膜下滴灌对玉米生长发育及产量形成的影响

宁夏农林科技，Ningxia Journal of Agri. and Fores. Sci.&Tech. 2017，58(06) :9-129
膜下滴灌对玉米生长发育及产量形成的影响
陈永伟、马文礼、张战胜、杨刚2
1.宁夏农垦农林牧技术推广服务中心，宁夏银川750021;
2.宁夏农垦勘测设计院，宁夏银川750002
摘要：采用田间大区试验方法，研究了滴灌覆黑膜、滴灌无膜、常规种植3种种植方式对玉米生长发育、出苗率、株高、干 物质积累、产量和经济效益的影响。

结果表明：膜下滴灌出苗时间较滴灌无膜提前3d，较常规种植提前5d，滴灌无膜较常 规种植提前2d;各处理株高表现为滴灌覆膜>滴灌无膜>常规种植，成熟期滴灌覆膜和滴灌无膜处理株高较常规种植分别增加了 19.9cm、19.1c m;各处理玉米干物质积累量为滴灌覆膜>滴灌无膜>常规种植；玉米全生育期内采用滴灌方式滴 灌水量较常规种植减少5 062.5 m3/hm2;滴灌覆膜和滴灌无膜分别较常规种植增产20.9%、24.3%，增加经济收入6 075 元/hm2和7 965元/hm2。

因此，从农业节水和作物高产综合考虑，滴灌水肥一体化是一项既节水又增产的最佳技术措施。

关键词：膜下滴灌；玉米；产量；经济效益
中图分类号:S513 文献标识码:A文章编号：1002-204X(2017)06-0009-04
Effects of Drip Irrigation under Plastic Mulch on Maize Growth and Yield
CHEN Yong-wei et al. (Service Centre for Agricultural and Animal Husbandry Technology Extension of Ningxia Agricul­tural Reclamation,Yinchuan,Ningxia 750021)
Abstract The effects of three kinds of planting methods on the growth and development,emergence rate,plant height,dry matter accumulation,yield and economic benefit of maize were studied by field experiment.Results showed that the emerging time of drip irrigation under plastic mulch was 3 days earlier than that of the drip irrigation and 5 days earlier than that of the conventional cultivation.Drip irrigation without mulch film was 2 days earlier than that of the conventional cultivation. The plant height of each treatment from high to low was drip irrigation under plastic mulch,drip irrigation without mulch film,and conventional cultivation.The plant height of the drip irrigation under plastic mulch and drip irrigation without mulch film were increased19.9 cm and19.1 cm than conventional cultivation.The maize dry matter accumulation of each treatment from high to low was drip irrigation under plastic mulch,drip irrigation without mulch film,and conventional culti­vation.Water amount under drip irrigation in maize whole growing period was 5 062.5 m3/hm2lower than that of comparison. Compared with the comparison,the output of drip irrigation under plastic mulch and drip irrigation without mulch film in­creased by 20.9% and 24.3%, and economic income increased by 6 075 yuan/hm2and 7 965 yuan/hm2.Therefore,consid­ering from the agricultural water and crop yield,drip irrigation and water fertilizer integration is the best technical measure to save water and increase production.
Key words Drip irrigation under plastic mulch;Maize;Yield;Economic benefits
我国是一个农业大国，农业用水量占总用水量的61.9%，其中农田灌溉水量为3 600亿~ 3 800亿m3,占农业 用水量的90.3%^21，提高灌溉利用率已经成为现代农业发 展的趋势和方向。

近年来出现众多的节水新技术，其本质就 是通过提高灌水均匀度实现水分的高效利用，从而达到节 水的目的。

发展节水灌溉是缓解水资源供需矛盾并实现农 业可持续发展的关键，在目前所有的节水灌溉技术中，滴灌 被认为是最为高效的节水灌溉技术之一[3]，滴灌作为一种比 较成熟的节水灌溉技术，已经在农业生产中得到了大面积 的推广与应用。

膜下滴灌技术是将覆膜种植技术与滴灌技术相结合的 一种新的灌水技术，是在原有技术基础上的进一步提高和 发展，也是地膜栽培技术的延伸与深化，它能够适时、适量 提供作物生长所需要的水分和养分，为作物生长创造良好 的水、肥、气、热环境，从而达到降低成本、提高产量、改善品 质的目的[4]。

