玉米覆膜高产栽培和节水灌溉技术应用

2023-05-12孙景富

农业开发与装备 2023年10期

李涛，孙景富

（山东济南农业技术推广站，山东济南 250000）

0 引言

我国水资源匮乏，人均水资源占有量仅排在全球的109位，且分布极度不均匀，是世界上13个典型缺水国家之一。我国农业用水量高，效率仅为发达国家的50%左右，对粮食增产贡献率仅为10%左右。玉米作为我国产量最大的粮食作物，对于我国粮食安全、油料供应、饲料生产和工业加工都有着重要的意义。在我国多地，由于干旱缺水造成玉米减产的现象多有发生。采用覆膜栽培和节水灌溉技术能够充分利用光照，增加地温，保水保墒，减少对土壤的侵蚀，同时水肥利用率还能大大提高。为了进一步降低生产成本，提高生产效率和产量，改善玉米品质，结合全程机械化作业规模，对传统覆膜栽培的重点问题进行了针对性改进。

1 玉米对干旱的适应机制

1.1 脱落酸对气孔开闭的调节

在土壤干旱条件下，玉米会产生脱落酸（ABA信号），通过蒸腾作用对气孔开度等进行调节，这样就会减少水分流失。如果干旱加剧，较低部位和较老叶片会发生萎凋作用，从而输送到新叶或果实，减少水分流失。

1.2 受旱后的补偿效应

一般情况下，干旱条件下玉米的光合作用会受到抑制，在复水后能够进行增强。在玉米灌浆后期，进行轻度干旱胁迫，夜间进行水分恢复，可以促进花前茎与鞘中的NSC向玉米粒运转，灌浆速率和水分利用效率增加。

1.3 响应干旱的分子机制

在干旱条件下，深根基因表达会加强，根系向土壤深处下扎，更能够有效吸收水分。ABA合成基因表达量上调，能够促进生长素向根尖运输，使根系适应干旱。干旱胁迫也能够促进关键酶基因的表达，加快营养物质向籽粒运转，加快灌浆。

2 玉米节水灌溉技术原理

2.1 玉米的需水特性

玉米植株高，穗棒重，叶面积大，但是和水稻等作物相比，需水量却很低。苗期日耗水量可低至0.65 mm，抽雄期日耗水量能达到12 mm，灌浆后期日耗水量能降到3.7 mm。把握玉米的需水特性能够延长生长时间，增加株高和茎粗，对叶面积指数影响较小，干湿交替灌溉还能在一定时期提高光合作用速率。由于干旱胁迫在一定程度上能够促进玉米弱势粒灌浆，提高粒重，提升产量。

2.2 节水灌溉技术选择

采用低压管道代替沟渠，可有效减少水分蒸发和渗透，无输水损失，不产生地面径流。而且灌溉速度可以调节，配合水溶肥能够实现水肥一体化输送，大量节约水肥。低压管道可以配合滴灌技术，水利用系数可达到90%以上，通过水肥耦合也能够大幅提高产量。

地膜覆盖有两种方式。一是膜孔灌溉，这是膜上灌溉方案，在膜上挖小孔，让灌溉水通过重力作用下渗灌溉。尽管膜上灌溉也存在一定的水分损失，但是成本低，不需要大量投入设备，而且具有较好的保温效果。二是膜下滴灌。节水性好，但是设备成本较高，而且喷头容易堵塞。

综合考虑，选择膜下滴灌方式，因为膜下滴灌具有如下优势：更能够保持土壤毛细管通畅，让土壤中的水分源源不断输送到覆膜区，被玉米有效吸收。无孔地膜更能够减少热量散失，升高地温，全生育期积温可提高200℃。地膜覆盖不会受到雨水冲刷和径流的影响，由于渗水压力小，让土壤长期保持疏松状态，增加孔隙度，更有利于土壤微生物活动，增加土壤养分的含量。玉米生长发育，成熟期可延长半个月。膜下滴灌会产生水珠反射到近地空间的基部叶片，提升光合作用的利用率。经过测定，覆膜后，地面50 cm处比不覆膜提高了15%，强度可达到25%。配备施肥罐，随时可以进行追肥，水肥控制更加精准。

