膜下滴灌高产春玉米灌溉制度及水分生产效率的研究

【作者】 张国强； 沈东萍； 王克如； 刘朝巍； 肖春华； 明博； 谢瑞芝； 侯鹏； 李少昆；

【机构】 石河子大学农学院/绿洲生态农业重点实验室； 中国农业科学院作物科学研究所/农业部作物生理生态重点实验室；

【摘要】 【研究背景】新疆地处西北干旱区,农业生产完全依赖于灌溉,水资源短缺和水分生产效率低效是制约干旱区农业生产的主要因素。因此,高效的水分利用效率(WUE)是干旱区农业得以持续稳定发展的关键。所以,针对这一关键科学问题结合生产实践分析其制约干旱区作物水分生产效率的主要原因,明确了目前传统的灌溉方式以及灌溉制度制约了作物产量及水生产效率的进一步提高。因此,课题组在新疆玉米高产区开展了提高玉米水分生产效率以及产量为核心的节水灌溉技术以及灌溉制度的相关研究,明确膜下滴灌技术节水的机理,明确高产玉米适宜的灌溉定额和灌溉频率以及高产、高效的调控机制,明确高产玉米的需水规律,探索进一步提高玉米水分利用效率的途径及技术。旨在为新疆膜下滴灌玉米的高产、高效以及灌溉制度提供理论依据和技术支持,同时对类似土壤和气候区域玉米的生产管理具有借鉴意义。【材料与方法】于2014-2017年在新疆奇台农场,设置提高干旱区高产玉米水生产效率试验:(1)灌溉方式试验,供试品种:先玉335(XY335)和KWS9384,种植密度:9万株/hm~2。灌溉定额:(当地大田灌溉量,CK,6000m~3/hm~2)。灌溉方式:膜下滴灌、滴灌、沟灌、漫灌。(2)优化灌溉量试验,种植密度:12万株/hm~2。灌溉水平:6000m~3/hm~2(CK)、5400m~3/hm~2、4800m~3/hm~2、4200m~3/hm~2。(3)灌溉频率试验,供试品种:XY335,种植密度:12万株/hm~2。灌溉定额:5400m~3/hm~2;灌溉间隔:3天、6天、9天(CK)、12天和15天。试验采用宽窄行(70cm+40cm)种植模式,采用水肥一体化技术。【结果与分析】膜下滴灌玉米的WUE比滴灌、沟灌、漫灌分别提高5.6-8.8%、16.6-26.7%、34-49.8%。膜下滴灌条件下高产玉米最优灌溉量为5400m~3/hm~2,相比常规灌溉量WUE提高了4.6%-6.7%%。增加灌溉频率,间隔6天获得高的产量(19.1-21.0 t/hm~2)和WUE(2.53-2.80 kg/m~3)。【结论】在新疆玉米高产区域,膜下滴灌技术是高产、高效的节水技术,高产(>15 t/hm~2)玉米的最佳灌溉定额为5400 m~3/hm~2,适宜的灌溉频率为6天,合理的灌溉制度有利于提高玉米的产量和水分生产效率。更多还原