国外膜下滴灌多用于园艺花卉及番茄、辣椒、花生和甜橙等具有较高经济价值的蔬菜和水果作物上，对于 大田作物应用和研究较少。

地膜覆盖栽培技术和滴灌技术 自20世纪70年代被引人我国之后迅速发展起来。

地膜覆 盖对作物的功效包括提早成熟期、保墒、增温、抑盐、增产和 减少病虫害等[5]。

采用地膜覆盖可增加玉米叶片数、株高、干 物重和叶面积指数刘建国、吕新等[8]通过田间试验研究 了膜下滴灌对棉田生态环境状况及棉花生长发育及产量形 成的影响。

研究表明，膜下滴灌与常规灌溉相比，覆膜滴灌 改变了棉花田间水分环境，为棉花的生长创造了良好的水、肥、气、热条件，有利于棉花生长发育；同时，可以减少地面 蒸发，减少灌溉水的深层渗漏，保持土壤肥力，提高水分利 用率，增加作物产量，具有良好的经济、生态和社会效益。

因
作者简介：陈永伟（1981-)男，宁夏彭阳人，硕士，农艺师，主要从事作物优质高产栽培技术研究及农业技术推广等工作。

收稿日期=2017—03—25
此，笔者以春玉米为研究对象，通过研究不同种植方式对春 玉米生长发育及产量的影响，旨在探明不同灌溉方式下春 玉米生长发育规律，为宁夏引黄灌区玉米种植提供一定的 理论依据和实践经验。

1材料与方法
1.1试验区概况
试验在宁夏农垦黄羊滩农场农二队进行。

黄羊滩农场 地处宁夏银川市西南，属贺兰山东麓山前洪积平原，为西干 渠引黄扬水灌区，地理位置位于106。

05' ~ 106。

47五，38。

05^38。

49W之间。

气候属典型的中温带干旱 大陆性气候，干旱少雨，日照充足，蒸发强烈，风大沙多，昼 夜温差大，并常伴有霜冻、干热风、冰雹、山洪威胁等自然灾 害。

多年平均降水量为187 m m,年际变化大，降水多集中在 7 ~ 9月，占全年降水量的65%;年蒸发量1 250 m m,是降水 量的6倍;多年平均气温8.5 °C，极端最高气温39.3 °C，极 端最低气温-30.6 °C;年日照时数为2 800 ~ 3 300 h;全年 无霜期155 d左右。

试验地土壤类型为淡灰钙土，0 ~ 20 cm 土层土壤pH 8.4,有机质9.22 g/k g，全氮0.56 g/k g，碱解氮 39.5 mg/k g，有效磷 15.7 mg/kg，有效钾 91.4 mg/kg，全盐 0.27 g/kg，肥力中等偏下。

1.2试验材料
供试玉米品种为张玉1355。

滴灌肥料为玉米滴灌专用肥，常规种植肥料为复合肥 (25-20-10)、二铵、硫酸钾、尿素。

1.3试验设计
试验为大区对比试验，共设3个处理，即滴灌覆黑膜、滴灌不覆膜、常规种植(C K，即当地传统种植），每个处理面 积2 hm2。

试验各处理于2014年4月21日采用2BMJ-3/6 播种机进行播种，播种、覆膜、滴灌带铺设一次性完成，采用 “干播湿出”技术和宽窄行种植模式，宽行70 cm,窄行40 cm,平均行距55 cm,株距20 cm。

滴灌采用内镶贴片式滴灌 带，滴头间距30 cm,流量1.38 L/h，滴灌带铺设于窄行玉米 中间，滴灌带间距1.1m。

常规种植为60 cm等行距种植，株 距20 cm。

试验水源为井水，玉米全生育期共滴灌12次，灌 溉定额3 786 m3/hm2;滴肥6次，施用滴灌专用肥787.5 kg/hm2(纯养分含量为 N216 kg/hm2、P20564.5 kg/hm2、K20 60 kg/hm2)。

