研究最适合夏玉米的灌溉施肥方式

发布日期:2019-03-19 21:20

此次试验选在山东的一个试验站,栽培品种选用郑单958。6月22日播种,收割日期是9月29日。生长周期100天,滴灌管采用直径8mmPE管,滴头间距为300mm,设计工作水头为1.0MPa,滴头设计流量为1.9L/h。试验共分3种处理,水肥一体化(FG)、常规沟灌施肥(CC)、滴灌常规施肥(DG),为了减少误差每个处理重复3次,每个区域面积大约为9m×9m,总共9个区;每个区6条垄,垄长9m,垄距1.5m。夏玉米株距22.2cm,为防止水分互渗,在区域之间做2m宽的天然隔离带。

试验主要采取滴灌和沟灌的方式,在每个区域内都安置了测量水分的探头,灌水的上限设为田间持水率(FC)的90%,下限为40%。

试验过程中,滴灌处理的设计灌水定额按下式计算:

m=0.1γzp(θmax-θmin)/η

式中:m为设计灌水定额(mm);

γ为土壤密度(g/cm3);

z为计划湿润土层深度,取0.5m;

p为微灌设计土壤湿润比,取70%;

θmax、θmin为适宜土壤含水率上下线(占干土质量的百分比);

η为灌溉水利用系数,取0.95。

复合肥含N、K2O、P2O5均为15%。桓台县夏玉米常规施肥量为:纯N:228kg/h㎡;P2O5:90kg/h㎡;K2O:90kg/h㎡。

具体施肥处理:CC处理:基肥和追肥;FG处理:随水施肥;DG处理:基肥和追肥。夏玉米苗期(拔节前)需吸氮占总量的9.7%,中期(拔节至抽穗开花)占78.4%,后期(抽穗后)占11.9%。在播种前按照当地常规施肥量施入底肥。通过试验场内的自动气象站,每天定时测定相关的气象数据,包括温度、湿度、降雨量、蒸发量等。采用TDR土壤水分测定系统,试验期间每隔10天测1次。玉米收获前每区域取2m2的典型样本进行室内考种,测其单位面积的穗数、千粒质量,并计算产量。

土壤水分变化规律分析

在作物高产的条件下,夏玉米的整个生长周期大约需要水是417.30~507.45mm,其中拔节期、抽雄期和灌浆期这三个周期是需水量较大的时候。从当地往常的降雨量才比较,拔节期、灌浆期水量的需要降雨就可以满足,所以就是抽雄期是需要人工辅助的。

夏玉米生育期内各处理的土壤体积含水率保持在田间持水率60%以上,整个生育期内土壤水分波动幅度较小,处于蓄水状态。由于拔节期之前未实施滴灌处理,处理CC根系层土壤体积含水率高于滴灌处理,滴灌处理FG和DG在夏玉米整个生育期内的平均含水率变化趋势基本一致,深层土壤体积含水率均高于表层土壤,在玉米田土壤的各层次中,0~60cm土层土壤水分较低,整个玉米生育期内水分变化幅度相对较大,60~160cm土层土壤水分较高,尤其在拔节期、抽雄期更为明显,玉米开花期根系入土深度可达160cm,0~40cm根量占该期总根量的55%,40~160cm土层根量占20%;蜡熟期根系入土深度可达180cm,0~40cm根量占该期总根量的55%左右,40~180cm土层根量占45%左右[5],后期深层根量增加,因此滴灌有利于根系吸收水分,促进粒多和粒质量。常规沟灌处理(CC)土层含水率在0~60cm土层土壤水分较高,受降雨影响较大。处理DG每次实际灌溉量均略高于处理FG,使得湿润层含水率基本高于其他处理的含水率,波动幅度也略小于其他处理。总体而言,滴灌深层土壤含水量高于常规沟灌,且土壤含水率变化幅度较小。

夏玉米生长发育和产量的影响

针对3种不同的处理方式比对相叶长、株高、穗干质量以及产量。从表3中我们能够看出,FG的产量比CC低0.6%、比DG低4.46%,但是其标准差最小,波动性最小;处理DG产量均值最高,其标准差也最大,波动性最高,通过变异系数分析,处理FG变异系数为1.60,3种处理中最小,处理DG变异系数为7.70,3种处理中最高,结合平均产量增幅和产量波动性,故可得出,水肥一体化技术在高产、稳产上具有一定优势。

本季夏玉米水肥一体化处理产量之所以低于其他处理,可能与滴灌施肥过后降雨较急、雨量较大有关,导致氮肥营养流失。处理FG在夏玉米叶长、株高指标上呈现出平均值较高,标准差、变异系数较小的特点,说明其数值具有一定稳定性。FG的穗干质量平均值比CC高6.5%,比DG低0.04%,其标准差最小,变异系数最小,说明处理FG更稳定地提高穗干质量,这与产量数据分析结论一致。处理灌溉施肥制度的不同引起土壤中的水分不同,使玉米的根冠比有所差别,由于水分影响根系的分布而使耗水量大的处理DG和CC玉米根系较密,部分光合产物被根系吸收,应该消耗光合产物的冠层反而得不到产物,就会让作物的生长得到迟缓,从而影响到了产量。

可以看出在夏玉米整个生育期耗水量随灌水量增加而减少,这与增加灌溉后玉米先消耗灌溉水而后消耗土壤水有关。滴灌(DG)处理产量最高,水分利用效率(WUE)最高,但是总耗水量比处理FG高3.9%,并且处理DG产量波动性最高,最不稳定。处理CC总耗水量最大,产量最低,水分利用效率比处理FG和处理DG分别低3.9%、4.6%。综合3种不同灌溉施肥处理的整个生育期土壤水消耗量、产量及WUE状况来看,FG的处理方式从灌溉量的角度得到了减少,并且稳定性比较的强,同而产量就得到了保证,是最适合的处理方式。

综上所述,水肥一体化的处理结果明显的好于另外两种处理方式。土壤含水量保持较平衡的状态,并且土壤深层(60~160cm)比浅层(0~160cm)含水量高,这个非常适合夏玉米生育后期深层根系的生长。并且在水肥一体化的处理下对灌水量、施肥量和时间的有效控制,保证作物处于最佳的生长状态。该处理条件下夏玉米的叶长、株高均值最大,标准差最小,穗干质量、产量均值低于滴灌常规施肥处理、高于传统沟灌处理,通过变异系数分析,说明水肥一体化技术可以优化夏玉米各器官的生长状况,进而有效地提高作物产量及品质,实现作物的高产稳产。