的灌水頻率。但是在本試驗(yàn)不同的滴頭流量的比較中，滴頭流量為2.5 L/h時(shí)的整體表現(xiàn)均較差，這與制種玉米的研究結(jié)論[1,27]并不一致，推測除了品種和每年的天氣條件不同之外，可能也與田間試驗(yàn)的偶然性有關(guān)，因此關(guān)于滴頭流量的選擇仍需進(jìn)一步的研究。

5 結(jié) 論

本文通過在田間試驗(yàn)中設(shè)置不同的滴頭流量與灌水頻率，探索不同灌水技術(shù)參數(shù)條件下玉米耗水量、產(chǎn)量及水分利用效率的變化規(guī)律，為河西走廊地區(qū)進(jìn)一步發(fā)展節(jié)水灌溉提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)論如下：

(1)玉米耗水量隨著灌水頻率的降低呈現(xiàn)先增大后減小又增大的趨勢，8 d的灌水頻率時(shí)達(dá)到最大值，大滴頭流量低頻灌溉會(huì)使耗水量有所增加。耗水量隨著滴頭流量的增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，2.5 L/h滴頭流量的耗水量為最大。

(2)玉米產(chǎn)量和水分利用效率隨著灌水頻率的降低基本呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，二者均在灌水頻率為8～10 d時(shí)達(dá)到最大值。玉米產(chǎn)量和水分利用效率在2.5 L/h滴頭流量下均處在較低水平，水分利用效率隨著滴頭流量的增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。

(3)以節(jié)水節(jié)肥、優(yōu)產(chǎn)高產(chǎn)為目標(biāo)，通過對比不同灌水技術(shù)參數(shù)下的玉米耗水量、產(chǎn)量及水分利用效率變化規(guī)律，推薦河西走廊地區(qū)玉米膜下滴灌方案：當(dāng)高頻灌溉(6～8 d)時(shí)，宜選用3.0 L/h的滴灌帶；當(dāng)中頻灌溉(10～12 d)時(shí)，宜選用2.0 L/h或2.5 L/h的滴灌帶；當(dāng)?shù)皖l灌溉(14 d)時(shí)，宜選用3.0 L/h的滴灌帶。