常规种植灌溉水量为8 850 m3/hm2,施肥量1 575 kg/hm2;其中：复合肥 750 kg/hm2(N25-P20520-K2010)、二铵 225 kg/hm2、硫酸钾75 kg/hm2、尿素525 kg/hm2,纯养分含量 为纯 N 264.3 kg/hm2、P2〇5 253.5 kg/hm2、K2〇 112.5 kg/hm2。

玉米于10月5日收获。

1.4测定项目与方法
从播种开始，记录玉米播种期、出苗期、拔节期、大喇叭 口期、抽雄期、吐丝期、成熟期和收获期各个生育时期;分别 在苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期以及成熟期每 处理选择样点3个，每个样点选取具有代表性的植株3株，于105 °C杀青30 min,然后80 °C烘干至恒重，称量单株干物质积累量;玉米关键生育时期利用TRIME-PICO T D R便携式土壤水分测量仪测定20 cm、40 cm、60 cm土层土壤水分含量;玉米不同生育时期在各小区分别选取植株10株定点调查测定株高变化；收获前各处理按对角线法随机选取3个样点，每个样点选取长势均匀且长度为20 m的行长6行，收获全部果穗，计数称重后得出平均果穗重量，再按平均穗重法取20果穗作为样本测定鲜果穗的出籽率和含水量;选取具有代表性的20 m双行，每隔5株取一个果穗，共计取20个果穗，作为室内考种样本，测定穗长、行数、穗粒数、百粒重等指标。

出籽率样本籽粒鲜重x 100%
出村私样本鲜果穗重
产量(kg/666.7 m2)=
鲜果穗重(kg)x666.7(m2)x出籽率x(1-籽粒含水率）
实际测定面积(m )x (1-14%)
1.5数据处理
试验数据采用E X C E L和D PS统计软件进行统计分析。

2结果与分析
2.1不同种植模式对玉米生长发育进程及出苗的影响
由表1可以看出，不同种植模式对玉米生长发育进程 和出苗率具有一定的影响，出苗率表现为滴灌黑膜>滴灌 无膜 >常规种植;各处理在播期一致的情况下，滴灌覆膜出 苗时间较滴灌无膜提前3 d，较常规种植提前5 d，滴灌无 膜较常规种植出苗期提前2 d;滴灌覆膜和滴灌无膜成熟期 一致，较常规种植推迟5 d。

这主要由于滴灌水肥一体化“干 播湿出”技术和覆膜提高了土壤温度，促进种子萌发，促使 出苗期提前。

玉米生育期调查发现采用膜下滴灌后玉米植 株生长健壮，膜下滴灌在加速生育进程方面主要表现在拔 节期之前[9]。

表1不同种植模式玉米生长发育进程及出苗率
播种期 出苗期拔节期抽雄期成熟期出苗率
(月一日）（月一日）（月一日）（月一日）（月一日）（％)
滴灌覆
麵21
05-0106-0607-1210-1090.9
滴灌无膜04-2105-0406-0807-1710-1088.3籠_㈨―21
(C K)°4 Z1
05-0606-1007-2010-0577.6 2.2不同种植方式对玉米株高的影响
玉米的株高在一定程度上可以反映玉米植株的营养生 长状况，通过对玉米株高的分析可以得到不同种植方式在 玉米的营养生长和生殖生长两个阶段起到的作用以及变化 规律。

玉米的株高是其冠层结构中对水分响应的主要体现 者，从图1可以看出，不同种植方式玉米株高的变化都表现 为拔节期前快速增长，拔节期后缓慢增长，灌浆后期玉米生 长基本稳定。

玉米在不同的生长发育时期，株高与种植方式 有一定的关系，各处理株高表现为滴灌覆膜>滴灌无膜> 常规种植，成熟期株高分别为277.1 cm、276.3 cm、257.2
图1不同种植模式下玉米株高变化
cm,滴灌覆膜和滴灌无膜处理较常规种植株高分别增加了 19.9、19.1 cm。

滴灌覆膜和滴灌无膜玉米株高在各生育阶段 差别不明显，但与常规种植的玉米株高具有较大差异。

滴灌 覆膜和滴灌无膜在抽雄期以后均表现出一段快速生长的过 程，此过程在玉米常规种植方式中没有表现出来，表明滴灌 对玉米快速生长的影响时间要比常规漫灌种植方式长，可 以延长玉米的营养生长。

