吉林省半干旱区灌溉与雨养条件下的玉米生长和灌溉增产潜力评估

【作者】 赵洪祥； 边少锋； 谭国波； 闫伟平；

【机构】 吉林省农业科学院；

【摘要】 【研究背景】吉林省西部半干旱区玉米产量潜力巨大,降雨量少造成的季节性干旱严重影响了玉米产量的进一步提高。本文通过对降雨、灌溉、土壤蒸发、植株蒸腾等进行水分平衡分析,对比研究灌溉和雨养条件下的玉米生长;通过田间试验验证了Hybrid-Maize模型在吉林省半干旱区的模拟效果,利用Hybrid-Maize模型分析了灌溉增产潜力,为吉林省西部半干旱区玉米产量的提高采取合理措施提供参考。【材料与方法】试验在吉林省西部半干旱区的吉林省农科院洮南试验站进行,采用灌溉和雨养2个处理,1个品种,结合当地气象数据和根据模型模拟出的灌溉频率来确定灌溉时期,灌溉方法选择沟灌,在不同生育时期调查玉米的LAI、干物重、土壤含水量;结合当地气象数据与栽培措施,利用Hybrid-Maize模型来模拟玉米在灌溉与雨养条件下的产量潜力,并进行分析。【结果与分析】灌溉处理玉米产量显著高于雨养玉米,但收获指数差别不大;灌溉处理的LAI从拔节中期开始高于雨养处理,并且越到灌浆后期越明显;灌溉处理显著延长了植株的生育期,减少了玉米的早衰;灌溉对根系的干物重影响不大;灌溉处理上层土壤水分含量在吐丝前和灌浆中后期高于雨养处理,30-60cm土层和60cm以上土层水分含量从吐丝期开始一直是灌溉处理高于雨养处理,合理灌溉对中下层土壤水分影响更大;灌溉处理在灌浆期具有较高的C02同化能力,比雨养处理高400-600kg CH₂O/hm²/d;灌溉处理通过呼吸作用在后期比雨养处理多消耗200-300 kg CH₂O/hm²/d;无论是灌溉还是雨养条件下,生物量与籽粒干物重的模拟结果与实测值拟合效果都很理想,模型在该地区能够很好地模拟灌溉和雨养条件下的玉米生长和产量;灌溉产量潜力为13319公斤/公顷,雨养产量潜力为8236公斤/公顷,灌溉增产潜力为每公顷5083公斤;对1984-2013年每年的产量潜力进行了模拟,结果发现,在30年间,有12年产量潜力能够达到或者刚刚达到吨粮,也就是说,大约3年有1年的产量理论上能达到吨粮;对灌溉时间进行模拟,灌溉都发生在第7周以后,且以第8-14周发生频率较大。【结论】在吉林省西部半干旱区对玉米进行灌溉,增产效果显著,提高了玉米中后期的生长能力;根据模型分析,吉林省西部半干旱区玉米灌溉增产潜力为5083kg·hm^-2。更多还原