研究最適合夏玉米的灌溉施肥方式

此次試驗選在山東的一個試驗站，栽培品種選用鄭單９５８。6月22日播種，收割日期是9月29日。生長週期100天，滴灌管採用直徑８ｍｍＰＥ管，滴頭間距為３００ｍｍ，設計工作水頭為１．０ＭＰａ，滴頭設計流量為１．９Ｌ／ｈ。試驗共分3種處理，水肥一體化（ＦＧ）、常規溝灌施肥（ＣＣ）、滴灌常規施肥（ＤＧ），為了減少誤差每個處理重複３次，每個區域面積大約為９ｍ×９ｍ，總共９個區；每個區６條壟，壟長９ｍ，壟距１．５ｍ。夏玉米株距２２．２ｃｍ，為防止水分互滲，在區域之間做２ｍ寬的天然隔離帶。

試驗主要採取滴灌和溝灌的方式，在每個區域內都安置了測量水分的探頭，灌水的上限設為田間持水率（ＦＣ）的９０％，下限為４０％。

試驗過程中，滴灌處理的設計灌水定額按下式計算：

ｍ＝０．１γｚｐ（θｍａｘ－θｍｉｎ）／η

式中：ｍ為設計灌水定額（ｍｍ）；

γ為土壤密度（ｇ／ｃｍ３）；

ｚ為計劃濕潤土層深度，取０．５ｍ；

ｐ為微灌設計土壤濕潤比，取７０％；

θｍａｘ、θｍｉｎ為適宜土壤含水率上下線（佔乾土質量的百分比）；

η為灌溉水利用係數，取０．９５。

複合肥含Ｎ、Ｋ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５均為１５％。桓台縣夏玉米常規施肥量為：純Ｎ：２２８ｋｇ／ｈ㎡；Ｐ２Ｏ５：９０ｋｇ／ｈ㎡；Ｋ２Ｏ：９０ｋｇ／ｈ㎡。

具體施肥處理：ＣＣ處理：基肥和追肥；ＦＧ處理：隨水施肥；ＤＧ處理：基肥和追肥。夏玉米苗期（拔節前）需吸氮佔總量的９．７％，中期（拔節至抽穗開花）佔７８．４％，後期（抽穗後）佔１１．９％。在播種前按照當地常規施肥量施入底肥。通過試驗場內的自動氣象站，每天定時測定相關的氣象數據，包括温度、濕度、降雨量、蒸發量等。採用ＴＤＲ土壤水分測定系統，試驗期間每隔１０天測１次。玉米收穫前每區域取２ｍ２的典型樣本進行室內考種，測其單位面積的穗數、千粒質量，並計算產量。

土壤水分變化規律分析

在作物高產的條件下，夏玉米的整個生長週期大約需要水是４１７．３０～５０７．４５ｍｍ，其中拔節期、抽雄期和灌漿期這三個週期是需水量較大的時候。從當地往常的降雨量才比較，拔節期、灌漿期水量的需要降雨就可以滿足，所以就是抽雄期是需要人工輔助的。

夏玉米生育期內各處理的土壤體積含水率保持在田間持水率６０％以上，整個生育期內土壤水分波動幅度較小，處於蓄水狀態。由於拔節期之前未實施滴灌處理，處理ＣＣ根系層土壤體積含水率高於滴灌處理，滴灌處理ＦＧ和ＤＧ在夏玉米整個生育期內的平均含水率變化趨勢基本一致，深層土壤體積含水率均高於表層土壤，在玉米田土壤的各層次中，０～６０ｃｍ土層土壤水分較低，整個玉米生育期內水分變化幅度相對較大，６０～１６０ｃｍ土層土壤水分較高，尤其在拔節期、抽雄期更為明顯，玉米開花期根系入土深度可達１６０ｃｍ，０～４０ｃｍ根量佔該期總根量的５５％，４０～１６０ｃｍ土層根量佔２０％；蠟熟期根系入土深度可達１８０ｃｍ，０～４０ｃｍ根量佔該期總根量的５５％左右，４０～１８０ｃｍ土層根量佔４５％左右［５］，後期深層根量增加，因此滴灌有利於根系吸收水分，促進粒多和粒質量。常規溝灌處理（ＣＣ）土層含水率在０～６０ｃｍ土層土壤水分較高，受降雨影響較大。處理ＤＧ每次實際灌溉量均略高於處理ＦＧ，使得濕潤層含水率基本高於其他處理的含水率，波動幅度也略小於其他處理。總體而言，滴灌深層土壤含水量高於常規溝灌，且土壤含水率變化幅度較小。

夏玉米生長髮育和產量的影響

針對3種不同的處理方式比對相葉長、株高、穗幹質量以及產量。從表3中我們能夠看出，ＦＧ的產量比ＣＣ低０．６％、比ＤＧ低４．４６％，但是其標準差最小，波動性最小；處理ＤＧ產量均值最高，其標準差也最大，波動性最高，通過變異係數分析，處理ＦＧ變異係數為１．６０，３種處理中最小，處理ＤＧ變異係數為７．７０，３種處理中最高，結合平均產量增幅和產量波動性，故可得出，水肥一體化技術在高產、穩產上具有一定優勢。

本季夏玉米水肥一體化處理產量之所以低於其他處理，可能與滴灌施肥過後降雨較急、雨量較大有關，導致氮肥營養流失。處理ＦＧ在夏玉米葉長、株高指標上呈現出平均值較高，標準差、變異係數較小的特點，説明其數值具有一定穩定性。ＦＧ的穗幹質量平均值比ＣＣ高６．５％，比ＤＧ低０．０４％，其標準差最小，變異係數最小，説明處理ＦＧ更穩定地提高穗幹質量，這與產量數據分析結論一致。處理灌溉施肥制度的不同引起土壤中的水分不同，使玉米的根冠比有所差別，由於水分影響根系的分佈而使耗水量大的處理ＤＧ和ＣＣ玉米根系較密，部分光合產物被根系吸收，應該消耗光合產物的冠層反而得不到產物，就會讓作物的生長得到遲緩，從而影響到了產量。

可以看出在夏玉米整個生育期耗水量隨灌水量增加而減少，這與增加灌溉後玉米先消耗灌溉水而後消耗土壤水有關。滴灌（ＤＧ）處理產量最高，水分利用效率（ＷＵＥ）最高，但是總耗水量比處理ＦＧ高３．９％，並且處理ＤＧ產量波動性最高，最不穩定。處理ＣＣ總耗水量最大，產量最低，水分利用效率比處理ＦＧ和處理ＤＧ分別低３．９％、４．６％。綜合３種不同灌溉施肥處理的整個生育期土壤水消耗量、產量及ＷＵＥ狀況來看，FG的處理方式從灌溉量的角度得到了減少，並且穩定性比較的強，同而產量就得到了保證，是最適合的處理方式。

綜上所述，水肥一體化的處理結果明顯的好於另外兩種處理方式。土壤含水量保持較平衡的狀態，並且土壤深層（６０～１６０ｃｍ）比淺層（０～１６０ｃｍ）含水量高，這個非常適合夏玉米生育後期深層根系的生長。並且在水肥一體化的處理下對灌水量、施肥量和時間的有效控制，保證作物處於最佳的生長狀態。該處理條件下夏玉米的葉長、株高均值最大，標準差最小，穗幹質量、產量均值低於滴灌常規施肥處理、高於傳統溝灌處理，通過變異係數分析，説明水肥一體化技術可以優化夏玉米各器官的生長狀況，進而有效地提高作物產量及品質，實現作物的高產穩產。