3 玉米垄沟膜下滴灌高产技术栽培方案

3.1 选地整地

垄沟膜下滴灌技术应用，要求地势平坦、土壤疏松。玉米高产栽培，要求土壤肥沃、土层深厚。前茬作物以豆类、油料、马铃薯等为宜。采用保护性耕作模式，将秸秆粉碎进行还田，不破坏土壤结构，增加土壤有机质含量。

土壤处理。使用地膜进行高温焖地杀毒，如果前茬作物地下害虫较为严重，可结合浅耕技术施用生石灰、75%辛硫磷乳油、40%甲基异柳磷乳油等进行治理。对杂草进行清理。建议采用机械化治理方案，可在还田过程中配合秸秆粉碎机械进行作业，切断杂草根系。配方施肥。用有机肥代替化肥，施肥量1000 kg/667m2，适当补充氮磷钾复合肥，以及各类微量元素。

3.2 种植方案

采用垄沟双行种植方式，垄上和沟内全部覆膜。使用薄壁式滴灌带，一膜2带4行，行距40 cm+60 cm=100 cm，垄高20 cm，株距30 cm。垄面平整、无凹陷，每隔2 m处压上土腰带。用PE管与主管相连接，根据土壤类型，选择适宜滴灌带种类。选择可降解地膜，厚度大于0.01 mm，宽度大于100 cm，透光率优于传统普通地膜，用于增加地温，增加产量。

根据本地气候不同选择播种期，一般在4月中下旬。5 cm处地温在8℃以上，或10 cm地温在12℃以上时播种，具体根据本地气候条件选择。膜下滴灌可早10天左右，在地膜增温影响下能够提早出苗，为玉米的生长发展积累热量。适当进行密植，种植密度控制在3800～4000株/667m2。播种2～3粒/穴，播深5 cm左右。精量播种量可以用以下公式计算：

3.3 品种选择

选择优质丰产、抗性强、抗倒伏、密植性好、抗病虫害的品种。同时，还应考虑市场需求，要求玉米营养物质含量相对较高、口感好、外观品质突出。除了传统的熙园29、郑单958、中单909、北育228之外，还可以选择鲜食玉米高产专用品种，比如鲁甜糯191，在近3500株/667m2的种植密度下，产量超过1500 kg。该品种是彩色籽粒，软糯香甜，深受消费者欢迎，市场前景广阔，且耐盐碱性强，在3‰的盐碱地上产量也能超过1300 kg，值得推广。

具体品种选择，还要考虑不同地区的气候和土壤条件特点。在低于1700 m的海拔，应选择晚熟品种，生育期在130天以上，如西蒙707、大京九23等。在海拔高于1700 m的区域，应该选择中晚熟品种，生育期在110～130天，如雅26号、文玉3号等。

3.4 种子处理

种子质量应该符合GB4404.1标准，纯度和净度＞99%，品质在GB/T25882三级以上，均匀饱满，无病虫害和瘪种。做好前筛去小和晾晒工作，进一步提高发芽率，避免病虫害。为防治地下害虫和根茎腐病，使用种衣剂进行处理，例如丁硫克百威6%+戊唑醇0.4%+福美双13.6%配置20%悬浮种衣剂。

3.5 采用机械播种

使用精量免耕播种一体机，能够一次性完成开沟、播种、施肥、覆土、镇压、覆膜等作业，整机可以由拖拉机牵引，也可以适应履带行走机构。机架可以自由调节，在大型连片作业区可以增加机组，丘陵山区可以减少到4行以下。使用双圆盘开沟器，根据耕地土壤条件不同也可以替换缺口圆盘刀和螺纹圆盘刀。配备精量排种器，确保排种稳定、均匀，避免漏播等现象，通过种子箱连接导管排种，穴距可调。机架上方装有肥料箱和电喷药装置，采用电打药方式。安装展膜滚、压膜轮、覆膜犁、放膜支架，同时进行覆膜作业。

推荐使用2FMB-2穴播覆膜机，该机器可以喷施农药，切膜机构可以一次完成铺膜、膜上打孔和滴灌带铺设，大大节约了人工成本，提升了集约化水平。传统排种器，如果有沙子或泥土进入，就会造成碎种等现象，同时种衣剂拌种会产生堵塞，且具有腐蚀性。对此，可采用气吸式设计，并且加装弹簧针等装置。为避免碎种现象，要保证匀速前进，可采用巡航定速系统代替传统人工驾驶的方式。