2.3不同种植方式对玉米干物质含量的影响
由图2可以看出，整个生育期内不同处理玉米单株干 物质积累速率变化趋势表现为抽雄前积累速度缓慢，抽雄 后迅速增长。

不同种植方式玉米干物质积累量整体表现为 滴灌覆膜>滴灌无膜>常规种植，苗期各处理玉米干物质 积累差距较小，玉米生长中后期滴灌玉米的干物质积累明 显高于常规种植；滴灌覆膜和滴灌无膜玉米干物质变化相 差不大，但与常规种植相比差异明显。

这表明水肥一体化能 够及时有效供给玉米植株水分和养分，加快单株干物质量 的积累进度，有利干物质量的积累。

图2 不同种植模式下玉米干物质积累量变化
2.4不同处理对土壤水分垂直含量的影响
由图3看出，3个处理0~ 20 cm土层土壤平均含水量 表现为滴灌覆膜>滴灌无膜>常规种植，20 ~ 40 c m和 40 ~ 60 cm土层平均含水量变化均为常规种植>滴灌覆 膜>滴灌无膜，说明生育期滴灌覆膜对表层土壤水分含量 影响较大。

玉米全生育期内采用滴灌方式滴灌水量较常规 种植减少5 062.5 m3/hm2;而常规种植，采用大水漫灌，水分
图3 不同处理土壤含水量垂直变化
下渗较其他两个处理多，所以表现为深层土壤水分含量较 滴灌覆膜和滴灌无膜高。

2.5不同处理对玉米性状及产量的影响
由表2可以看出，在播种密度相同的情况下，滴灌覆膜 与滴灌无膜处理的收获穗数无显著差异，但均明显高于常 规种植，差异显著。

茎粗、穗长、穗粗、穗粒数等各项性状均 表现为滴灌覆膜和滴灌无膜处理高于常规；秃尖长表现为 常规种植>滴灌覆膜>滴灌无膜；百粒重和产量方面均为 滴灌无膜 >滴灌覆膜 >常规种植，且各处理之间达到了极 显著差异。

滴灌覆膜产量为17 400 kg/hm2,滴灌无膜产量 为17 895 kg/hm2，分别比常规种植玉米增产3 005 kg/hm2和3 500 kg/hm2,分别增产20.9%和24.3%。

从产量构成要 素分析，玉米滴灌水肥一体化栽培技术大幅度提高玉米收获 穗数、穗粒数和百粒重，水肥供应及时且合理，促进了玉米籽 粒营养供应，促使百粒重增加，为产量形成奠定了基础。

2.6不同处理经济效益分析
由表3可知，滴灌覆膜投人为14 633元/hm2,滴灌无 膜为13 733元/hm2,常规种植为14 498元/hm2,各处理总 投人为滴灌覆膜>常规种植>滴灌无膜。

与常规种植相 比，滴灌覆膜增加投人135元/hm2,滴灌无膜减少投人 765元/hm2，滴灌覆膜较滴灌无膜增加投人900元/hm2。

综合分析，滴灌覆膜和滴灌无膜较常规种植纯收人分别 增加6 075元/hm2、7 965元/hm2,分别增收43%和57%。

3结论与讨论
(1)覆膜及滴灌加快了玉米生育进程，提高了出苗率，滴灌覆膜出苗时间较滴灌无膜提前3 d，较常规种植提前 5 d，滴灌无膜较常规种植出苗期提前2 d;滴灌覆膜和滴灌 无膜成熟期一致，较常规种植推迟5 d。

