辽西半干旱区春玉米浅埋式滴灌效应研究

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水资源短缺一直以来是桎梏辽西半干旱区农业生产的关键因素,发展节水农业是保障该区水资源与农业生产可持续发展的必然选择。滴灌作为最具代表性和先进性的高效用水灌溉技术,在农业生产中发挥着举足轻重的作用。浅埋式滴灌是一种新型的滴灌形式,能有效地避免膜下滴灌和地下滴灌田间实施过程中常出现的问题,现已在我国部分地区得到初步应用,但其相关理论及技术要点仍有待深入研究。为此,本文通过在辽西半干旱区开展移动式遮雨棚微区控水试验和田间模拟试验,揭示浅埋式滴灌水分运移特征,研究浅埋式滴灌对春玉米生长发育、耗水特征和产量的影响,提出适宜灌溉定额,以便为浅埋式滴灌在该地区的推广提供理论依据和技术支撑。  研究结果表明:浅埋式滴灌灌水初期水平湿润锋运移速度大于垂直湿润锋,随灌溉时间的延长,垂直湿润锋运移速度逐步增加,至滴灌末期运移速度和距离均大于水平湿润锋。滴头处土壤含水量随时间呈单峰型变化,初始含水量越高,到达平衡状态时的时间越短,运移速率越大,滴灌24h后土壤含水量降低幅度越大。  浅埋式滴灌玉米生育期叶面积指数与不同灌溉定额间呈二次型抛物线关系,株高和茎粗与灌溉定额间呈显著正相关关系,各农艺指标在苗期均增长缓慢且无明显差异,而在抽穗-吐丝期差异较大。干物质积累量与灌溉定额之间呈二次型抛物线关系,灌溉定额为2181~2908m3·hm-2时干物质积累量与常规沟灌对照相当,未表现出显著差异。根干重和总根长均表现出随灌溉定额增加而增大的趋势,当灌溉定额为2908m3·hm-2时根干重开始显著增长。根长随土壤深度的增加逐渐减少,根系主要分布在0-30cm土层,占总根系的78%~91%,随着土层的加深,灌溉定额较大的处理根长所占比例逐渐减小,而灌溉定额较小的处理根系所占比例逐渐增加。  浅埋式滴灌玉米随生育进程的推进,阶段耗水量呈波动变化趋势,在拔节-抽穗和灌浆-收获阶段耗水量较大,阶段耗水强度较大值出现在拔节-抽穗期和抽穗-灌浆期。不同处理间籽粒产量随灌溉定额的增大而提高,产量构成要素中百粒重和穗粒数的增加是籽粒产量提高的主要原因。与常规沟灌对照相比,浅埋式滴灌灌溉定额为2908m3·hm-2时,较常规沟灌节水30%,籽粒产量下降3.4%,未表现出显著性差异,而水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高22.1%和27.5%,具有显著的节水效果。籽粒产量与灌溉定额之间呈二次型抛物线关系,当灌溉定额小于3816.4m3·hm-2时,籽粒产量随灌溉定额的增加而增加,直至达到最大产量12161.9kg·hm-2;当大于3816.4m3·hm-2后,随着灌溉定额的增加籽粒产量有所降低。综合考虑产量、水分利用效率和灌溉水利用效率等因素,推荐的辽西半干旱地区浅埋式滴灌适宜灌溉定额范围为2908~3816.4m3·hm-2。
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