李 俠，肖 讓，張永玲，吳克倩，俞海英，劉文凱

（1.甘肅省民樂縣水務(wù)局，甘肅民樂734500；2.河西學(xué)院土木工程學(xué)院/河西走廊水資源保護(hù)利用研究所，甘肅張掖734000）

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)基地位于張掖市甘州區(qū)黨寨鎮(zhèn)“綠色農(nóng)業(yè)——制種玉米水肥藥托管服務(wù)示范區(qū)”，東經(jīng)100°6′～100°52′、北緯38°32′～39°24′，海拔1 474～1 482 m，屬于溫帶大陸性氣候，氣候干燥，降雨稀少，蒸發(fā)量大，多風(fēng)。一年四季日照時(shí)間長，太陽輻射強(qiáng)，每年平均日照時(shí)長超過3 000 h，年平均氣溫7.5℃[1]。試驗(yàn)示范區(qū)制種玉米種植面積為33.35 hm2，土質(zhì)類型以灌漠土為主。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

調(diào)查顯示，2017年和2018年膜下滴灌制種玉米整個(gè)生育期的需水量為4 676.66 m3/hm2，其中自然降雨量9 357.8 m3/hm2，在制種玉米的全生育期內(nèi)，6、7、8月需水量較大。由于6、7月份降雨較為集中，因此在這一時(shí)段的灌水量相對(duì)減小。在充分了解和掌握該地區(qū)的氣候特征及膜下滴灌制種玉米的耗水特征的前提下，于2019年進(jìn)行灌溉制度試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示，試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理3次重復(fù)，行長7 m，區(qū)組間溝寬1 m，各小區(qū)之間挖溝覆膜隔離，深度0.6 m，每小區(qū)四周筑埂，埂高40 cm、寬50 cm，避免串水串肥。試驗(yàn)采用的作物品種為制種玉米NC242，栽培方式為50 cm×50 cm等行距覆膜穴播栽培方式，父母本滿天星配置。施肥及管理與農(nóng)民習(xí)慣方式相同。于2019年4月17日前后播種母本，8 d后播種父本。施肥方式為：基肥采 用 復(fù) 合 肥（21-17-7）570 kg/hm2，尿 素147 kg/hm2，硫酸鉀147 kg/hm2。追肥采用720 kg/hm2，硫酸鋅28.2 kg/hm2。

表1膜下滴灌制種玉米灌溉制度試驗(yàn)方案

3 試驗(yàn)方法

綠色農(nóng)業(yè)——制種玉米水肥藥托管服務(wù)示范區(qū)采用深井泵送輸水，PVC有壓管道配水，恒壓配水系統(tǒng)提高了滴灌農(nóng)業(yè)的灌水均勻性，此外在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)灌水管網(wǎng)上設(shè)置水表，精確監(jiān)測(cè)每個(gè)小區(qū)的灌水量，同時(shí)每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)設(shè)置多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)分別以10cm為梯度，取0～100cm土層的土樣，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)土壤含水率的變化。為了更好地了解試驗(yàn)田的土壤狀況，試驗(yàn)同時(shí)測(cè)定了土壤的田間持水率、土壤容重、土壤滲透系數(shù)等灌水參數(shù)。經(jīng)測(cè)算，該示范區(qū)土壤田間持水率平均值23.08%，土壤容重平均值為1.67g/cm3。

3.1 小區(qū)排列

試驗(yàn)田土壤質(zhì)地差異大和肥力分布不均勻或不規(guī)則是試驗(yàn)誤差的主要來源，也是最難控制的主要因素[2]。為消除試驗(yàn)田土質(zhì)分布不均對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，試驗(yàn)小區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組分布。

3.2 灌水參數(shù)測(cè)定方法

3.2.1田間持水率的計(jì)算 采用環(huán)刀法采集土樣，采集后采用室內(nèi)測(cè)定法，環(huán)刀有孔蓋一面向下、無孔蓋一面向上放入水中，緩慢加水，保持水面比環(huán)刀上緣低1～2 mm，浸泡24 h。田間持水量計(jì)算公式：

式中，X為土壤田間持水率(%)；m0為空鋁盒質(zhì)量，單位：g；m1為鋁盒+濕土樣質(zhì)量，單位：g；m2為鋁盒+干土樣質(zhì)量，單位：g。

3.2.2土壤容重測(cè)算 在一般情況下，土壤容重小時(shí)說明土壤孔隙數(shù)量多，土壤比較疏松，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)較好，在這種情況下，土壤的水分、空氣、熱通量、肥力狀況比較好。因此，土壤容重是土壤肥力和耕作質(zhì)量的重要指標(biāo)。按照環(huán)刀取樣法進(jìn)行操作，計(jì)算公式為：

式中，pb為土壤容重，單位：g/cm3；m為環(huán)刀內(nèi)濕樣質(zhì)量，單位：g；v為環(huán)刀容積，單位：cm3，一般為100 cm3；θm為樣品含水量(質(zhì)量含水量)，%。

4 膜下滴灌對(duì)土壤水分的影響

作物的生長發(fā)育不僅受自身遺傳物質(zhì)及當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境等條件的約束外，很大程度上受到水肥耕作管理制度的制約，因此創(chuàng)造良好的水分條件對(duì)促進(jìn)作物根系的發(fā)育和植株生長是至關(guān)重要的[3]。通過圖1與圖2對(duì)比分析可得，在苗期，對(duì)制種玉米進(jìn)行一定程度的干旱處理，促使作物直根系向土壤深層伸長，可以防止西北地區(qū)季節(jié)性大風(fēng)引起植株倒伏，隨著制種玉米生育進(jìn)程的推進(jìn)，作物活性根系分布區(qū)域逐漸加深，有利于植株對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收。在西北干旱區(qū)，以水分為主導(dǎo)因素的作物種植方式中，不同灌溉定額對(duì)土壤含水量影響較大，依據(jù)表1與圖1分析可知，4個(gè)水分處理中耕作層、底土層土壤含水量均較高，心土層土壤含水率相對(duì)較低，其中處理2土壤含水量在20～30 cm土層深度范圍內(nèi)達(dá)到最大值，適宜玉米的生長，且含水率適中，可有效節(jié)約水資源。在作物生育關(guān)鍵期，氣溫較高，大氣蒸發(fā)強(qiáng)度增強(qiáng)，一方面可以充分利用地膜對(duì)水分的散失的阻隔作用，提高水分利用率，達(dá)到高效節(jié)水的目的，另一方面，進(jìn)行適時(shí)適量滴灌，以保障作物水平根系分布層土壤含水率達(dá)較高水平，有利于促進(jìn)作物進(jìn)行生殖生長[4]。

5 結(jié)論

當(dāng)灌溉定額為4 410 m3/hm2時(shí)，耕作層土壤含水率較高，不僅能夠滿足作物生長，同時(shí)可以有效節(jié)約水資源，對(duì)解決當(dāng)?shù)厮Y源供需不平衡的問題具有一定的參考價(jià)值。.