干旱区盐碱地玉米节水灌溉试验分析

2014-03-15徐勇

地下水 2014年3期

徐勇

(新疆兵团222团农业技术推广站，新疆阜康831505)

玉米是新疆粮食作物中种植的面积和产量仅次于小麦的作物之一。新疆为干旱区，水资源紧缺，同时又是盐碱地分布面积较大的地区，区内水资源供需矛盾较为突出，试验研究玉米盐碱地合理的灌溉水量具有节水意义。

1 试验区概况

试验区处于阜康市三工河流域冲洪积细土平原下游，紧邻古尔班通古斯沙漠。区内气候为典型的大陆性干旱气候，多年平均气温6.5℃;≥10℃的平均积温3 572.1℃，多年平均降水量181.5 mm;多年平均蒸发量(20 cm蒸发皿)1 934.2 mm。年平均日照总时数2 555.4 h，日照百分率为66%，无霜期165天，初霜10月3日左右，终霜4月26日左右。

本次试验地土壤为轻盐渍化潮土，耕作层土质为中壤土，土壤含盐量为0.32%、土壤含盐量0.37%，土壤有机质含量为1.3%，全氮 0.104%，全磷 0.21%，水解氮 87 ppm，有效磷 26 ppm，土壤容重1.46 g/cm3，土壤 ph 为8.0 ～9.4，属碱性土壤，试验区地下水埋深4.26 m。

表1 玉米灌溉试验灌水量及产量汇总表m3/亩

2 灌溉试验情况

2.1 试验田块布置

本次玉米节水灌溉试验方式采用小区试验。试验地布置见图 1。试验地长53.3m，宽40.7m，面积为2 196.3m2(3.3 亩)。小区按随机排列方式划分六个处理田块，两次重复，每个小区面积为66.67 m2(0.1亩)。为防止试验受外界干扰，减少试验边区接受阳光、通风条件、不同灌溉量影响，特别是各处理间不同灌水定额产生的横向侧渗影响，在试验地周围设保护区和处理间隔离区。使小区隔离区灌水定额与相邻处理田块相同，从而减少因灌水定额不同产生的侧渗影响。

2.2 试验方法

本次节水灌溉采用低压塑料管道输水灌溉，通过配套水阀门、水表将水灌入试验田块。本次采用塑料管道代替土渠，使田间土壤湿度不受渠道渗漏影响，用水表测量灌溉水量，灌水量准确，提高了本次试验资料的可靠性。

本次节水灌溉试验结合当地大田实际灌水情况，采用定时定量的灌水制度(见表1)。试验地为轻盐碱化土壤，为保证玉米有较高的出苗率，考虑压碱洗盐1，播前水灌溉定额为90～470 m3/亩;本次玉米灌溉试验灌水次数5～7次(含播前水)，灌水定额为30～110 m3/亩，玉米总灌溉定额为249～470 m3/亩。

图1 玉米试验田块小区布置图

2.3 玉米生育期气象条件

本次玉米节水灌溉试验期4－9月上旬一次性降水大于＞5.0 mm的降水量为69.8 mm(见表2)，接近同期多年平均降水量75.6 mm。玉米节水试验期气象条件与本地多年平均值较为一致，本次玉米节水灌溉试验代表性较好。

表2 试验区4－9月上旬一次性降水＞5mm降水量统计表

3 玉米产量与灌水量的关系

结合本地区大田灌溉制度，通过本次制定的六个处理灌溉试验，可以得出本次两个处理田块玉米产量与灌溉水量的对应关系为二次函数关系(见图2)。大体可以看出，玉米产量在灌水量小于400 m3/亩时，玉米产量随灌溉量的增加而增大，灌水量大于400 m3/亩时，玉米产量则随灌水量的增加而呈减小趋势。通过拟合检验，拟合方程相关系数为R=0.953，所得二次函数方程为高度相关，可以用来预测产量。处理1和处理2田块作物产量与灌水量的拟合函数如下:

(处理1田块)

(处理2田块)

式中:f(x)为玉米产量，单位:kg/666.67 m2:x为玉米地灌溉量，单位:m3/666.67 m2;R为玉米产量与灌溉量拟合函数相关系数。

图2 玉米产量与灌溉水量关系图

根据二次函数性质，令拟合函数方程一阶导数为零值，即f(x)=0，可以得出玉米获得产量最大值对应的灌水量;

解方程得出，处理1和处理2田块的灌水量分别为427.5 m3/亩、446.6 m3/亩时(平均437 m3/亩)，玉米最大的产量为分别为889.7 kg/亩、955.1 kg/亩。

通过玉米盐碱地节水灌溉试验得出，当灌水量较小时(灌溉量小于300 m3/亩)，土壤含水量不能满足玉米生育期需水量，作物生长受限，若在此阶段，增加玉米灌水量，可使玉米生育期需水得到改善，玉米产量随灌溉量的增大而增加;当灌溉量稍超过玉米需水量不大时(灌溉量在400 m3/亩)，玉米产量增加甚微;而在灌溉量超过玉米需水量时(灌溉量大于437m3/亩)，可造成土壤含水量偏高，土壤透气性变差，形成缺氧环境，土壤微生物活动受限，使根系吸收养分能力受到障碍;同时造成玉米贪青、晚熟，造成产量下降。

本次玉米盐碱地节水灌溉试验得出，玉米产量与灌溉水量为二次函数关系，玉米节水灌溉水量应小于437 m3/亩，经济合理的灌溉量应为(350 m3～400 m3)/亩。