3.6 田间管理

3.6.1 建立长期规划意识。综合考虑沟、渠、林、路的布局，加强农业管网和滴灌工程的建设，配备机井、蓄水池、机泵等设备，既可提升田间管理效率，也能够实现农业的可持续发展。比如，通过滴灌管网的铺设，在需要追施水肥时，只需通过管道配备一定比例的肥料即可，大幅提升了管理的便捷性。

3.6.2 苗期管理。出苗前，要检查地膜是否被风刮破，有刮起要用土压严，有破损要进行修补。出苗后要逐行检查，及时掏苗，放苗，缺苗必须进行补苗。在玉米3～4叶期去杂、间苗，使用除草机械清除田间杂草，同时间弱留强，间病留健。在玉米4～5叶期，留健壮高大苗，拔除弱苗、病苗，最终定苗为1株/穴。如选择鲜食玉米等品种，易分蘖，那么应该及时摘除，减少营养消耗。

3.6.3 做好灌水工作。玉米冬灌能够提升储水量，稳定地温，保护根系，同时具有杀死地下害虫的作用。全生育期灌水量300 m3/667m2，拔节期60 m3/667m2，大喇叭口期70 m3/667m2，灌浆初期80 m3/667m2，灌浆中期60 m3/667m2，生长后期缺水，也可灌水12 m3/667m2。

3.6.4 玉米追肥。采用机械追肥方式和滴灌追肥方式相结合，机械追肥可使用播种机等各类机械，滴灌追肥直接通过管道输入到根系。拔节期追施氮肥6 kg/667m2左右，大喇叭口期8～10 kg/667m2。追肥过程中，结合有机肥和化肥，如果玉米出现缺素症状，要适当补充钾肥、磷肥等。

3.7 病虫害防控

以绿色防控为主，非必要不使用化学农药，必须施用的化学农药也要以高效、低毒、低残留为原则。玉米典型病虫害可以用下列药剂来防治：6%氯虫苯甲酰胺·阿维菌素防治玉米螟，5%噻螨酮乳油1500倍液防治红蜘蛛，2.5%高效氯氟氰菊酯水乳剂防治黏虫和蚜虫。使用50%福美双可湿性粉剂，抽穗前喷雾，预防黑粉病；18.7%丙环·嘧菌酯悬浮剂，防治斑病；25%粉锈宁可湿性粉剂，防治锈病。

做好田间环境治理，清除病虫害滋生环境。如加强玉米田周边环境治理，减少病虫害来源，清除田间杂草和病株，剪去病叶，播种前做好灭茬工作。采用物理防治方式，安装太阳能杀虫灯，能有效杀死黏虫、玉米螟等害虫。田间配合防虫板、性诱剂、杨柳枝等防治方法，进一步杀死害虫。采用生物防治方式，释放赤眼蜂等天敌，结合性信息素诱杀，使用苏云金杆菌、球孢白僵菌等生物农药实现联防联控。加强农业环境监控。使用智能系统远程掌握虫情，监测病菌孢子，发现病虫害风险立刻发出警报，实现提前防控的目的。

3.8 玉米收获和秸秆还田

鲜食玉米要及时进行收获，一般在2～3天内。普通玉米也要适时收获，及时青贮。采用机械化收获方式，一次性完成摘穗、剥皮、集穗、秸秆粉碎和还田作业。如有需要，直接采用机械脱粒方式处理。

3.9 机械化技术应用

加强农机技术创新，大力推动新技术的应用，比如无人机喷药、小型机械除草、机器人精准喷药防治病虫害等。玉米作业还可以大量应用智能化技术，比如自动驾驶技术，可以提升播种的质量和效率。此外，还可以考虑给农机安装减震设备，能避免播种过程中因为地势变化和速度变化造成的碎种和排种不畅等现象。给施肥装置安装弹簧，使用螺母调整弹力，解决堵肥问题。加强保养维护，比如每天清理机具上的泥土、杂草和废薄膜。传动部分清理后要加机油润滑，减少机具损伤。按时对排种器和排肥器进行清理。