这主要由于滴灌水 肥一体化“干播湿出”技术可及时供水，覆膜可有效提高土 壤温度，促进种子萌发，使出苗期提前。

各处理株高具体表 现为滴灌覆膜>滴灌无膜>常规种植，成熟期株高分别为 277.1 cm、276.3 cm和257.2 cm。

滴灌覆膜和滴灌无膜处理 玉米株高在各生育阶段差别不明显，但与常规种植的玉米 株高具有较大差异。

滴灌覆膜和滴灌无膜在抽雄期以后均 表现出一段快速生长的过程，此过程在玉米常规种植中没.0
.0
.0
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.0
.0
0.
5.
0.
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0.
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3
2
2
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长
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H
表2
不同种植模式对玉米产量构成因素的影响
处理收获穗数
茎粗
穗长
穗粗
穗粒数
秃尖长
百粒重
实际产量
(稿 /hm 2)
(cm )(cm )(cm )(粒）
(cm )(kg /hm 2)滴灌覆膜77 325 aA 2.5 aA 18.5 aA 5.4 aA 584 aA 0.9 Aa 41.9 aA 17 400 aA 滴灌无膜78 090 aA 2.3 bAB 17.6 aA 5.5 aA 523 bB 0.7 Aa 44.5 bB 17 895 bB 常规种植(C K )
68 820 bB
2.1 cB
17.2 aA
5.1 aA
457 cC
1.0 Bb
40.4 cC
14 395 cC
注：同列不同大、小写字母分别表示0.01、.05水平差异显著。

表3
玉米不同种植模式综合经济效益分析
处理 -
生产投入(兀/ hm 2)
收入(元/hm 2)
承包费种子农药
机械
水费
肥料
滴灌材料
地膜
人工
收入
纯收入
较常规增收
滴灌覆膜 2 700 1 170 2 9251 200 3 188 2 25090030034 80020 167 6 075滴灌无膜 2 700 1 170 2 9251 200 3 188 2 250030035 79022 0577 965常规种植
(C K )
2 700
1 560
3 375
1 800
4 163
900
28 590
14 092
注：玉米单价以2元/
kg 计算。

有表现出来，表明滴灌对玉米快速生长的影响时间要比常 规漫灌种植方式长，可以延长玉米的营养生长阶段。

(2)
覆膜及滴灌促进了玉米干物质积累，不同种植方式 玉米干物质积累量整体表现为滴灌覆膜>滴灌无膜>常规 种植，苗期各处理玉米干物质积累差距较小，到玉米生长中 后期，滴灌玉米的干物质积累明显高于常规种植;滴灌覆膜 和滴灌无膜玉米干物质变化相差不大，但与常规种植相比 差异明显。

这表明水肥一体化能够及时有效供给水分和养
分，促进干物质量的积累。

(3) 3个处理0>20 cm 土壤平均含水量整体变化为滴 灌覆膜 >滴灌无膜> 常规种植，20 ~ 40 c m 和40 ~ 60 cm 土层平均含水量变化均为常规种植>滴灌覆膜>滴灌无 膜。

说明生育期滴灌覆膜对表层土壤水分含量影响较大，由 于滴灌全生育期内滴灌水量较常规种植减少5 062.5
m 3/hm 2,而常规种植采用大水漫灌，水分下渗较其他2个处
理多，所以表现为深层土壤水分含量较滴灌覆膜和滴灌无 膜高。

(4)
覆膜及滴灌水肥一体化栽培技术可大幅度提高玉 米收获穗数、穗粒数和百粒重，由于水肥供应及时且合理， 促进了玉米籽粒营养供应，促使百粒重增加，为产量形成奠 定了基础。

茎粗、穗长、穗粗、穗粒数等各项性状均表现为滴 灌覆膜和滴灌无膜高于常规；秃尖长表现为常规种植>滴 灌覆膜>滴灌无膜；而百粒重和产量方面均为滴灌无膜> 滴灌覆膜 > 常规种植，各处理之间达到了极显著差异。

滴灌 覆膜玉米产量为17 400 kg /hm 2,滴灌无膜产量为17 895
kg /hm 2，分别比常规种植玉米增产3 005 kg /hm 2和3 500
kg /hm 2,分别为增产20.9%和24.3%。

各处理总投人为滴灌
覆膜 > 常规种植 > 滴灌无膜，与常规种植相比，滴灌覆膜增加投人135元/hm 2,滴灌无膜减少投人765元/hm 2,滴灌覆
膜较滴灌无膜增加投人900元/hm 2。

综合分析，滴灌覆膜和滴灌无膜较常规种植纯收人分别增加6 075、7 965元/hm 2,分别增收43%、57%。

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责任编辑:达海莉。